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Background: Isolated transient vertigo can be the only symptom of posterior circulation ischemia. Thus, it is important to differentiate isolated vertigo of a cerebrovascular origin from that of more benign origins, as patients with cerebral ischemia have a much higher risk for future stroke than do those with "peripheral" vertigo. The current study aims to identify risk factors for cerebrovascular origin of isolated transient vertigo, and for future cerebrovascular events.
Methods: From the files of 339 outpatients with isolated transient vertigo we extracted history, clinical and technical findings, diagnosis, and follow-up information on subsequent stroke or transient ischemic attack (TIA). Risk factors were analyzed using multivariate regression models (logistic or Cox) and reconfirmed in univariate analyses.
Results: On first presentation, 48 (14.2%) patients received the diagnosis "probable or definite cerebrovascular vertigo". During follow-up, 41 patients suffered stroke or TIA (event rate 7.9 per 100 person years, 95% confidence interval (CI) 5.5–10.4), 26 in the posterior circulation (event rate 4.8 per 100 person years, 95% CI 3.0–6.7). The diagnosis was not associated with follow-up cerebrovascular events. In multivariate models testing multiple potential determinants, only the presentation mode was consistently associated with the diagnosis and stroke risk: patients who presented because of vertigo (rather than reporting vertigo when they presented for other reasons) had a significantly higher risk for future stroke or TIA (p = 0.028, event rate 13.4 vs. 5.4 per 100 person years) and for future posterior circulation stroke or TIA (p = 0.044, event rate 7.8 vs. 3.5 per 100 person years).
Conclusions: We here report for the first time follow-up stroke rates in patients with transient isolated vertigo. In such patients, the identification of those with cerebrovascular origin remains difficult, and presentation mode was found to be the only consistent risk factor. Confirmation in an independent prospective sample is needed.
Functional imaging studies using BOLD contrasts have consistently reported activation of the supplementary motor area (SMA) both during motor and internal timing tasks. Opposing findings, however, have been shown for the modulation of beta oscillations in the SMA. While movement suppresses beta oscillations in the SMA, motor and non-motor tasks that rely on internal timing increase the amplitude of beta oscillations in the SMA. These independent observations suggest that the relationship between beta oscillations and BOLD activation is more complex than previously thought. Here we set out to investigate this rapport by examining beta oscillations in the SMA during movement with varying degrees of internal timing demands. In a simultaneous EEG-fMRI experiment, 20 healthy right-handed subjects performed an auditory-paced finger-tapping task. Internal timing was operationalized by including conditions with taps on every fourth auditory beat, which necessitates generation of a slow internal rhythm, while tapping to every auditory beat reflected simple auditory-motor synchronization. In the SMA, BOLD activity increased and power in both the low and the high beta band decreased expectedly during each condition compared to baseline. Internal timing was associated with a reduced desynchronization of low beta oscillations compared to conditions without internal timing demands. In parallel with this relative beta power increase, internal timing activated the SMA more strongly in terms of BOLD. This documents a task-dependent non-linear relationship between BOLD and beta-oscillations in the SMA. We discuss different roles of beta synchronization and desynchronization in active processing within the same cortical region.
Over the last several decades, spinel-structured minerals with the chemical formula AB2O4 (where A and B stand for divalent and trivalent cations, respectively) have attracted more and more attention, particularly with regards to their breakdown at high pressures and temperatures and the nature of the so-called "post-spinel" phases. Spinel-structured phases with different endmember compositions, like magnetite (Fe3O4), hercynite (FeAl2O4) or spinel (MgAl2O4), are known to breakdown differently at high pressure-temperature conditions (e.g., Akaogi et al. 1999; Schollenbruch et al. 2010; Woodland et al. 2012). Such phases are of particular interest when they incorporate ferric (Fe3+) and ferrous (Fe2+) cations as this makes their stability sensitive to redox conditions. Since magnetite and magnesioferrite (MgFe3+ 2O4) have been found as inclusions in diamond (e.g., Stachel et al. 1998; Harte et al. 1999; Wirth et al. 2014; Palot et al. 2016; Jacob et al. 2016), understanding their phase relations is important for setting constraints on the conditions of their formation.
This study aimed to experimentally investigate the phase relations of Fe-Mg spinel-structured phases at conditions of the deep upper mantle and transition zone. Exploring the stability of new post-spinel phases and their characterization were also major goals of this study. Approaching a pyrolitic mantle composition by adding amounts of SiO2 in the system allowed constraints on the relevance of Fe-Mg post-spinel phases coexisting with mantle silicates to be made. ...
Reactive oxygen species are produced transiently in response to cell stimuli, and function as second messengers that oxidize target proteins. Protein-tyrosine phosphatases are important reactive oxygen species targets, whose oxidation results in rapid, reversible, catalytic inactivation. Despite increasing evidence for the importance of protein-tyrosine phosphatase oxidation in signal transduction, the cell biological details of reactive oxygen species-catalyzed protein-tyrosine phosphatase inactivation have remained largely unclear, due to our inability to visualize protein-tyrosine phosphatase oxidation in cells. By combining proximity ligation assay with chemical labeling of cysteine residues in the sulfenic acid state, we visualize oxidized Src homology 2 domain-containing protein-tyrosine phosphatase 2 (SHP2). We find that platelet-derived growth factor evokes transient oxidation on or close to RAB5+/ early endosome antigen 1− endosomes. SHP2 oxidation requires NADPH oxidases (NOXs), and oxidized SHP2 co-localizes with platelet-derived growth factor receptor and NOX1/4. Our data demonstrate spatially and temporally limited protein oxidation within cells, and suggest that platelet-derived growth factor-dependent “redoxosomes,” contribute to proper signal transduction.
A great challenge in life sciences remains the site-specific modification of proteins with minimal perturbation for in vitro as well as in vivo studies. Therefore, different chemoselective reactions and semi-synthetic techniques such as native chemical ligation or intein-mediated protein splicing have been established. They enable a site-specific incorporation of chemical reporters into proteins, such as organic fluorophores or unnatural amino acids. In this PhD Thesis, protein trans-splicing was guided by minimal high-affinity interaction pairs to trace proteins in mammalian cells. In addition, the temporal modulation of cellular processes by photo-cleavable viral immune evasins was achieved.
Protein trans-splicing mediated by split inteins is a powerful technique for site-specific and 'traceless' protein modifications. Despite recent developments there is still an urgent need for ultra-small high-affinity intein tags for in vitro and in vivo approaches. So far, only a very few in-cell applications of protein trans-splicing are reported, all limited to C-terminal protein modifications. Here, a strategy for covalent N-terminal intein-mediated protein labeling at sub-nanomolar probe concentrations was developed. Combined with the minimalistic Ni-trisNTA/His-tag interaction pair, the affinity between the intein fragments was increased 50-fold (KD ~ 10 nM). Site-specific and efficient 'traceless' protein modification by high-affinity trans-splicing is demonstrated at nanomolar concentrations in mammalian cells.
High background originating from non-reacted, 'always-on' fluorescent probes still is a crucial issue in life sciences. Covalent labeling approaches with simultaneous activation of fluorescence are advantageous to increase sensitivity and to reduce background signal. Therefore, high-affinity protein trans-splicing was combined with fluorophore/quencher pairs for online detection of covalent N-terminal protein labeling in cellular environments. Substantial fluorescence enhancement at nanomolar probe concentrations was achieved. This ultra-small fluorogenic high-affinity split intein system is an unprecedented example for real-time monitoring of the trans-splicing reaction in cell-like environments as well as for protein labeling with fluorogenic probes at nanomolar concentrations.
To extend the field of chemical immunology and to address spatiotemporal aspects in adaptive immune response, new tools to control antigen processing are required. Therefore, synthetic photo-conditional viral immune evasins were designed to modulate antigen processing on demand. By using light, the time and dose controlled antigen translocation by the transporter associated with antigen processing (TAP) was triggered with response in the second regime. Peptide delivery and loading by the peptide-loading complex (PLC) was rendered inactive, whereas blocking was abolished in a light-controlled fashion to inactivate the synthetic viral immune evasin ICP47 along with simultaneous activation of the antigen presentation pathway. Lightresponsive peptide translocation by the TAP complex was assayed in vitro by utilizing microsomes isolated from professional antigen presenting B-cell lymphomas (Raji). To extend these studies, suppression and photo-controlled rescue of antigen presentation was examined at single-cell resolution in human primary immune cells.
Native chemical ligation interconnects peptide chemistry with recombinantly expressed proteins. This technique was applied to generate the semi-synthetic full-length ICP47. Although this approach was realized, the low product yield was not sufficient for further functional studies. Therefore, full-length ICP47 was consecutively generated by utilizing a full synthetic four-fragment ligation approach. However, this synthetic viral immune evasin was not able to block peptide translocation in a robust way.
Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, Plasmen koaxialer Beschleuniger in Hinblick auf die Erzeugung hoher Elektronendichten sowie als intensive UV/VUV-Backlighterquelle zu untersuchen. Hierzu wurde zunächst die Geometrie eines einzelnen Beschleunigers charakterisiert und optimiert, um die bestmöglichen Voraussetzungen für die anschließend durchgeführten Untersuchungen zur Kollision und Kompression der erzeugten Plasmen zu schaffen.
Das Funktionsprinzip des verwendeten Plasmabeschleunigers basiert auf einer Lorentzkraft, die aus dem Stromfluss zwischen zwei koaxial angeordneten Elektroden und dem damit verbundenen Magnetfeld resultiert. Da weder Stromdichte noch Magnetfeld homogen sind, wirkt auch die Lorentzkraft inhomogen auf die Plasmaschicht. Unter Einbeziehung von Simulationen wurde der Abstand zwischen den Elektroden auf 2,5 mm gesetzt, sodass die Ausprägung dieser Inhomogenität möglichst gering gehalten wird. Um ein Pinchen des Plasmas am Ende der Elektroden zu vermeiden haben die Elektroden im Gegensatz zu Plasma Focus Devices die gleiche Länge. Der mit 130 nH niederinduktive elektrische Aufbau ermöglicht die zur Ausbildung einer Plasmaschicht erforderlichen Stromanstiegsraten in der Größenordnung von 10^11 A/s.
Die Messung der Geschwindigkeit der Plasmaschicht erfolgte mit einem Array aus sechs Dioden, die gleichzeitig die Geschwindigkeitsabnahme im Rezipienten dokumentieren. Zusätzlich wurden die Messungen mit Kameraaufnahmen verglichen. Bei einer Elektrodenlänge von 100 mm konnten mit dem verwendeten Heliumgas Schichtgeschwindigkeiten von bis zu (79,49 ± 7,98) km/s erreicht werden. Die Untersuchung von Elektroden mit 200 mm Länge verfolgte das Ziel, durch die größere Beschleunigungszeit höhere Geschwindigkeiten und kinetische Energien der austretenden Plasmaschicht zu erreichen. Es zeigte sich jedoch, dass es hierbei zur Ausbildung einer zweiten Entladung und einer damit verbundenen Abbremsung des Initialplasmas kommt. Die Untersuchungen ergaben, dass die optimale Elektrodenlänge dadurch gegeben ist, dass der Austritt des Plasmas aus dem Beschleuniger zum Zeitpunkt des ersten Stromnulldurchgangs erfolgt. Für die Berechnung der optimalen Elektrodenlänge wurde ein Skalierungsgesetz gefunden, die auf experimentellen Ergebnissen und Simulationen basiert.
Mit spektroskopische Messungen der Stark-Verbreiterung der Hβ-Linie konnte die Elektronendichte des Plasmas zeit- und ortsintegriert bestimmt werden. Die hierbei erzielte Maximaldichte von (6,83 ± 0,83) · 10^15 cm^-3 wurde bei 9 kV und 70 mbar gemessen. Die nach der Boltzmann-Methode zeit- und ortsintegriert bestimmten Elektronentemperaturen bewegt sich bei etwa 1 eV.
Nach ausreichender Charakterisierung des Einzelbeschleunigers wurde das Experiment um einen zweiten, baugleichen Plasmabeschleuniger erweitert, um die planare Kollision zweier Plasmen zu untersuchen. Die maximal gemessene Elektronendichte von n max e = (1,36 ± 0,21) · 10^16 cm^-3 bei 9 kV und 70 mbar stellt im Vergleich zum Einzelplasma eine Steigerung um einen Faktor von 2,48 dar und ist mit einer Temperaturerhöhung einhergehend. Diese Elektronendichteerhöhung lässt sich nicht durch einfaches Durchdringen der Schichten erklären. Vielmehr muss es in der Kollisionszone zu Wechselwirkungsprozesse in Form von Kompression, zur Erzeugung neuer Ladungsträger oder der Kombination aus beidem kommen.
Das Spektrum im UV/VUV-Bereich weist Linien von ab 85 nm auf. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber dem Einzelbeschleuniger dar, bei dem die hochenergetischste Spektrallinie erst bei 97 nm gemessen wurde. In der Kollisionskonfiguration mit einem Beschleunigerabstand von 30 mm steigt die integrierte Gesamtintensität des Spektrums bis 300 nm zudem um einen Faktor von etwa 5,2.
Als Alternative zur Plasmakollision wurde die Kompression des Plasmas des Einzelbeschleunigers durch unterschiedliche Trichtergeometrien untersucht. Die untersuchten Trichter der ersten und zweiten Generation unterscheiden sich im Wesentlichen im Durchmesser der kleineren Öffnung. Dieser wurde basierend auf Simulationen von 5 mm auf 0,5 mm reduziert. Die Dichtediagnostik der ersten Trichtergeneration erfolgte hierbei über Hα-Linie, da die Verbreiterung der Hβ-Linie zu stark und daher nicht mehr anwendbar war. Die Auswertung der Halbwertsbreiten der Hα-Linie führt zu Elektronendichten in der Größenordnung von bis zu 1018 cm−3 bei Spannungen von 9 kV. Diese Steigerung um 1,5 bis 2,5 Größenordnungen im Vergleich zum Einzelbeschleuniger ist deutlich höher als das Verhältnis der Flächen des initialen Plasmas bzw. dem Ende des Trichters von etwa acht.
Der Trichter mit verringerter Öffnung wurde bei 5 kV und 5 mbar vermessen, um die mechanische Belastung durch den hohen Druck gering zu halten. Die Bestimmung der Elektronendichte erfolgte durch die Verbreiterung der Kupferlinie bei 479,4 nm nach den quadratischen Stark-Effekt. Trotz der im Vergleich zur ersten Trichtergeneration reduzierten Entladungsenergie und verringertem Druck sind die gemessenen Elektronendichten ebenfalls bei bis zu 10^18 cm^-3.
Durch die Kompression des Plasmas weist das Spektrum im UV/VUV-Bereich bereits Linien ab Wellenlängen etwa 53 nm auf, wobei es unter Berücksichtigung der Transmissionsgrenze von Helium bei 50 nm denkbar ist, dass das Plasma noch niedrigere Wellenlängen emittiert.
Aufgrund der gesammelten Ergebnisse lässt sich festhalten, dass sich die Elektronendichte sowohl durch die Kollision zweier Plasmen als auch durch die Kompression in Trichtergeometrien steigern lässt. Der Verdichtungseffekt der Trichterkompression ist hierbei um ein vielfaches höher, als bei der Plasmakollision. Dies spiegelt sich auch im UV/VUV-Spektrum wider. Beide Versuchsanordnungen eignen sich als Linienstrahler, allerdings weist das Spektrum der Trichterkompression Linien deutlich höherer Anregungszustände auf.
Indian Ocean came into existence with the breakup of Gondwana in the Mesozoic era. The presence of complex aseismic ridges and plateaus in the Indian Ocean makes it the least-understood of all the oceans. Mascarene Plateau, apart from Central Indian Ridge (CIR) running north-south between 2◦N and 25◦S in the Indian Ocean, is one such complex feature in the Indian Ocean that consists of Seychelles microcontinent in the north and the volcanic islands of Mauritius, La Réunion and Rodrigues in the south.
Most of the previous seismological studies on the islands of Mauritius, Rodrigues and Seychelles are restricted as each of them has only one operational permanent station. In the current study, I present the results obtained from the investigations of the seismological data obtained from the deployment of temporary seismic network on Mauritius (November, 2012–August, 2014) and Seychelles (March, 2013–March, 2015) under Réunion Hotspot and Upper Mantle–Réunions Unterer Mantel (RHUM–RUM) project and later in Rodrigues (September, 2014–June, 2016) under a collaborative project between Goethe-Universität, Frankfurt, Germany and Mauritius Oceanography Institute (MOI), Mauritius. Additional data from the permanent stations were also used in this study. The investigations and results are presented under three themes, namely: (1) crustal structure beneath Mauritius, (2) upper mantle anisotropy below Mauritius, Rodrigues and Seychelles and (3) intraplate seismicity in the Rodrigues–CIR region.
Upper mantle anisotropy in south-west Indian Ocean region are very limited, especially from the islands of Mauritius and Rodrigues. With the new data from the seismic stations deployed in Mauritius and Seychelles, under RHUM–RUM, and permanent stations in Rodrigues, I constrain the upper mantle flow pattern beneath these islands. From the joint-splitting analysis, I obtain fast-polarisation direction (φ) dominant in N80◦E and delay time (δt) of ≈0.85 s for Mauritius and φ tending east–west in Rodrigues with δt of ≈1.1 s. Parabolic asthenospheric flow model explains the orientation of the fast-polarisation direction beneath Mauritius, whereas deep mantle circulation patterns best explain the horizontal alignment of the fast-polarisation direction in Rodrigues. From Seychelles data, the results show φ trending NE and δt ≈0.74 s, even for the island close to Amirante Ridge, suggesting an asthenospheric deformation induced by relative motion between the plate and the deep mantle flow.
It has recently been suggested that the volcanic island of Mauritius may be underlain by a remnant of continental origin termed “Mauritia.” To constrain the crustal thickness beneathMauritius, I analysed data from 11 land stations, 10 of which were deployed recently under the RHUM–RUM project. From the recordings, I obtained 382 P-receiver functions. On the obtained receiver functions, I applied the H–κ stacking technique and derived the crustal thickness of ≈10–15 km. I observe a considerable variation in the VP/VS ratio caused by a lack of clear multiples. Using forward modelling of receiver functions, I show that the lack of clear multiples can be explained by a transitional Moho, where the velocity increases gradually. The modelling further indicates that the thickness of this gradient zone is estimated to be ≈10 km. I argue that my findings suggest oceanic crust thickened by crustal underplating due to the mantle plume currently located beneath La Réunion.
Seismicity around Rodrigues Island is generally associated with events recorded by the global networks along the CIR. Using seismological array techniques on the data collected by the temporary deployment of seismic array on Rodrigues Island for a period of 22 months (September, 2014–June 2016), 62 new events were located, which were not reported by any global network. Determination of backazimuth and apparent velocity were performed by applying array methods in the time-domain instead of the more conventional frequency-domain analysis. Event distances were calculated using a 1-D velocity model and the measured travel-time differences between S- and P-wave arrivals. Local magnitudes of the events were obtained by removing the velocity response from the seismographs and then convolving with Wood–Anderson transfer function to obtain ground motion in nanometers. Most of the newly-detected events are located off the ridge axis and can be classified as intraplate events. Three different seismic clusters were observed around the island. Most of the events were localised in the north-east of Rodrigues at a distance of ≈138 km from the reference station. A distinguishable swarm of earthquakes was observed on the west of the spreading segment from March to April 2015. The local magnitudes (ML) of the events varied between 1.6 and 3.7.
Steilhänge der Mittelgebirge weisen eine kleinräumige standörtliche Vielfalt auf und wurden aufgrund ihrer exponierten Lage bereits frühzeitig durch den Menschen u. a. als Befestigungsanlage genutzt. Daraus resultierte häufig eine hohe floristische und vegetationskundliche Diversität mit hohem Naturschutzwert. Durch Umwelt- und Nutzungsveränderungen hat sich aber auch an diesen Standorten in den letzten Jahrzehnten ein starker Wandel vollzogen. Durch Auswertung alter Florenlisten und Vegetationsaufnahmen und durch aktuelle Erhebungen wollen wir die Vegetationszusammensetzung der Lengder Burg, eines Steilhangs auf Unterem Muschelkalk im südlichen Göttinger Wald (Süd-Niedersachsen, Deutschland), und ihre Veränderung aufzeigen und Rückschlüsse für die zukünftige Behandlung ziehen. Dazu wurden Angaben zur Gefäßpflanzenflora aus dem Zeitraum 1950 bis 1995 mit einer aktuellen floristischen Kartierung des Gesamtgebiets von 2016 verglichen. Die Vegetationszusammensetzung wurde anhand von 37 Vegetationsaufnahmen aus dem früheren Zeitraum harakterisiert. 29 dieser Flächen wurden 2009 bis 2016 erneut aufgenommen. Räumliche und zeitliche Unterschiede in der Diversität und Artenzusammensetzung wurden hinsichtlich verschiedener standörtlicher Parameter und ökologischer Artengruppen analysiert.
Die Vegetation lässt sich zwei Gruppen zuordnen: 1. Das Carici-Fagetum und seine Kontaktgesellschaften an südlich und westlich exponierten Steilhängen. 2. Das Hordelymo-Fagetum mit verschiedenen Ausbildungen auf dem Plateau und an flacheren Süd- und Nordhangbereichen. Im Carici-Fagetum ist ein deutlicher Diversitätsverlust und eine Zunahme in der Dominanzstruktur der Krautschicht zu erkennen, der im Vergleich der Aufnahmezeiträume auf eine zunehmende Homogenisierung der Vegetation hinweist. Zurückgegangen sind dabei besonders die typischen Kenn- und Trennarten dieser Waldgesellschaft bei gleichzeitiger Zunahme der Buche in der Verjüngung. Im Hordelymo-Fagetum bewirkt neben Gehölzen in der Strauch- und Krautschicht vor allem die Zunahme von Allium ursinum eine homogenere Artenzusammensetzung, jedoch ohne Diversitätsverlust. Neben Stickstoffeinträgen, dem Klimawandel sowie einem reduzierten Rehwild-Verbiss bedingt besonders der Nutzungswandel diese Veränderungen. Vor allem im Carici-Fagetum wirkte sich der Übergang zwischen früherer Nieder- und Mittelwald-Nutzung mit Waldweide über eine fast 100jährige Hochwald-Nutzung bis zum jetzigen Schutzwald stark aus. Gleichwohl weisen die steilen Hänge weiterhin einen hohen Anteil an Rote-Liste-Arten auf und tragen wesentlich zur hohen Biodiversität des Gebiets bei. Veränderungen in der Vegetation der Lengder Burg spiegeln die Veränderungen im Göttinger Wald insgesamt wider. Kleinflächige Offenhaltungsmaßnahmen zur Erhaltung wertvoller floristischer Elemente sind teilweise erfolgreich. Kleinwüchsige, lichtbedürftige Magerkeitszeiger verschwinden jedoch zunehmend aus den sich entwickelnden, hochwüchsigen Stauden-Säumen. In den benachbarten, unbewirtschafteten Hangbuchenwäldern sorgt die fehlende Nutzung nach Jahrhunderten der Auflichtung und Aushagerung für eine Sukzession in Richtung mesophilen Kalkbuchenwalds.
In Borstgrasrasen (Nardetalia) des Werra-Meißner-Gebietes (Nordhessen, Südniedersachsen) wurden 2012 nach 25 Jahren auf möglichst gleichen Untersuchungsflächen (quasi-Dauerflächen) Wiederholungsaufnahmen angefertigt, um den gegenwärtigen Zustand bzw. Veränderungen in diesem prioritären FFH-Lebensraumtyp zu erfassen. Es wurden insgesamt 61 Flächen untersucht. Neben der Artenzusammensetzung wurden auch Bodenparameter (pH, C/N-Verhältnis, Mächtigkeit der organischen Auflage) und die Nutzung erfasst.
Bei der Wiederholungsaufnahme 2012 waren, abgesehen von einer Aufforstungsfläche, noch auf allen Flächen Arten der Borstgrasrasen vorhanden. Die Flächen wurden 2012 überwiegend genutzt oder gepflegt, während 1986/87 Brachflächen noch bei weitem dominierten. Eine Düngung der Flächen erfolgte nicht. Trotz dieser generell günstigen Nutzungssituation lässt sich ein genereller Trend zur Eutrophierung feststellen, der sich hinsichtlich Artenzahl und Deckung in einer Zunahme von Arten des Wirtschaftsgrünlandes (Molinio-Arrhenatheretea) bei gleichzeitiger Abnahme der Borstgrasrasen-Kennarten äußert. Auch die Artenzahlen der übrigen Magerkeitszeiger nahmen im Mittel ab, während Verbrachungszeiger im Allgemeinen zunahmen. Eine Veränderung der Gesamtartenzahl war nicht festzustellen. Die mittleren Zeigerwerte spiegeln die Verschiebungen im Arteninventar durch erhöhte mittlere Reaktions- und Stickstoffzahlen wider. Strukturell hat in den vergangenen 25 Jahren vor allem eine generelle Zunahme der Moosschichtdeckung und eine Ausbreitung der Sträucher auf Brachflächen stattgefunden. Bei den Bodenparametern waren 2012 eine signifikante Erhöhung der pH-Werte, eine Einengung der C/N-Verhältnisse und eine Abnahme der Mächtigkeit der organischen Auflage (Of) feststellbar. Regressionsmodelle zeigen, dass dabei die Zunahme von Arten des Wirtschaftsgrünlandes direkt mit den ansteigenden pH-Werten zusammen hing, während die Veränderungen bei den Kennarten eher vom Ausgangs-C/N-Verhältnis, teilweise auch von der Entwicklung der organischen Auflage und der Nutzung abhängig waren. Die vorgefundenen Veränderungen werden vor dem Hintergrund möglicher Gefährdungsszenarien (Brache, Eutrophierung, Bodenversauerung, Klimawandel) diskutiert. Angesichts des unerwarteten Befundes einer Eutrophierung bei gleichzeitig nachlassender Bodenversauerung, wird die Hypothese aufgestellt, dass der seit den 1990er-Jahren erfolgte Rückgang der Schwefeldepositionen mit nachfolgender Erholung der Boden-pH-Werte und nachlassender Stressbelastung, z. B. durch Ammonium-Toxizität, die Veränderungen ausgelöst haben könnte. Außerdem deuten die Ergebnisse auf eine zumindest teilweise zu geringe Nutzungs- bzw. Pflegeintensität bzw. zu späte Nutzungstermine. Möglicherweise führt der erhöhte Eutrophierungsdruck hier auch zu verstärkten Anforderungen an das Management der Flächen. Eindeutige Indizien für klimabedingte Veränderungen im Arteninventar ließen sich nicht finden. Indirekte Effekte über eine erwärmungsbedingte Förderung der Mineralisationsraten oder ein ursächlicher Zusammenhang zwischen höheren Wintertemperaturen und der Zunahme der Moosdeckung lassen sich jedoch nicht ausschließen.
Transitional between the Pannonian Basin and the Eastern Carpathians the Transcarpathian Ukraine (Transcarpathia) has a diverse geology including Quaternary sediments, volcanites, limestones and flysch, and its climate at low altitudes is relatively warm and humid. We conducted a field survey in June 2016 focusing on mesophilous forest vegetation along a transect covering almost the whole lowaltitudinal part of Transcarpathia. We recorded 54 relevés in the field and further digitized 22 relevés from literature. Using classification analysis, we distinguished three clusters of oak-hornbeam forests (alliance Carpinion betuli; 1–3) and three clusters of scree and ravine forests (alliance Tilio platyphylli-Acerion; 4–6): (1) Slightly wet Pannonian oak-hornbeam forests occurring in the lowland part of the region (Circaeo-Carpinetum); (2) Mesophilous oak-hornbeam forests (Carici pilosae-Carpinetum); (3) Xero-mesophilous oak-hornbeam forests (a drier subtype of the Carici pilosae-Carpinetum and the association Primulo veris-Carpinetum); (4) Mesophilous scree forests (Phyllitido-Aceretum); (5) Forests of steep slopes (Aceri-Tilietum) and transitions to mesophilous oak-hornbeam forests (Carici pilosae-Carpinetum); (6) Cool and wet scree and ravine forests (Arunco dioici-Aceretum pseudoplatani). Using indirect ordination analysis, three environmental variables (altitude, heat load index and slope) were identified as factors of significant influence on the species composition. These factors well distinguish oak-hornbeam forests from scree and ravine forests.
Understanding plant-plant interactions is essential in planning and implementing effective grassland management strategies. Positive and negative interactions generally co-occur in plant communities and the net effect of these interactions may depend on the disturbance regime, including grazing. Shrubs can act as biotic refuges by physically protecting neighbouring plants from herbivores. As a result, we would expect that in pastures the diversity and flowering success of plants is higher in the close vicinity of shrubs compared to the open vegetation. Nevertheless, we can also assume a competitive trade-off cost for plants that grow together with shrubs. In this study, we assessed the small-scale effects of dwarf shrubs (30–40 cm in diameter) on species density and flowering success. Specifically, we considered three types of microsites: (i) shrub interior, (ii) edge of shrub, and (iii) open pasture (more than 2 meters away from the shrub). We surveyed these three types of microsites using 10 × 10 cm sized plots both in grazed and ungrazed meadow steppe, in central Hungary. The highest species density was found at the edge of shrubs, both in grazed and ungrazed vegetation. Meanwhile, species density did not differ significantly between shrub interiors and the open pasture. However, in grazed vegetation, species flowering success was significantly higher in shrub interiors and edges than in the open pasture; no significant trend was observed for this measure in ungrazed vegetation. In contrast to previous studies, we did not detect a competitive effect of small-sized shrubs on plants in ungrazed vegetation. Our results indicate that small-sized shrubs protect other plants from herbivores and that the edge effect plays an important role for the maintenance of small-scale species diversity in pastures. Overall, our results underline the beneficial effect of biotic refuges in pastures and we suggest that retaining a sparse population of small-sized native shrubs is advantageous from a conservation point of view.
The influence of the Eastern migration route on the Slovak flora – a comparison after 40 years
(2017)
Transport is an important source of introduction and spread of alien plants into new areas and countries. This study provides comprehensive research of selected railway localities in South-Eastern Slovakia to determine the influence of the Eastern Migration Route on the Slovak flora. Railway transshipment yards in Čierna nad Tisou, Dobrá, Velké Kapušany and Matovce were studied from 1964 to 2013; with historic data sampled 1964–1998 and recent data sampled 2012–2013. These data sets were compared to determine differences in species structure following the decreased use of the transshipment yards.
A total of 657 vascular plant taxa were recorded in all localities (566 taxa in the historic and 431 taxa in the recent data set). Native species prevailed over aliens and archaeophytes over neophytes in both time periods. The most frequent aliens were naturalised taxa, where Asiatic and European species prevailed. The most frequent families were Poaceae, Asteraceae and Brassicaceae, and while many species introduced with Russian wheat were recorded only in the past, several taxa are also recorded only recently. Hemicryptophytes were the most abundant life form. Most recorded species were competitors, reproducing by seed and pollinated by insects. Zoochory and hemerochory were the most frequent dispersal types. The proportion of species traits has not changed over time. We identified 49 threatened taxa (38 in the historic and 27 in the recent data set). The Eastern migration route significantly increases the species number of alien vascular plants in the Slovak flora. Although this route had much greater importance in the past, when the role of the Eastern Slovak trans-shipment railway yards was much higher, the studied yards remain an important gateway to Eastern Central Europe and they continue to support agestochory migration of adventive plants.
Wet grasslands once covered a large area in the lowlands of northern Germany, but have declined since several decades as a result of land use intensification. Permanent plot data from such grasslands in the region that would allow to assess the extent of changes in species composition and richness are still rare. Here, we present a re-visitation study of 52 quasi-permanent plots from the Stedinger Land area in the basin of the river Weser near Bremen, comparing quadrat data between 1948 and 2015. In 1948, the grasslands were characterized by species typical of wet, moderately fertile grasslands belonging to the Bromo-Senecionetum aquatici (Bromion racemosi), including 15 species currently classified as threatened. Until 2015, the vegetation had changed strongly: almost all indicators of wet grasslands had either declined or completely vanished, whereas more nutrient-demanding species of less wet soils had increased, especially grasses. The cumulative number of species had declined by 50%, while mean plot species richness had decreased by 64.6%, mainly resulting from the pronounced loss of many herbs. A comparison of mean Ellenberg indicator values suggested that the plots had become drier, but also more base- and nutrient-rich, most likely triggered by the intensification of land use with drainage and fertilization as well as more frequent and earlier cutting. Our study reflects the dramatic loss of plant species diversity in wet grasslands over the past 60−70 years in areas not preserved and properly managed, and it documents the need for protecting remnants of these grasslands and for restoring wet grassland areas by re-wetting, nutrient removal and the transition to a less intensive land use.
Marginal associations, i.e. floristically impoverished associations at the margin of the distribution area of a higher syntaxon, form a problem in vegetation classification, because true character species are lacking. We propose a new approach for the classification of such marginal associations, making use of the notion of 'chorological tension zones'. In the absence of true character species, the species from other syntaxa of the same formation can be used as such. Our proposal is to use the species group from every formation-true class only once within every marginal alliance, to limit the number of possible marginal associations. This approach is illustrated in a classification of the retamoid thickets in the Netherlands. On the basis of a numerical-subjective classification of the relevant species in the scrub layer and the evaluation of relevant literature, we conclude that the broom and gorse thickets in the Netherlands can be assigned to the Cytisetea scopario-striati Rivas-Mart. 1974, which is represented by four associations, each of which is characterised by the species of other scrub classes. The Ulici europaei-Sarothamnion scoparii Doing ex Weber 1997 is represented by the Rubo plicati-Sarothamnetum scoparii Weber 1987 and the Crataego monogynae-Cytisetum scoparii R. Haveman, I. de Ronde & J.H.J. Schaminée ass. nov., the Ulici europaei-Cytision striati Rivas-Mart., Báscones, Díaz, Fern. Gonz. & Loidi 1991 by the Frangulo alni-Ulicetum europaei De Foucault 1988 and the Rubo ulmifolii-Ulicetum europaei J.-M. Géhu ex R. Haveman, I. de Ronde & J.H.J. Schaminée ass. nov. This classification is based on a restricted dataset though, and a revision, based on a larger dataset from a wider region has to prove the tenability of the classification.
Extensively managed pastures harbour rare and endangered species and have a decisive role in maintaining grassland biodiversity. Traditional herding of local robust cattle breeds is considered as a feasible tool for preserving these habitats. We studied the scale-dependent effects of grazing on the species richness and composition of three dry grassland types in the Great Hungarian Plain: Achilleo setaceae-Festucetum pseudovinae and Artemisio santonici-Festucetum pseudovinae alkaline grasslands, and Potentillo arenariae-Festucetum pseudovinae sand grassland. We asked the following questions: (1) Does extensive grazing have a scale-dependent effect on plant species richness of alkaline and sand grasslands? (2) How does grazing affect the proportion of specialists, generalists and weeds in the three grassland types? We sampled ten sites of each grassland type, including five extensively grazed and five non-grazed sites (altogether we had 30 sites). We used a series of nested plots each consisting of 10 plots from the size of 0.01 m² to 16 m². We revealed that grazing has contrasting effects in the three grassland types, and had a considerable effect on their species richness even at small scales. In both alkaline grassland types, total species richness was overall higher in grazed plots but it increased in a similar manner for both ungrazed and grazed habitats across plot sizes. Small-scale heterogeneity likely due to the uneven distribution of grazing, trampling and defecation together with mitigated rate of competition allowed more species to co-exist even at small scales in grazed alkaline grasslands. Grazing increased the richness of specialists, but likely due to the salt stress, establishment of weeds was hampered. Open gaps formed by trampling likely supported the establishment of several specialist species such as Plantago tenuiflora and Puccinellia limosa which are typical to open alkali grasslands. Contrary, in sand grasslands, we did not detect any effect of grazing on total species richness, likely due to the adverse effect of grazing on the species richness of specialists and weeds. In contrast with the former findings we detected significantly higher species richness in 0.01 m² and 0.0625 m² plots in the grazed sand grasslands, but found no differences at larger scales. Whilst species richness of specialists was significantly decreased, richness of weeds was increased by grazing. Decrease in the specialist species richness was likely due to the lack of their evolutionary adaptation to grazing. Degradation caused by grazing and trampling together with the propagule pressure from the neighbouring anthropogenic habitats resulted in an increased richness of weeds in the grazed sites.
The vast majority of European grasslands strongly depend on the regular removal of aboveground biomass by agricultural land use, mostly grazing or mowing or a combination of both. These specific management schemes have strong influence on plant diversity and vegetation composition, depending on their particular characteristics and their intensity. For example, the presence or absence of fertilization will favour some species over others, changing plant communities accordingly. Additionally, the farmer’s choice of a specific management scheme will also depend on the abiotic site conditions. This leads to a complex set of associated factors potentially affecting the structure and diversity of grasslands.
In this study, we compiled a unique dataset of 169 differently managed grasslands (in total 202 plots), which were sampled in five regions across Germany. For each plot, we documented management characteristics, measured plant diversity and functional group composition, recorded endangered species according to red lists, and calculated Ellenberg indicator values. We assessed patterns in vegetation composition and diversity in relation to the particular management scheme, which was categorized as meadow, meadow with autumn or winter grazing (with mowing as predominant management), mown pasture (where mowing and grazing are used at roughly equal intensity), seasonal pasture (with grazing as predominant management) and year-round pasture.
Our study showed that grasslands of different management schemes significantly differed in diversity, structure and functional composition. However, it also became obvious that vegetation composition was not strictly distinguished by management alone. Local and regional characteristics such as soil conditions, size of the grassland species pool or land-use history, often played a more prominent role than land use alone. Assumingly, the interplay of those local and regional characteristics with the proportion of grazing and mowing at a particular site inhibit clear differences among our predefined management schemes. Nevertheless, species richness was the lowest in year-round pastures, moderate in meadows and highest in seasonal pastures. In contrast, year-round pastures harboured the highest mean numbers of endangered species. The dependency of a certain management scheme on site-specific environmental factors such as soil fertility, further complicated the clear separation of management effects from those of the environmental background. In summary, modern grassland management strongly shaped grassland vegetation, but today’s combination of different management practices complicated the assessment of specific land-use effects on plant diversity. Thus, neither mowing nor grazing turned out to be “the one and only” management for nature conservation. Although our results challenge long-term prognoses for future vegetation development under modern grassland management, we clearly showed that low-intensity management and the absence of fertilization promoted plant diversity, with higher values in pastures compared to meadows and mown pastures.
Die in Amerika heimische Kolumbianische Zwergwasserlinse (Wolffia columbiana) tritt neuerdings in Europa als Neophyt auf und konnte in Niedersachsen zum ersten Mal im Jahr 2016 nachgewiesen werden. Im Hintergrund stehen die für den Naturschutz relevanten Fragen, wie viele vermeintliche Vorkommen von Wolffia arrhiza in Wirklichkeit Wolffia columbiana repräsentieren und ob dieser Neophyt die heimische und gefährdete Art Wolffia arrhiza verdrängen kann.
Die Floristisch-soziologische Arbeitsgemeinschaft wurde am 13. August 1927 in Göttingen gegründet und besteht nun, mit einer Unterbrechung zwischen 1941 und 1948, seit 90 Jahren. In diesem Rückblick wird vor allem die Entwicklung nach dem 2. Weltkrieg näher dargestellt. Hauptkapitel sind Verein, Satzung und Vorstände, Mitgliederentwicklung, Jahrestagungen, Arbeitskurse und Workshops, die Publikation der Mitteilungen und von Tuexenia mit ihren Beiheften sowie der Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands. Insgesamt wird eine sehr erfolgreiche Entwicklung mit Konstanz wesentlicher, schon zu Beginn formulierter Ziele und dynamischen Anpassungen an neue Gegebenheiten festgestellt.
GrassVeg.DE – die neue kollaborative Vegetationsdatenbank für alle Offenlandhabitate Deutschlands
(2017)
Der Bericht stellt die neue kollaborative Vegetationsdatenbank GrassVeg.DE (EU-DE-020; http://bit.ly/2qgX208) vor, die Vegetationsaufnahmen von Grasländern und anderen nicht-aquatischen Offenlandhabitaten Deutschlands sammelt, um sie national und international für die vegetationsökologische Forschung zur Verfügung zu stellen. GrassVeg.DE trägt die Daten zum European Vegetation Archive (EVA) und künftig auch zur globalen Vegetationsdatenbank „sPlot“ bei. Datenlieferanten von GrassVeg.DE behalten volle Verfügungsgewalt über ihre Daten und werden Mitglied des GrassVeg.DE-Konsortiums. Dadurch profitieren sie durch Co-Autorenschaften und Zitate von ihren Beiträgen und erlangen zugleich die Möglichkeit, selbst Projekte zu beantragen, die GrassVeg.DE- oder EVA-Daten nutzen. Die schnell wachsende GrassVeg.DE-Datenbank umfasste im Juli 2017 3.181 Vegetationsaufnahmen aus acht deutschen Bundesländern. Perspektivisch kann GrassVeg.DE dazu beitragen, eine konsistente Neuklassifikation der Graslandvegetationstypen Deutschlands im Rahmen der Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands zu ermöglichen. Wir schließen den Beitrag mit einem Aufruf, eigene und aus der Literatur digitalisierte Vegetationsaufnahmen zu GrassVeg.DE beizutragen.
Seit 12 Jahren werden von Mitgliedern der Eurasian Dry Grassland Group (EDGG) und deren Vorgängerorganisationen Grasland-Sonderteile in Tuexenia herausgegeben. Der diesjährige Sonderteil enthält fünf Artikel, die das Grasland verschiedener mitteleuropäischer Länder mit unterschiedlichen Zielen untersuchen. Der erste Artikel untersucht Auswirkungen von Weide und Mahd auf die Diversität des Graslands in Deutschland in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren, der zweite die Auswirkung kleiner Büsche auf den Artenreichtum von Gefäßpflanzen in beweideten Wiesensteppen in Ungarn. Der dritte Artikel fragt, ob sich ungarische Sandtrockenrasen mit Festuca vaginata von solchen mit F. pseudovaginata in ihrer Vegetation und ihren Standortsbedingungen unterscheiden; die letztere war erst kürzlich beschrieben worden. Der vierte Artikel modelliert Auswirkungen des Klimawandels auf geschützte Graslandbestände in Serbien und deren Arten während schließlich der fünfte Artikel die Initiative einer neuen Datenbank des deutschen Graslands (GrassVeg.DE) vorstellt und dazu aufruft, sich daran zu beteiligen. Insgesamt haben zu diesem 12. Grasland-Sonderteil 41 Autoren aus fünf Ländern (Dänemark, Deutschland, Italien, Schweiz, Serbien und Ungarn) beigetragen.