Sammlung Hessen
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Die basenreichen, offenen Sand-Lebensräume des hessischen Oberrheingebietes sind bekannt für ihre mittlerweile hochgradig gefährdeten Pflanzen- und Tierarten sowie Vegetationstypen. Inzwischen kommen nur noch Reste der früher weitverbreiteten Lebensräume vor, und daher gibt es Projekte im Naturschutz, Trittsteine und Korridore zu restituieren, um die fragmentierten Lebensräume wieder zu verbinden. Seit dem Jahre 1998 entwickelten wir Methoden für Restitutionsprojekte und führten ein wissenschaftliches Monitoring in den Sand-Lebensräumen durch (zusammen mit dem Landkreis Darmstadt-Dieburg, der Stadt Darmstadt und einem Landschaftspflegehof). Dafür wurden biotische und teilweise zusätzlich abiotische Verbesserungen der Flächen kombiniert mit Beweidung. Erstmals können wir nun mit Hilfe von jährlichen pflanzensoziologischen Aufnahmen und ihrer Analyse die 16jährige Vegetationsentwicklung eines ehemaligen Sandackers als Modell für eine Restitution ohne abiotische Maßnahmen aufzeigen. Ergänzend vergleichen wir diese Aufnahmen auch mit solchen der nahegelegenen Leitbildfläche Griesheimer Düne. Die Restitutionsfläche wurde mit Pflanzenmaterial (Rechgut) von Leitbildflächen inokuliert und danach kontinuierlich mit Schafen und Eseln beweidet. Aus Sicht des Naturschutzes war die Entwicklung erstaunlich gut, obwohl die Phosphat-Konzentration im Oberboden trotz Reduktion im 16. Jahr immer noch beträchtlich war. Mittlerweile ist die Anzahl und die Deckung an Zielarten hoch, im Falle von Arten der Koelerio-Corynephoretea sogar höher als in der benachbarten Leitbildfläche. Auch kommt eine Vielzahl an Rote-Liste-Arten vor. Aber es gibt auch ein ruderales Potenzial vor allem mit den Schlüsselarten Calamagrostis epigejos und Cynodon dactylon. Das Beweidungsmanagement muss in der bisherigen Intensität fortgeführt werden, um die Entwicklung insbesondere dieser Arten zu kontrollieren.
In Central Europe stands of the Koelerion glaucae vegetation complex are threatened and mostly highly fragmented. Knowledge about the impact of abiotic and biotic measures to restore this vegetation complex is crucial. Therefore, an inland sand dune complex (around 2 ha) was created in 2009 as a study model in the Upper Rhine Valley (Germany), which included sites with different substrate conditions as well as grazing impact and minimized inoculation with plant material.
The restoration area is divided into two halves with different substrate conditions (sites 1 and 2), on which inoculation with raked plant material and grazing by donkeys was studied on systematically arranged plots with randomised treatment distribution (32 plots). Additionally the whole area was monitored by a grid-plot approach to show the floristic background (43 plots). Minimized inoculation was conducted with rare Koelerion glaucae plant material in small plots covering around 5–7% of the restoration sites. During the four-year study, vegetation development was recorded and examined in relation to the donor site and an older restoration site. Soil seed bank and seed rain in the newly deposited restoration sites were also investigated, as well as the endozoochorous seed-dispersal by donkeys. Target species ratios (TSR) were calculated to estimate the restoration success. We used mixed linear models and detrended correspondence analysis for data evaluation.
Substrate conditions had an impact on the number of target species and on phanerogam and cryptogam cover. Inoculation enhanced both number and, without grazing, cover of target species since the first year. On not-inoculated plots and on grid-plots, target-species numbers increased gradually. Grazing by donkeys did not affect target-species numbers, but had a decreasing effect on target-species cover. Grazing reduced bryophyte cover, especially on inoculated plots. DCA revealed development of the experimental plots towards the donor site, as has occurred on the older restoration site. Soil seed bank and seed rain were characterized by ruderal species, and did not show similarities to the donor site. Endozoochory revealed some target species to be effectively dispersed by donkeys.
Minimized inoculation is suitable to overcome seed limitation and build up starter populations of target species for the colonization of larger restoration sites. However, within four years species composition of the donor site was not achieved. Grazing by donkeys had mainly structural effects for the studied time period.
Im Darmstadt-Dieburger Sandgebiet (Südhessen) wurden 16 Bestände von Sandpionierfluren (Spergulo-Corynephoretum, Bromo-Phleetum) und Sandrasen (Jurineo-Koelerietum, Allio-Stipetum) sowie ein Poa angustifolia-Bestand nährstoffökologisch untersucht.
Die Böden dieser Sand-Ökosysteme sind humusarm bis mittel humos, arm bis sehr arm an Gesamt-Stickstoff, Nitrat und Ammonium (CaCl2-Extrakt) sowie Phosphat (Calcium-Acetat-Lactat-Extrakt). Saisonale Schwankungen einiger Bodenkennwerte und die Bedeutung des Unterbodens werden exemplarisch dargestellt.
Im Verlauf der Sukzession von Sandpionierfluren zu geschlossenen Sandrasen findet auf basenreichem Flugsand eine 3-4fache Akkumulation von Humus und Gesamt-Stickstoff statt, da Sandumlagerungen abnehmen (Konsolidierung) und die Vegetation mehr Streu produziert. Auch die Nitratgehalte erhöhen sich entsprechend (nicht jedoch Ammonium und Phosphat). Der Stickstoffumsatz vermindert sich um etwa denselben Faktor. Dies kann als Übergang von einem offenen zu einem geschlossenen Ökosystemtyp beschrieben werden.
Die Böden der Pionierflur basenarmer Flugsande (Spergulo-Corynephoretum) sind stark bis mittel sauer und haben einen etwas niedrigeren Nitrifikationsgrad als die übrigen Gesellschaften. Hinsichtlich der übrigen Parameter finden sich keine signifikanten Unterschiede zum Bromo-Phleetum und Jurineo-Koelerietum.
Trotz der geringen Gehalte und Vorräte an Pflanzennährstoffen unterliegt Stickstoff einem raschen Umsatz, vor allem in nicht-konsolidierten Böden. Die Stickstoff-Nachlieferungsrate (Nettomineralisation) liegt relativ hoch, so daß sich kein Anhaltspunkt für eine Stickstoff-Mangelversorgung ergibt.
Die atmogene Gesamtdeposition von Stickstoff stellt eine wesentliche zusätzliche Stickstoffquelle dar. Mögliche Auswirkungen werden vor dem Hintergrund vielerorts beobachteter Ruderalisierungserscheinungen diskutiert. Ruderalisierung wird hier als Zunahme von Arten verstanden, die schwerpunktmäßig an ruderalen Standorten vorkommen. Bei 5 Flächenpaaren werden unmittelbar aneinandergrenzende Bestände verglichen, die sich in ihrem Ruderalisierungsgrad unterscheiden. Eine der ruderalisierten Flächen fällt durch einen sehr stark erhöhten Phosphatgehalt auf (vermutlich bedingt durch Einträge von benachbarten Äckern). Alle ruderalisierten Flächen sind durch höhere Nitratgehalte und Stickstoff-Nachlieferungsraten von ihren Vergleichsflächen unterschieden. Der stark ruderalisierte Poa angustifolia-Bestand ist durch eine noch wesentlich höhere Stickstoff-Nachlieferung - bei ansonsten vergleichbaren Bodenparametern - gekennzeichnet.
Eine generell fehlende Schutzfähigkeit der Sand-Ökosysteme läßt sich aus unseren Befunden nicht ableiten, weitere Untersuchungen sind jedoch erforderlich.