580 Pflanzen (Botanik)
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Aim: To provide distribution information and preliminary conservation assessments for all species of the pineapple family (Bromeliaceae), one of the most diverse and ecologically important plant groups of the American tropics—a global biodiversity hotspot. Furthermore, we aim to analyse patterns of diversity, endemism and the conservation status of the Bromeliaceae on the continental level in the light of their evolutionary history.
Location: The Americas.
Methods: We compiled a dataset of occurrence records for 3,272 bromeliad species (93.4% of the family) and modelled their geographic distribution using either climate‐based species distribution models, convex hulls or geographic buffers dependent on the number of occurrences available. We then combined this data with information on taxonomy and used the ConR software for a preliminary assessment of the conservation status of all species following Criterion B of the International Union for the Conservation of Nature (IUCN).
Results: Our results stress the Atlantic Forest in eastern Brazil, the Andean slopes, Central America and the Guiana Highlands as centres of bromeliad diversity and endemism. Phylogenetically ancient subfamilies of bromeliads are centred in the Guiana highlands whereas the large radiations of the group spread across different habitats and large geographic area. A total of 81% of the evaluated bromeliad species are Possibly Threatened with extinction. We provide range polygons for 3,272 species, as well as newly georeferenced point localities for 911 species in the novel “bromeliad” r package, together with functions to generate diversity maps for individual taxonomic or functional groups.
Main conclusions: Diversity centres of the Bromeliaceae agreed with macroecological patterns of other plant and animal groups, but show some particular patterns related to the evolutionary origin of the family, especially ancient dispersal corridors. A staggering 2/3rds of Bromeliaceae species might be threatened with extinction, especially so in tropical rain forests, raising concerns about the conservation of the family and bromeliad‐dependent animal species.
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.
The degradation of species-rich mountain meadows has been observed in many parts of Central Europe in the last few decades. It is reflected in decreasing species numbers and changes in the proportions of plant species in the aboveground vegetation. Some species are increasing in abundance and eventually dominate the meadow vegetation. There is still a lack of studies explaining how this process is reflected in the soil seed bank. Therefore, the goal of the current study was to test whether expansive species that degrade aboveground vegetation of mountain meadows also influence, quantitatively and qualitatively, seed rain and seed bank. Soil samples were taken from 14 plots in degraded patches and another 14 plots in non-degraded patches. Nearly the same numbers of seedlings were recorded in both meadow types. In both cases, low similarities between aboveground vegetation and soil seed rain and seed bank were observed. Expansive species causing meadow degradation (Calamagrostis epigejos, Festuca rubra, Deschampsia cespitosa and Lupinus polyphyllus) reached cover values of 60–83% in the aboveground vegetation, and a share of up to 36% in the seed rain and seed bank. The mean species richness in the aboveground vegetation and the soil of degraded meadows was lower than in the non-degraded plots. However, the seed bank may buffer degradation to some extent since the degradation of aboveground vegetation was faster than impoverishment of seed bank. Consequently, seed rain and seed bank of degraded meadows still contained typical mesic meadow species in similar proportions as non-degraded meadows. This indicates that seed rain and seed bank may contribute to the restoration of degraded meadows after the removal of expansive species from the aboveground vegetation.
Um zu überprüfen, ob sich die Artenzusammensetzung alpiner Kalk-Magerrasen (Blaugras-Horstseggenrasen, Polsterseggenrasen) im Nationalpark Berchtesgaden während der letzten drei Jahrzehnte geändert hat, wurden Vegetationsaufnahmen aus den 1980er Jahren 2013/14 zum zweiten Mal wiederholt vegetationskundlich erfasst.
Ziel der Arbeit war es, durch den Vergleich der Aufnahmenkollektive Vegetationsveränderungen während der letzten drei Jahrzehnte aufzuzeigen und diese als allogene oder autogene Prozesse zu interpretieren. Dabei wurde insbesondere der Frage nachgegangen, ob anthropogene Stickstoff-Einträge als Hauptursache für mögliche Veränderungen angesehen werden können.
Tatsächlich konnten ausgeprägte floristische Veränderungen im Vergleichszeitraum aufgezeigt werden. So hat sich seit den 1980er Jahre die mittlere Artenzahl sowohl im Polsterseggenrasen als auch im Horstseggenrasen um mehr als 10 Arten pro Aufnahmefläche erhöht. Im Polsterseggenrasen wurde ferner eine signifikante Abnahme der mittleren Kontinentalitätszahlen nachgewiesen.
Die dokumentierten floristischen Veränderungen könnten auf die globale Erwärmung und die damit verbundenen Klimaeffekte zurückzuführen sein. Auch natürlich ablaufende Sukzessionsprozesse könnten die aufgezeigten Änderungen in der Artenzusammensetzung erklären, allerdings ist die Zeitspanne von 30 Jahren zu kurz, als dass eine autogene Sukzession als der Hauptfaktor angesehen werden kann. Denkbar ist aber, dass Sukzessionsprozesse durch die globale Erwärmung heutzutage beschleunigt ablaufen. Stickstoffeinträge oder Landnutzungsänderungen spielen als Erklärungsmodell für die Vegetationsveränderungen dagegen wohl eher eine untergeordnete Rolle.
In many regions of Central Europe, semi-natural grasslands have experienced severe vegetation changes, e.g. compositional change and overall species loss, because of land use changes, atmospheric nitrogen input and also climate change. Here we analysed the vegetation change in a dry grassland complex (Gabower Hänge) in the Biosphere Reserve Schorfheide-Chorin (NE Brandenburg, Germany), one of the driest regions of the country. We resampled four 10 m² plots of each of four typical alliances (Festucion valesiacae, Koelerion glaucae, Armerion elongatae, Arrhenatherion elatioris) about 20 years after their original sampling with a recovery accuracy of approx. 10 m. The cover of vascular plants, bryophytes and lichens was recorded in both samplings. The overall compositional change was analysed with a detrended correpondence analysis (DCA). To interpret this change, we calculated unweighted mean Ellenberg indicator values for old and new plots. Furthermore we tested differences in constancy of individual species between old and new plots as well as differences in species richness, cover of herb and cryptogam layer, ecological indicator values and unweighted proportion of species groups (vascular plants, bryophytes, lichens), floristic status (native or not), life forms, CSR-strategy types and Red List species. The results of the ordination indicated no significant vegetation change, but revealed tendencies towards more nutrient-rich conditions. Ellenberg indicator values for nutrients and soil reaction were significantly correlated with the axes of the ordination. There were 28 species exclu-sively found in the new plots and 45 species of the old plots missing. While no species decreased signif-icantly, there were seven species that increased significantly. Mean species richness was significantly increased in the new plots. There were no significant differences in mean Ellenberg indicator values. Proportions of vascular plants, neophytes, hemicryptophytes and CS-strategists decreased. We conclude that overall vegetation changes are small, indicating that the dry grassland complex at the Gabower Hänge is still in a good state and of high conservation value. This relative stability over time compared to the situation in many other dry grasslands throughout temperate Europe is likely attributable to low nitrogen deposition and the dryness of the local climate. However, the detected tendency towards more nutrient-rich conditions should be taken into account in future management.
Despite the high significance of the Western Siberian grain belt for crop production in Russia, its weed communities are largely unknown. In this region spring wheat is grown on fertile Chernozem soils with large field sizes but land-use intensity per area is low compared to Central Europe. By using a randomized sampling design we studied arable weed assemblages in the northern forest-steppe zone of Tyumen region on 99 within-field sampling plots of 100 m² size. Surprisingly, with average of 9.8 ± 3.8 species 100 m-2 species richness was low when compared with low-input farming in Central Europe and did not differ between areas of different land-use intensity. Against expectations species composition was not predominantly controlled by soil characteristics and climate, most likely due to short natural gradients. Instead, management factors such as fertilization and tillage intensity seemed to be important factors. Except for two species the Tyumen weed flora consisted mainly of species that are widespread throughout the temperate zone. We found only 10 species with an origin or core area in North Asia or Eastern Europe. The species pool was generally small and with 26% the proportion of non-native species (archaeophytes) was low, when compared to Central European weed communities. Given that weed communities with higher species richness are described from neighboring Bashkiria, we conclude that arable land-use intensity in Tyumen region is high enough to reduce community species richness within arable fields estimated by a randomized sampling design. Since measured soil nutrient values did not affect species richness, herbicide use is most likely the crucial management factor. Furthermore, species-richness was vitally restricted by the small species pool. The low proportion of thermophilous arable weed species that originate from the Mediterranean or Middle-Eastern area and contribute signif-icantly to the Central European weed diversity indicate that climatic dispersal limitations may be re-sponsible for the small number of weed species in the Tyumen flora. An additional constraint was the short history of arable farming in Western Siberia, where considerable arable land use was started only by the end of the 17th century.
Wir untersuchen Zusammenhänge zwischen der Artenzusammensetzung, dem Artenreichtum und den Umweltbedingungen der Schwermetallrasen und Trockenrasen der Bottendorfer Hügel in Nord-Thüringen. In diesem Gebiet wachsen primäre und sekundäre Schwermetallrasen und verschiedene Trockenrasengesellschaften auf nicht-schwermetallhaltigen Böden mit einer artenreichen Xerothermrasen-Flora. Anhand von 206 Aufnahmen unterscheiden wir neun Pflanzengesellschaften aus sechs Verbänden der Klassen Koelerio-Corynephoretea (Sedo-Veronicion, Alysso-Sedion) und Festuco-Brometea (Festucion pallentis, Koelerio-Phleion, Festucion valesiacae, Cirsio-Brachypodion). Vier Trockenrasengesellschaften, in denen die Metallophyten Armeria maritima subsp. halleri und Minuartia verna subsp. hercynica häufig Vorkommen, werden als spezielle Subassoziationen (armerietosum halleri) von vier Assoziationen (Teucrio-Festucetum, Thymo-Festucetum, Filipendulo-Helictotrichetum, Adonido-Brachypodietum) neu beschrieben. In einer DCA mit angezeigten Umweltvektoren bilden die Gesellschaften klare Gruppen. Das Teucrio-Festucetum armerietosum und Thymo-Festucetum armerietosum sind in der DCA mit den Gehalten des Bodens an Kupfer und Blei sowie dem C/N-Verhältnis des Bodens eng korreliert, das Adonido-Brachypodietum teucrietosum und Festuco-Stipetum teucrietosum mit dem pH und Karbonatgehalt des Bodens. Der Artenreichtum an Gefäßpflanzen, Moosen und Flechten nimmt bis pH 7,5 zu und dann ab. Der Artenreichtum steigt mit dem Karbonatgehalt und der Leitfähigkeit des Bodens und nimmt mit dem C/N-Verhältnis des Bodens ab. Der Artenreichtum der Gefäßpflanzen nimmt mit dem Kupfergehalt des Bodens ab, während die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens der Metallophyten mit dem Kupfer- und Zinkgehalt steigt. - Unsere Studie zeigt, dass Bodenfaktoren wie der pH und der Karbonatgehalt für die Zusammensetzung und den Artenreichtum der Vegetation auf kontaminierten Böden ebenso wichtig sind wie der Gehalt an Schwermetallen. Schwermetallrasen können daher Trockenrasen auf nicht-schwermetallhaltigen Böden floristisch sehr ähnlich sein.
We studied the dry grasslands of shallow, skeletal soils (Sedo-Scleranthenea, Koelerio-Corynephoretea) in northern Europe, based on a combination of new relevés from southern Oland (Sweden, n = 182) and Saaremaa (Estonia, n = 73) as well as a comprehensive evaluation of literature data, of which 65 suitable relevés were directly included in our analyses. Apart from a few vague indications of acidophytic Sedo-Scleranthenea communities (order Sedo-Scleranthetalia), all data refer to basiphytic communities (Alysso-Sedetalia); our analyses are thus focussed on the latter. The Nordic Alysso-Sedetalia communities proved to be quite different from their temperate counterparts and thus are included in a separate alliance, Tortello tortuosae-Sedion albi, which forms the northern counterpart to the central European Alysso-Sedion. Within the northern alliance, we distinguish two suballiances. The more widespread central suballiance Tortello tortuosae-Sedenion albi inhabits different types of base-rich substrata in both natural and anthropogenic sites, and is comprised of the Cladonio symphicarpiae-Sedetum albi and the Ditricho flexicaulis-Sedetum acris. The second suballiance Tortello rigentis-Helianthemenion oelandici is restricted to the alvar sites (= treeless limestone plateaus) in Oland, Gotland, Västergötland and Estonia. It is characterised by several endemic taxa and a large number of cryptogams typical of alvar. It is comprised of four associations, Crepido pumilae-Allietum alvarensis, Fulgensio bracteatae-Poetum alpinae, Helianthemo oelandici-Galietum oelandici and Gypsophilo fastigiatae-Globularietum vulgaris. All six Nordic associations are described in detail with respect to their floristic composition, ecology, distribution and lower-ranked units, and each is represented by a vegetation table. The floristic differences within the Nordic communities are worked out in a synoptic table. Whereas several vegetation scientists have pointed out that vegetation types occurring at the limits of their distribution ranges in northern Europe are generally difficult to classify, our application of the Braun-Blanquet approach, which is based on a priori separated structural types and the general application of the central syntaxon concept, has enabled us to characterise and adequately define all Nordic communities. The Tortello-Sedion associations are two to three times as species-rich as those of the Alysso-Sedion and are among the most diverse small-scale plant communities ever described. We discuss the reasons for this exceptionally high plant diversity and the peculiar species mixture in the Tortello-Sedion and compare the relationship between Alysso-Sedion and Tortello-Sedion to the situation of other Nordic syntaxa of predominantly temperate vegetation types. Our results further underline the uniqueness of Baltic alvars and their paramount importance for conservation at the European level.
Trockenrasen (v. a. Klassen Koelerio-Corynephoretea und Festuco-Brometea) gehören zu den auf kleinen Flächen artenreichsten Pflanzengesellschaften überhaupt und stellen ideale Modellsysteme für die Analyse von Phytodiversitätsmustern und deren Ursachen dar. Ich gebe einen Überblick der in verschiedenen Trockenrasentypen Europas auftretenden Durchschnitts- und Maximalwerte der Artenzahlen von Gefäßpflanzen, Moosen und Flechten auf unterschiedlichen Flächengrößen zwischen 1 mm2 und 100 m2. Gesellschaften der Festuco-Brometea sind generell artenreicher als jene der Koelerio-Corynephoretea. Die bislang höchsten publizierten Artendichten stammen jedoch aus dem Gypsophilo fastigiatae-Globularietum vulgaris, einer basiphilen Felsgrusflur der schwedischen Insel Öland (Ordnung Alysso alyssoidis-Sedetalia, Koelerio-Corynephoretea). Sie betragen auf 4 m2 durchschnittlich 53,6 und maximal 80 Arten. Die geringsten Artendichten unter den Trockenrasen weisen das Caricetum arenariae und das Corniculario-Corynephoretum (beide Ordnung Corynephoretalia canescentis, Koelerio-Corynephoretea) mit durchschnittlich weniger als 10 Arten auf 4 m2 auf. Die Artenzahl-Areal-Beziehung von Trockenrasen lässt sich über den ganzen betrachteten Dimensionsbereich exzellent durch eine Potenzfunktion S = c • A z beschreiben. Dabei unterscheiden sich die z-Werte verschiedener Trockenrasentypen nur geringfügig und betragen im Mittel 0,21. Das führt dazu, dass die Reihung verschiedener Trockenrasengesellschaften hinsichtlich ihrer Artenzahl auf unterschiedlichen Skalenebenen nahezu unverändert bleibt, und eröffnet die Möglichkeit, Artenzahlen auf andere Flächengrößen zu extrapolieren.
Es folgt eine Erörterung der wichtigsten Faktoren, welche die Verteilung der Phytodiversität in Trockenrasen beeinflussen. Die größte Bedeutung hat hier die Bodenreaktion. Im Allgemeinen wurden stark steigende Artendichten mit zunehmendem pH-Wert, teilweise auch ein erneuter leichter Abfall oberhalb des Neutralpunktes gefunden. Eine Abnahme der Artendichte mit zunehmender Höhenlage im Gebirge konnte zumindest in zwei Fällen auch für Probeflächen gleicher Größe nachgewiesen werden. Abschließend diskutiere ich die Gründe für den überdurchschnittlichen Artenreichtum von Trockenrasen, weise auf Forschungsdefizite hin und unterbreite Empfehlungen für die Konzeption und Durchführung künftiger Studien der Biodiversitätsforschung wie auch der pflanzensoziologischen Datenerhebung allgemein. Als vordringliche Qualitätskriterien erachte ich die Arbeit mit standardisierten Probeflächengrößen und die sorgfältige Berücksichtigung von Moosen und Flechten.
Erdflechten stellen in Sandtrockenrasen einen bedeutenden Anteil der Phytodiversität. Sie können zusammen mit Moosen syntaxonomisch und teils auch ökologisch eigenständige Einheiten (Microcoena) bilden. In Vegetation der Klassen Koelerio-Corynephoretea und Ammophiletea konnten in Deutschland und Dänemark 26 unterschiedliche flechtenreiche Mikrogesellschaften aufgenommen und standörtlich charakterisiert werden. - Erdflechten und Erdflechten-Mikrogesellschaften sind gute Anzeiger v. a. für Mikrohabitat-Faktoren, die die Konkurrenzfähigkeit der Gefäßpflanzen verändern, wie Eutrophierung und unterschiedliche Arten von Störung. Daher sind Flechten-Mikrogesellschaften hervorragende Bioindikatoren für den qualitativen Zustand von Sandtrockenrasen.
Die höchsten Werte für den Artenreichtum von Flechten wiesen Microcoena offener Sandböden auf, v. a. Cladometum zopfii und C. foliaceae. Beide Mikrogesellschaften können in Trockenrasen als Anzeiger für gute Qualität dienen. Vorkommen des Cladonietum nemoxynae ist zumindest im ozeanischen Klima ein deutlicher Anzeiger anthropo-zoogenen Einflusses. - Auf humusreichen Böden entwickelt sich eine Sukzessionsreihe der Flechtenvegetation mit einer unimodalen Verteilung des Artenreichtums. Dabei ändern sich die vorherrschenden Ausbreitungsmodi von überwiegend Sporen über Soredien zu Fragmentierung und Strategietypen nach Grime von Ruderaistrategen zu Konkurrenzstrategen. - Die artenreichsten Bestände benötigen Sandbewegung, um als Dauergesellschaften erhalten zu bleiben. Bestände in großflächigen Küstendünen (in der vorliegenden Untersuchung Dänemark) oder Flussdünen (Elbetal) sind daher meist in besserem Zustand, mit einem höheren Anteil der seltenen Mikrogesellschaften und mit höherer Flechten-Diversität.