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In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Quantifizierung der vertikalen Vegetationsstruktur vorgestellt, die auf der Analyse von Digitalfotos beruht, die mit der VESTA-Methode (VErtical vegetation STructure Analysis) aufgenommen und der Software SIDELOOK bearbeitet werden. Dabei können zahlreiche Parameter anhand von Bildpixeln quantifiziert werden. Statistische Analysen und multivariate Ordinationen lassen sich mit den gewonnenen Daten durchführen.
Die Methode wird modellartig auf verschiedene Pflanzengesellschaften von Sukzessionsserien in Sand- Ökosystemen in der nördlichen Oberrheinebene nahe Darmstadt angewendet (Filagini-Vulpietum, Corynephoretalia-Basalgesellschaft, Junneo cyanoidis-Koelerietum glaucae, Allio sphaerocephali-Stipetum capillatae, Armerio-Festucetum trachyphyllae, Cynodon dactylon-Bestände, Calamagrostis epigeios-Bestände). Hierbei zeigt sich, dass die vertikalen Strukturen die Sukzessionsserien mit den erarbeiteten Parametern quantifizierbar machen. Durch die Erstellung von Strukturkurven (Vegetationshöhe gegen Phytomasse-Menge) lassen sich Pflanzengesellschaften aufgrund der spezifischen Eigenschaften von Höhenstraten klassifizieren. Verschiedene Pioniergesellschaften, wie z.B. die Corynephoretalia-Basalgesellschaft und das Filagini-Vulpietum, haben vollkommen verschiedene Struktureigenschaften, obwohl sie sich auf einem ähnlichen Niveau der Sukzession und der soziologischen Progression befinden. Der Begriff der „Bestandes-Obergrenze“ ist bei den hier behandelten Gesellschaften prinzipiell zu hinterfragen, da es große, kontinuierliche Ubergangsbereiche zwischen Vegetationsschicht und freiem Luftraum gibt. Parameter zur Beschreibung des Bereiches werden vorgeschlagen. Die Quantifizierung von Struktur-Parametern ermöglicht es, diese mit abiotischen und biotischen Charakteristika zu korrelieren.
Auf Basis einer Literaturauswertung paläobotanischer Befunde werden Facetten zur Entstehung, Bedeutung und Erhaltung der Phytodiversität heimischer Offenland-Lebensräume im Waldland Bayern aufgezeigt: Bayern liegt in der temperaten Waldregion mit sommergrünen Laubwäldern, die zu 80 % von Buchenwald-Gesellschaften dominiert werden. Der heutigen Dominanz der Buche steht eine fehlende Kontinuität der Buche in der quartären Vegetationsgeschichte Mitteleuropas gegenüber. 70–80 % des Quartärs überwogen offene oder halboffene Landschaften. Die Buche erlangte ihre Vorherrschaft erst im Spätholozän vor ca. 5.000 Jahren. Die heimische Diversität entwickelte sich im Quartär zu 99,7 % außerhalb von Buchenwäldern. So war Bayern die letzten 1,8 Mio. Jahre vorrangig von periglazialen Steppentundra-Komplexen dominiert. Aus dieser Habitattradition entstammen zahlreiche Relikt - arten der Steppen und Tundren, die heute als Glazialrelikte in Sonder-Lebensräume eingebunden sind. Sie sind das historische Zeugnis des mehrfachen und tiefgreifenden Landschafts- und Florenwandels während des Quartärs, der in seiner Intensität weltweit einmalig ist. Wie Auswertungen der Floristischen Kartierung Bayerns zeigen, sind die nur auf wenigen Prozent der Landesfläche vorkommenden lichten Mager-, Trocken- und Nass-Standorte die entscheidenden Refugien für das Überleben der seltenen Gefäßpflanzen und die entscheidenden Inseln für den Erhalt der Phytodiversität, die die regional - typischen Vegetationsausprägungen ausmachen und den wesentlichen Genpool für zukünftige Entwicklungen bergen. Nur etwa 12 % der bayerischen Gefäßpflanzen sind an Wald als Lebensraum gebunden, in dem zudem die besonders seltenen Sippen mit 9 % stark unterrepräsentiert sind. Fast alle (Sub-) Endemiten wachsen auf lückigen Offenland-Wuchsorten, keiner wächst in mehr oder minder dichten Wäldern. Populationsbiologisch betrachtet stehen Sippen auf räumlich isolierten Sonderstandorten im Spannungsfeld zwischen der Gefahr des Aussterbens (z. B. Carex capitata, Chondrilla chondrilloides usw.) und dem Impuls zur Ausbildung neuer Sippen (z. B. Gattung Cochlearia). Zudem lief, besonders für agamosperme Pflanzengruppen, die Evolution wohl v.a. in (halb-)offenen Landschaften ab und ließ schnell optimal angepasste Spezialisten entstehen, die bis heute auf Sonderstandorten erhalten geblieben sind. Insbesondere an den kleinen Arealen der Reliktarten und Endemiten auf Sonderstandorten werden die ausbreitungsbiologischen Probleme von Pflanzensippen deutlich, was neue Gesichtspunkte für die Biotopvernetzung hervorhebt. Entscheidend ist die Förderung der Prozesse, die eine Ausbreitung von Diasporen verbessern und eine Kontrolle ubiquitärer, starkwüchsiger Sippen. Die Ausführungen münden in eine konkrete Strategie für den Schutz der bayerischen Phytodiversität: Das Management der (halb-)offenen Lebensräume mit Reliktarten und regionaltypischen Endemiten ist eine große Herausforderung für den Naturschutz. Geeignete Konzepte und Maßnahmen müssen mit zielgerichteten Artenhilfsprogrammen erarbeitet werden.
Durch computergestützte Analyse von Vegetationsstrukturaufnahmen konnten neben subjektiv metrischen Verfahren (Schätzung der Vegetationsdeckung, Ausmessen von Höhen) die Vegetationsstrukturen der Sandvegetation als einfache Kurve dargestellt und für jede Höhenstufe ein exakter Wert der Strukturdichte abgelesen werden. Sowohl die Vegetationsstruktur als auch die Erfassung der Heuschrecken-Zönosen (mittels Isolationsquadrat) wurde auf ein definiertes pflanzensoziologisches Raster bezogen. Die Untersuchung der Sandvegetation (Filagini-Vulpietum, Corynephorion-Basalgesellschaft, Sedum acre-Ges., Bromo-Phleetum, Jurineo-Koelerietum, Allio-Stipetum und Armerio-Festucetum trachyphyllae) und verschiedener ruderalisierter Stadien
(Poa *angustifolia-, Cynodon dactylon- und Calamagrostis epigejos-Gesellschaft) zeigte deutlich eine größere Vegetationsdeckung und -höhe bei den ruderalisierten Gesellschaften (vgl. Abbildungen 11-13). Insgesamt wird die Vegetationsstruktur nur durch wenige Pflanzenarten, zumeist Gräser oder Ruderalarten, bestimmt. Durch Zusammenfassung aller Strukturdaten konnte ein Vergleich der Gesamtvegetationsstruktur der untersuchten Pflanzengesellschaften geführt werden (Abb. 14). Bei der zoozönologischen Analyse wurde ein direkter Zusammenhang zwischen der Vegetationsstruktur und der Besiedlung durch Heuschrecken erkennbar. Eine Gliederung der erfaßten Heuschrecken-Zönosen zeigte eine Aufteilung in drei Heuschrecken-Gemeinschaften auf Grundlage verschiedener Vegetationsstrukturtypen. Dabei ist die Pioniervegetation arm an Heuschrecken, aber besonders gut durch zönobionte Arten wie z.B. Myrmeleotettix maculatus in der Corynephorion-Basalgesellschaft gekennzeichnet. Die größte Orthopteren-Abundanz konnte in Gesellschaften mit dichter, aber nicht völlig geschlossener Vegetationsstruktur (vergleichbar mit der Struktur des Filagini-Vulpietum) gefunden werden. Die Dominanzbestände von Gräsern waren dagegen artenarm und durch eine völlig abweichende Heuschrecken-Zönose besiedelt. Das Ensifera/Caelifera-Verhältnis koinzidiert gut mit der Vegetationsstruktur. Schließlich können die Strukturpräferenzen der Heuschreckenarten beschrieben werden (Abb. 17) und in Verbindung mit Abb. 14 für das Untersuchungsgebiet quasi „vorhergesagt“ werden, welche Heuschrecke für welche Pflanzengesellschaft besonders bezeichnend ist.