Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft, Band 34 (2014)
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Ziel: Die Vegetation der mitteleuropäischen Buchenwälder hat sich in den vergangenen Jahrzehnten deutlich verändert. Über die Änderungen in den wärmeliebenden Seggen-Hangbuchenwäldern (Carici-Fagetum) unter dem Einfluss des Nutzungs- und Klimawandels, der Eutrophierung und des Schalenwild-Einflusses ist aber bisher wenig bekannt. Wir verglichen Vegetationsaufnahmen des Carici-Fagetum aus den 1950er Jahren mit aktuellen und fragten: (1) Wie haben sich Struktur, Diversität und Artenzusammensetzung verändert? (2) Was sind die treibenden Faktoren dieser Veränderungen? (3) Welche Rückschlüsse ergeben sich für die zukünftige Entwicklung und Behandlung dieser Wälder?
Untersuchungsgebiet: Göttinger Wald (Süd-Niedersachsen, Deutschland, Mitteleuropa)
Methoden: Die Vegetation von 78 Quasi-Dauerflächen in vier Subassoziationen des Carici-Fagetum wurde im Zeitraum 1955 bis 1960 und 2011 bis 2012 aufgenommen. Unterschiede in der Vegetationsstruktur, der Diversität und Artenzusammensetzung sowie hinsichtlich verschiedener forstlicher und standortökologischer Parameter und ökologischer Artengruppen zwischen beiden Aufnahmeterminen wurden mit Hilfe von Ordinations- und Permutations-Verfahren sowie paarweiser Vergleiche analysiert und statistisch geprüft.
Ergebnisse: Strukturell hat vor allem die Strauchschicht stark zugenommen, insbesondere bedingt durch eine Intensivierung der Rehwild-Bejagung. In der Bodenvegetation haben die typischen Arten des Carici-Fagetum stark abgenommen, darunter auch viele Rote-Liste-Arten. Zugenommen haben dagegen neben den Gehölzen die weit verbreiteten Arten der mesophilen Buchenwälder. Dies zeigt sich auch in den Veränderungen der Zeigerwerte nach Ellenberg. Dem Rückgang von lichtliebenden, trockenheitsertragenden Magerkeitszeigern steht eine Zunahme von schattentoleranten, mesophilen und an eine bessere Nährstoffversorgung gebundenen Arten der geschlossenen Buchenwälder gegenüber, was zu einer zunehmenden Homogenisierung der Vegetation führt. Ursachen für diese Veränderungen sind das geänderte Bestandesklima durch eine dichter schließende Strauchschicht und atmosphärische Stickstoffeinträge, wobei letzteres wohl vor allem das Wachstum der Buche förderte. Eine deutliche Zunahme des immergrünen, ozeanisch verbreiteten Efeu (Hedera helix), der sehr empfindlich auf tiefe Temperaturen im Winter reagiert, gleichzeitig aber bei erhöhtem CO2-Angebot seine Wuchsleistung über proportional erhöht, kann als Reaktion auf den Klimawandel der letzten 50 Jahre gewertet werden. Positiv hat sich auch eine Reduktion des Rehwild-Verbisses auf diese und andere Arten – z. B. Lilium martagon als einzige Rote-Liste-Art mit einer positiven Deckungsgradentwicklung – ausgewirkt.
Schlussfolgerungen: Die wärmeliebenden Seggen-Hangbuchenwälder haben in den letzten 50 Jahren charakteristische und wertvolle floristische Elemente – häufig Relikte der früheren Mittelwaldnutzung in Verbindung mit Waldweide – verloren. Mit der Einstellung der forstlichen Nutzung, z. T. bedingt durch Naturschutzmaßnahmen, der Reduktion des Schalenwildverbisses und den atmosphärischen Nährstoffeinträgen zeigt das Carici-Fagetum im Göttinger Wald heute eine Sukzession zum mesophilen Wald, wie sie für viele thermophile Laubwälder in Mitteleuropa nach Jahrhunderten der Auflichtung und Aushagerung typisch geworden ist.
In diesem Beitrag werden an einigen Beispielen die Auswertungsmöglichkeiten aufgezeigt, die die digital vorliegende Vegetationskarte des Nationalparks Harz bietet. Es wird deutlich, dass beim Vergleich der vorliegenden Daten mit Wiederholungsaufnahmen Aussagen zu den ökologischen Veränderungen im Nationalpark Harz gemacht werden können, die das Ergebnis der natürlichen Sukzession bzw. das Ergebnis forstlicher Initialmaßnahmen sind. Die Arbeit zeigt, dass neben den Flächenanteilen der erfassten Pflanzengesellschaften die vorkommenden Arten und ihre Deckungsanteile in der jeweiligen Gesellschaft berechnet werden können. Damit ist es z. B. perspektivisch möglich, flächendeckende Aussagen zu den Ausbreitungstendenzen der Arten z. B. in den Pflanzengesellschaften und in den unterschiedlichen Höhenstufen des Nationalparks Harz zu machen. So zeigt die aktuelle Verbreitung von Picea abies im Nationalpark Harz, dass die Verteilung der Baumart nicht annähernd deckungsgleich mit der Verteilung ihrer natürlichen bzw. naturnahen Waldgesellschaften ist. Diese Diskrepanz tritt bei Fagus sylvatica nicht ganz so extrem auf. Am größten ist die Differenz in Höhenbereichen, in denen Fagus sylvatica ihr natürliches Verbreitungsgebiet hat, aber auch in der Vergangenheit am stärksten zurückgedrängt wurde. Das sind genau die Gebiete, in denen die Rotbuche im Rahmen der forstlichen Initialmaßnahmen des Nationalparks verstärkt eingebracht wurde. Ob Fagus sylvatica dort, wo sie gepflanzt wurde und in höheren Deckungsgraden auftritt, in der Lage ist, das Potenzial für natürliche Buchenwaldgesellschaften zu bilden, wird mit Hilfe der hier dargestellten Erfassungsmethode perspektivisch nachweisbar sein. Dass es sinnvoll ist, zu dem jetzigen Zeitpunkt zwischen naturnahen Waldgesellschaften und Fichtenforsten zu unterscheiden, wird anhand des Vergleichs ausgewählter Parameter aufgezeigt.
Bestände, die von Calamagrostis epigejos dominiert werden, gehören zu den charakteristischen Elementen der Vegetation im östlichen Mitteleuropa. In der Literatur wurden Calamagrostis epigejos-Gesellschaften bisher meist als monoton, artenarm und wenig divers beschrieben. Für den Berliner Raum wurden 54 Vegetationsaufnahmen von Brachflächen und ehemaligen Rieselfeldern ausgewertet, in denen C. epigejos dominant war (Deckung >25 %). Die C. epigejos-Dominanzbestände konnten hauptsächlich zwei Gesellschaften zugeordnet werden: der Calamagrostis epigejos-(Galio-Urticetea)-Gesellschaft und der Calamagrostis epigejos-(Onopordetalia/Agropyretalia)-Gesellschaft. Die Calamagrostis epigejos-(Galio-Urticetea)-Gesellschaft wächst auf nährstoffreichen, frischen bis nassen, zum Teil auch zeitweilig überstauten Flächen. Derartige Standortverhältnisse sind vor allem auf eutrophierten ehemaligen Rieselfeldern zu finden. Die Bestände der Calamagrostis epigejos-(Onopordetalia/Agropyretalia)-Gesellschaft kommen auf nährstoffärmeren und trockeneren Standorten vor. Für die mittleren F- und N-Zeigerwerte ergeben sich jeweils signifikante Unterschiede von 1,4 Stufen zwischen beiden Gesellschaften; für die mittleren R-Zeigerwerte beträgt der Unterschied 0,4 Stufen.
In Luxemburg sind infolge von Landnutzungsintensivierungen nur noch wenige Relikte nährstoffarmer Feuchthabitate mit hohem Naturschutzwert erhalten. Eine kleinräumig differenzierte Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Bodenfaktoren und Vegetation stand für diese Relikte bisher aus. Aus diesem Grund wurden in fünf Luxemburger Niedermoorkomplexen Vegetationszusammensetzung, Vegetationsstruktur (90 %-Perzentil der Vegetationshöhe, Streudeckung) und für die Pflanzenernährung relevante, bodenchemische Variablen (pH-Wert, Phosphor-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-Gehalt) erfasst sowie Ellenberg-Zeigerwerte (Feuchte- und Nährstoff-Zahl) ausgewertet. Dabei ging es insbesondere um die Klärung der Fragen, welche Umweltgradienten der auffälligen Zonierung in Kern- und Randbereiche zugrunde liegen und welche Habitateigenschaften mit der Anzahl von gefährdeten Arten korrelieren. Hierzu wurden insgesamt 74 Kleinflächen in den beiden Zonen angelegt und floristisch sowie bodenchemisch analysiert.
Die Kleinflächen spannten einen Säuregradienten von annähernd drei pH-Stufen über die Gebiete hinweg auf (pH 3,9–6,5). Es ließen sich floristische, strukturelle und bodenchemische Unterschiede zwischen den Zonen ausmachen. In den meisten Gebieten unterschieden sich Diversität (in Kernbereichen erhöht) und Produktivität (nach Maßgabe von 90 %-Perzentil und Nährstoff-Zahl in Randbereichen erhöht). Die bodenchemischen Variablen zeigten je nur in einzelnen Gebieten Zonenunterschiede. Die beiden Gebiete mit den niedrigsten bzw. höchsten pH-Werten wiesen die meisten Variablen mit signifikanten Zonenunterschieden auf. Die Feuchte-Zahl war in keinem Gebiet zonenkennzeichnend. Die Diversität an bedrohten Arten korrelierte am häufigsten mit dem Magnesiumgehalt im Boden (meist positiv) und dem 90 %-Perzentil (stets negativ).
Unsere Ergebnisse legen nahe, dass in den untersuchten Niedermoorkomplexen mehrere Variablen zugleich und in unterschiedlicher Kombination für die Zonation verantwortlich sein könnten. Es werden Managementoptionen für die gefährdeten Gebiete diskutiert.
Central European dry grasslands are remarkably diverse plant communities that occur at the western edge of the Eurasian forest-steppe zone and harbour many species of continental distribution. Although their plant community types have been described in detail, the diversity patterns and their environmental determinants are still poorly known for these grasslands. Here, we study environmental drivers of species composition and richness in dry grasslands of northern Bohemia (České středohoří Mts) and central Bohemia (Křivoklát region), both in the Czech Republic. In vegetation plots of 100 m2 we recorded all vascular plant species, measured soil chemistry variables, above-ground biomass production and nutrient concentrations in biomass. Species richness in these plots ranged from 13 to 55. The relationships between species composition and the environment were explored using detrended correspondence analysis and canonical correspondence analysis, while the relationships between species richness and the environment were assessed using univariate and multiple regression models. In both regions, species composition and richness strongly responded to the soil pH (ranging from 4.0 to 7.8), which was positively correlated with calcium and magnesium concentrations and negatively with annual precipitation. The response of species richness to soil pH was unimodal with a peak at pH of about 6.5 in the České středohoří Mts, and positive in the Křivoklát region. Plots on soils with a pH higher than 5 consistently contained more than 35 species. In the České středohoří Mts, species richness was positively related to the aboveground biomass production, whereas in the Křivoklát region, this relationship was only significant for graminoid species. In both areas, plots with soils deeper than 20 cm and with aboveground biomass dry weight above 200 g/m2 harboured more than 40 species per 100 m2. Moreover, in the České středohoří Mts, nitrogen concentrations in the biomass had considerable effects on both species composition and richness: species numbers were lower at sites with higher nitrogen concentration. This indicates a threat to diversity of these dry grasslands under currently high atmospheric nitrogen deposition coupled with the absence of management at most of the studied sites.
Cryophytic steppes in the Minusinskaya intermountain basin containing plant species that are predominantly distributed in the alpine zone such as Androsace dasyphylla, Dryas oxyodonta, Festuca sphagnicola, Kobresia myosuroides, K. filifolia, Minuartia verna, Oxytropis bracteata, Sagina saginoides, Papaver nudicaule, Patrinia sibirica, Pedicularis lasiostachys, Pulsatilla ambigua, Saussurea schanginiana, which are considered remnants of the Pleistocene vegetation. Based on 89 relevés, we classified cryophytic steppes using the Braun-Blanquet method within two phytosociological classes: Central Asian steppes of the Cleistogenetea squarrosae and West Palearctic steppes of the Festuco-Brometea. Three associations (Androsaco dasyphyllae-Caricetum pediformis, Pulsatillo patentis-Caricetum pediformis and Bupleuro multinervi-Helictotrichetum desertori) with three subassociations and three variants were described with respect to their phytosociological affinities and ecology. DCA ordination showed floristic differences between syntaxa, while correlations of DCA axes and floristic and environmental variables detected substrate type and temperature regime as presumably main drivers for vegetation differentiation. Another driver for vegetation differentiation seems to be continentality of the climate. Small scale distribution of cryophytic steppes were mapped using satellite images with resolution of 1.8 m. Cryophytic steppes always occupy only small areas in landscapes, on convex parts of undulated microrelief of mountain slopes and summits characterised by drought in summer and deep soil freezing in winter. These special micro-ecological conditions play an essential role for the existence of alpine flora in the Minusinskaya intermountain basin.
Wet meadows are transitional habitats between wetlands and dry-mesophilous grasslands; thus, they are vital in sustaining biodiversity as sources, stepping stones and green corridors of species dispersal. It is especially valid for inland alkali vegetation, where high landscapescale patchiness is typical and rapid shifts between vegetation types occur frequently. Solonetz meadows (Beckmannion eruciformis) are among the bestpreserved open habitats in Europe harbouring a unique flora including several endemics. Besides their importance, studies on the vegetation of solonetz meadows are scarce even though this knowledge would be vital for their effective conservation and management. Using own records and literature data, we provide a synthesis of the alliance Beckmannion eruciformis to characterise its associations floristically and ecologically in five regions along the river Tisza, East Hungary. We studied three associations of the alliance: (i) Agrostio stoloniferae-Alopecuretum pratensis, (ii) Agrostio stoloniferae-Beckmannietum eruciformis and (iii) Agrostio stoloniferae-Glycerietum pedicellatae. We found that solonetz meadow associations were separated along a moisture gradient with Agrostio stoloniferae-Alopecuretum pratensis at the drier end and Agrostio stoloniferae-Glycerietum pedicellateae at the wet end. This gradient was also justified by the distribution of the phytosociological groups. The proportion of species of Festuco-Brometea division was the highest in Agrostio stoloniferae-Alopecuretum pratensis, while the proportion of Cypero-Phragmitetea species was the highest in Agrostio stoloniferae-Glycerietum pedicellateae. Species of Puccinellio-Salicornetea had the highest proportion in Agrostio stoloniferae-Beckmannietum eruciformis, indicating the high soil salinity of this association. Our results suggest that Agrostio stoloniferae-Alopecuretum pratensis association plays an important role in preserving the continental flora elements of the surrounding dry grasslands. The ecological indicator values for soil moisture and salinity suggest that in case of the studied solonetz meadow associations, humidity increases with decreasing elevation, while salinity is highest at medium elevations. Our results suggest that Agrostio stoloniferae-Beckmannietum eruciformis is a transition towards salt marsh associations, while Agrostio stoloniferae-Glycerietum pedicellatae is a transition towards freshwater marshes. Our results show that preserving solonetz meadows is an important task for nature conservation as they have a crucial role in maintaining landscapescale species and habitat diversity and act as buffer zones around wetlands.
River corridor plants in Central Europe account for an above-average proportion of endangered species. The main objective of this study was to examine the effects of habitat fragmentation and abiotic conditions on the survival and changes in population size of four endangered, long-lived river corridor plant species (Euphorbia palustris, Pseudolysimachion longifolium, Sanguisorba officinalis, and Senecio paludosus) over the course of at least ten years. We sampled altogether 138 populations in the Weser and Elbe river systems in Northwestern Germany.
Overall, 33% of the populations went extinct during the study period. Extinction rates and changes in population size were related to initial population sizes, but not to population isolation and only marginally so to habitat quality. Large populations (> 100 individuals) had a much higher probability to survive or increase in size (to > 1000 individuals) than smaller populations. There was no general decline in population size in surviving populations, and extinction rates and changes in population size were independent of time. We therefore conclude that the high extinction rates in small populations are best explained by sudden short-term environmental events, such as changes in land use, rather than by long-term negative effects of, for example, genetic deterioration. A projection matrix for the next 117 years, however, predicted that 85% of the surveyed populations will have gone extinct. Since any establishment of new populations in the study area is unlikely owing to the lack of potential habitats and dispersal limitation, river corridor plants will probably continue to decline. Apart from preventing further habitat deterioration it will be crucial to maintain or establish an appropriate management, and to avoid sudden and adverse changes in land use.
Reintroductions of plant species are increasingly popular in conservation practice. Steppe grasslands contain many rare and endangered plant species that are potential objects for such reintroductions. Most reintroduction projects, however, can only target a restricted number of species, which raises the question of how species should be prioritised. Here, we present a method to select priority species for reintroduction based on species' characteristics that are widely used in conservation practice. We first determined the local species pool containing those vascular plant species that occurred both in our target region (Thuringia, Germany) and target habitat (steppe grasslands), yielding 369 species. With the help of an a priori filter that selected currently endangered species with limited distribution, 136 potential target species were determined. These potential target species had experienced stronger decline, had a narrower phytosociological amplitude and were more likely to be species of the Festuco-Brometea class and the Festucetalia valesiacae order than non-target species. Potential target species were then ranked by a points system based on ten conservation-relevant characteristics of the species from the categories "threat and protection status", "distribution and decline", and "habitat affiliation". In the ranking, six steppe grassland plant species (Astragalus exscapus, Bothriochloa ischaemum, Prunella laciniata, Pulsatilla pratensis subsp. nigricans, Scorzonera purpurea, and Seseli hippomarathrum) achieved the highest scores. An additional seven species not specifically characteristic for steppe grasslands also scored highly. A post hoc evaluation of these 13 highest scoring species based on additional conservation criteria left five species (Astragalus exscapus, Linum leonii, Orchis morio, Pulsatilla pratensis subsp. nigricans and Scorzonera purpurea) as species with highest priority for reintroductions and another five species as highly suitable for reintroductions. Associations between the ranking order and different ranking criteria revealed that a species’ threat and rarity in Thuringia and its protection status had the highest representation in the ranking, followed by threat in Germany, regional decline and habitat affiliation. In contrast, international threat and responsibility of Thuringia for its conservation had only low representation in the ranking, probably because these characteristics applied to only a few species. The ranking list gives a selection of species for reintroductions, which combined with additional information based on comprehensive local and floristic knowledge, allows the identification of the species with the highest priority. Our method can be transferred to other regions or habitat types.
Fluctuations of the water level at the edges of temporary water bodies provide favourable living conditions for annual plant communities of the phytosociological class Isoëto-Nanojuncetea. Such communities of periodically flooded ponds within the agricultural landscape of NE Germany are particularly rich in rare plant species of that class. During the past decades drainage, fertilisation and herbicides in the surrounding arable fields have led to a severe decline in diversity of these species. To develop efficient conservation strategies it is essential to understand the factors driving the species composition. Therefore, we studied how varying water regimes, soil properties and agricultural practices affect the diversity and species composition of these temporary ponds. The study was carried out in seven ponds on a conventionally managed farm in NE Brandenburg. At each of these wetlands mixed soil samples were taken to determine the pH, total nitrogen and phosphorus concentration. The plant species were recorded in 177 plots, each covering 1 x 1 m2. For each plot, the water level was recorded in April, July and August 2013, respectively, resulting in five "water level regimes". Total species number and percentages of Isoëto-Nanojuncetea species were determined per plot, to evaluate water level effects on the vegetation. In addition, mean Ellenberg indicator values for light, moisture and nutrients were calculated to assess the environmental conditions.