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In der vorliegenden Arbeit wird ein neu entwickeltes Erfassungsinstrument für die pflanzliche Artenvielfalt in der Normallandschaft vorgestellt, dass den Namen GISMap trägt. Die standardisierte Vorgehensweise und eine große Reproduzierbarkeit des Aufnahmeverfahrens sind wichtige Eigenschaften der Methode. GISMap basiert auf der GIS-gestützten Auswertung der Landschaftsstruktur, die in Form eines digitalen Landschaftsmodells (DLM) zugrunde gelegt wird. Im Zentrum der Methode steht ein im Rahmen der Arbeit entwickelter Algorithmus, der eine zufallsgesteuerte Festlegung von Aufnahmeflächen in der zu untersuchenden Landschaft vornimmt und sich dabei an den Ökotonen orientiert, die sich zwischen zwei benachbarten Landschaftselementen ausbilden. Ökotone sind als Übergangsbiotope häufig sehr reich an Strukturen und können daher eine große Artenvielfalt aufweisen. GIS-Map macht sich diese ökologische Gegebenheit zunutze, um auf möglichst kleinem Raum eine große Artenzahl zu erfassen. Die von GISMap errechneten Aufnahmeflächenkoordinaten wurden mit Hilfe eines GPS-Empfängers im Gelände lokalisiert und einer floristischen Untersuchung unterzogen. Als geeignete Aufnahmeflächengröße erwies sich dabei ein Kreis mit einer Fläche von 700 m². Die Flächen wurden mit Magneten markiert, um sie zur Dauerbeobachtung der Flora nutzen zu können. In dem 33 km² großen Untersuchungsgebiet, das im östlichen Bereich des Taunus liegt, wurden insgesamt 141 Aufnahmeflächen für 16 64tel-MTB-Rasterfelder angelegt. Um den mit der Methode zu erzielenden Erfassungsgrad abschätzen zu können, wurden umfangreiche Vergleichsuntersuchungen durchgeführt, die auch eine Auswertung vorliegender Literaturquellen mit einschlossen. In den 16 untersuchten Rasterfeldern konnten durchschnittlich 73 % der insgesamt vorkommenden Arten mit der Methode erfasst werden. Dazu müssen nur 0,3 % der Fläche tatsächlich einer floristischen Untersuchung unterzogen werden. Alle kartierten Arten erhalten dabei eine punktgenaue Koordinate. Die Methode wurde als Basisinstrument konzipiert und sollte mit bereits vorliegenden Fachdaten kombiniert werden, um die Erfassung der Farn- und Samenpflanzen eines Gebietes zu vervollständigen. Diskutiert wird der Einsatz im Rahmen eines Landschaftsinformationssystems (LIS). Durch eine Ergänzung der mit GISMap erhobenen Daten mit anderen vegetationskundlichen Daten aus dem Untersuchungsgebiet konnte der Erfassungs-grad von 73 % auf 85 % gesteigert werden. Im Rahmen der Arbeit werden zahlreiche Möglichkeiten der technischen Weiterentwicklung dargestellt, die zu einer Optimierung der Methode beitragen können. Ausgehend von den Daten des digitalen Landschaftsmodells wurden zur Beschreibung der landschaftlichen Struktur des Untersuchungsgebietes verschiedene Landschaftsstrukturmaße berechnet, wie sie in der modernen landschaftsökologischen Forschung mittlerweile häufig zum Einsatz kommen. Diese wurden mit den erfassten Sippenzahlen korreliert, um Zusammenhänge zwischen der Landschaftsstruktur und dem auftretenden floristischen Ar-tenreichtum darzustellen. Dabei wurde auch der Fragestellung nachgegangen, ob auf der Basis von Maßzahlen für die Landschaftsstruktur Prognosen über die zu erwartende pflanzli-che Artenvielfalt getroffen werden können. Ein weiterer Aspekt der Untersuchungen bestand in der Nutzung des entstandenen Aufnahmeflächennetzes zur langfristigen Beobachtung von Veränderungen der Vegetation des betrachteten Landschaftsausschnittes. Anhand der Frequenzen in den Aufnahmeflächen kann mit GISMap ein langfristiges Monitoring auf der Ebene einzelner Arten durchgeführt werden. Dies wird u. a. in Hinblick auf die im Untersuchungsgebiet auftretenden Neophyten diskutiert. Als Möglichkeit zum Monitoring der gesamten Vegetation wurde der Ansatz verfolgt, die Verteilung der kartierten Arten auf 24 häufig in der Literatur beschriebene Pflanzenformationen festzustellen. Es wird vorgeschlagen, eine langfristige Beobachtung dieses Verteilungsmusters vorzunehmen, um einen Aufschluss über ökologische Veränderungen der Landschaft anhand der Vegetation zu erhalten. Weitere Auswertungen der gesammelten floristischen Daten beziehen sich auf ihre Eignung zum Monitoring von klimatischen Veränderungen. Die Berechnung mittlerer Temperaturzahlen für 6 Höhenstufen erwies sich dabei als ungeeignet, da ihre Unterschiede zwischen den Höhenstufen nicht statistisch abzusichern waren. Darüber hinaus wurde die Verteilung von Kühlezeigern in dem entstandenen Aufnahmeflächennetz für die verschiedenen Höhenstufen untersucht. Hinweise zu ihrer Eignung als Indikatoren für klimatische Veränderungen werden diskutiert.
Succession and management of calcareous dry grasslands in the Northern Franconian Jura, Germany
(2009)
The massive decline of calcareous grasslands in the Franconian Jura is caused mainly by land use abandonment and afforestation. In the district Lichtenfels, the northernmost part of the Franconian Alb, management measures were put in action since the middle of the 1980s to conserve or restore those threatened ecosystems. Important actions were removal of trees (mainly Pinus sylvestris) and shrubs as well as reintroduction of sheep grazing. This study analyses the success of restoration measures taken at two Natura 2000 sites. Based on vegetation relevés from 70 sites with different land use histories, we investigate the influence of the successional status of the woodlands prior to clear-cutting and the time period of subsequent grazing on the actual vegetation. The results suggest that both factors influence species composition. On formerly dense pine woodland sites, it takes at least five years of grazing until the number of target species increases. On formerly more sparsely wooded sites, target species establish faster after reintroduction of grazing. Our results show that keeping sites open by tree and shrub removal followed by seasonal grazing are important measures to maintain and restore plant communities of calcareous grasslands in the Franconian Jura.
In zwei Landschaftsausschnitten im nördlichen Teil des Kreises Herzogtum-Lauenburg (Gesamtfläche von 19.142 ha) wurde die Waldvegetation auf der Basis eines selbst entwickelten Schlüssels kartiert. Mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems (GIS) wurde die Vegetationskartierung mit Karten der historischen Waldbedeckung (Kurhannoversche Landesaufnahme von 1777, Varendorfsche Karte des Herzogtum Holstein von 1789-1796) sowie mit der geologischen Übersichtskarte verschnitten, um Aussagen über die Waldentwicklung in den letzten 250 Jahren an Standorten mit unterschiedlichem geologischen Ausgangsmaterial (Jungmoräne, Sander) treffen zu können. Darüber hinaus wurde in den Wäldern des Untersuchungsgebietes das Vorkommen von insgesamt 33 seltenen Waldgefäßpflanzenarten kartiert und mit Angaben für den Zeitraum 1960 bis 1985 verglichen.
Mit 5.550 ha (29 %) Waldbedeckung ist das Untersuchungsgebiet für Schleswig-Holstein relativ waldreich. Die besseren Böden der Grund- und Endmoräne tragen allerdings nur mit 9 %, die vergleichsweise nährstoffarmen, sauren Böden der Sanderflächen mit 19 % zur Waldfläche bei. Ein Vergleich der Waldkartierung mit den Angaben zur Bewaldung in den historischen Karten zeigt, dass seit Ende des 18. Jahrhunderts die Waldfläche insgesamt um 636 ha (13 %) zugenommen hat. Auf den Böden der Grund- und Endmoräne übersteigen Rodungsmaßnahmen allerdings bei weitem die Aufforstung (Bilanz: - 544 ha). Im Bereich der Sander führt insbesondere die Aufforstung von ehemaligen Heideflächen, Ackern und Viehtriften mit Nadelholz zu einer Waldvermehrung um 1.198 ha. Die anhand ihrer Frequenz im Verbreitungsatlas der Flora von Schleswig-Holstein ausgewählten seltenen Waldgefäßpflanzenarten haben ihren Verbreitungsschwerpunkt an den nährstoffreichen und feuchten Standorten der Jungmoräne und hier vor allem im Stellario-Alnetum (Alno-Ulmion) und Hordelymo-Fagetum (Galio-Fagion). Auffällig ist die enge Bindung dieser Arten an Standorte mit kontinuierlicher Waldbedeckung. Nur 12 der 72 Standorte, an denen mindestens eine der seltenen Arten gefunden wurde, sind eindeutig Neuaufforstungen von landwirtschaftlichen Flächen. - Ein Vergleich der Vorkommen der seltenen Arten mit Fundangaben im Verbreitungsatlas lässt einen starken Rückgang vieler dieser Arten vermuten. Die Gründe hierfür werden diskutiert.
Aspekte der Erforschung der Pflanzenartenvielfalt Mitteleuropas in der lokalen Dimension werden diskutiert. Dabei geht es zunächst um die Frage, wie Artenvielfalt innerhalb von Pflanzengesellschaften gemessen und verglichen werden kann. S-Werte (bezogen auf Einheitsprobeflächen), Z und C als Konstanten von Regressionsgeraden (log10 S/log10 A) und α-Werte können als Kenngrößen der Artenvielfalt für weitergehende Analysen eingesetzt werden, wenn die statistischen Voraussetzungen erfüllt sind. Dabei kann die Probeflächengröße in Abhängigkeit von der gewählten Fragestellung - u.U. sogar für einzelne Synusien innerhalb strukturreicher Pflanzengesellschaften - unterschiedlich groß gewählt werden. Die Beantwortung der Frage nach dem Minimumareal oder den Minimumarealen einer Pflanzengesellschaft ist in diesem Zusammenhang obsolet. Der Shannon-Index macht oft keine eindeutigen Aussagen zur Artenvielfalt in Pflanzengesellschaften.
Die Bedeutung ausgewählter ökologischer Bedingungen und Prozesse für die Pflanzenartenvielfalt (unter Berücksichtigung der Gefäßpflanzen, Moose und Flechten) wird besprochen. Viele der besonders artenreichen Pflanzengesellschaften in Mitteleuropa sind Elemente der offenen Kulturlandschaft (und gehören z.B. zu den Scheuchzerio-Caricetea, Festuco-Brometea oder Molinio-Arrhenatheretea).
Das Konzept der Biodiversity Hotspots, das Ende der 1980er Jahre von Norman Myers entworfen wurde, gehört derzeit zu den wichtigen forschungsleitenden Ansätzen globaler Naturschutzstrategien. In der vorliegenden Arbeit geht es in erster Linie um die Frage, ob und inwiefern dieses Konzept auf die regionale und lokale Dimension Europas übertragen werden kann. Es wird ein Vorschlag unterbreitet, wie europäische Biodiversity Hotspots definiert und identifiziert werden können. Bei der Erforschung von Biodiversity Hotspots spielt die Lokalisierung endemischer Sippen und die Erforschung der ökologischen Bedingungen von Arten- und Endemitenvielfalt eine wesentliche Rolle. Wenig produktive Grünland-Ökosysteme i.w.S. sind in Europa einerseits häufig sehr artenreich und beherbergen viele für Europa endemische Sippen. Andererseits sind diese Lebensräume europaweit durch Intensivierung und Nutzungsaufgabe existenziell bedroht. Ein Rückgang der Gesamtfläche sowie ein schleichender Wandel und Rückgang der lokalen und regionalen Artenvielfalt sowie eine Zersplitterung von Populationen sind die Folge. Die entsprechenden Pflanzengesellschaften und Landschaften repräsentieren vielfach Biodiversity Hotspots innerhalb Europas oder haben maßgeblichen Anteil an diesen.