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Zur Wiederbesiedlung von Auenwald-Vegetationskomplexen nach Hochwasser-Ereignissen: Bedeutung der Diasporen-Verdriftung, der generativen und vegetativen Etablierung

Schwabe, Angelika

Phytocoenologia Band 20 Heft 1 (1991), p. 65 - 94

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published: Sep 3, 1991

DOI: 10.1127/phyto/20/1991/65

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ArtNo. ESP024002001002, Price: 29.00 €

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Kurzfassung

Der Diasporen-Transport bei Hochwasser-Ereignissen und die kurzzeitige Wiederbesiedlung von akkumuliertem Sediment wurde mit verschiedenen Methoden im Bereich von Auenwald-Vegetationskomplexen bearbeitet. Als Untersuchungsgebiete dienten Fließgewässer-Ufer im Schwarzwald, deren Pflanzengesellschaften und Vegetationskomplexe bereits bekannt sind und als "Matrix" für Feinuntersuchungen dienen können. Mit der Keimungsmethode konnten nach dem Hochwasser vom 8.7.87 Sedimentproben aus verschiedenen Vegetationskomplexen auf keimfähige Diasporen geprüft werden. Es zeigte sich bei dieser Untersuchung, daß Diasporen-Transporte bei turbulenten Hochwässern zwar mit geringer Individuen- und Artenzahl, aber regelmäßig auftreten. Bei dieser Untersuchung stellte sich der Alnetum incanae- Vegetationskomplex als besonders geeignet heraus, so daß hier feinanalytische Studien angeschlossen wurden. Im Jahre 1989 erfolgte eine status quo-Untersuchung der Samenbank des "normal" überfluteten Alnetum incanae-Vegetationskomplexes mit der Keimungsmethode; die persistente Samenbank enthält im Auenwald in der obersten Bodenschicht von 4,5 cm 939 keimfähige Diasporen/m2; Pionierarten überwiegen. Nach dem Spitzen-Hochwasser vom 15.2.90 wurden Sedimentproben neben Dauerflächen im Alnetum incanae- Vegetationskomplex entnommen und mit der Keimungsmethode analysiert. Die Diasporen-Transporte waren im Winter noch geringer als bei dem bereits untersuchten Sommer-Hochwasser, aber auch hier traten sie regelmäßig auf. Die "Hochwassersediment-Samenbank" enthielt zu Beginn der Vegetationsperiode in der obersten Bodenschicht 38 keimfähige Diasporen/m2. In den 25 Dauerflächen konnte parallel mit Hilfe von Folien-Kartierungen die Wiederbesiedlung verfolgt werden. Bedeutung hatten vor allem Strategien des vegetativen "Durchwachsens" (z.B. Wurzelbrut der Gehölze). Bei der generativen Besiedlung spielten seichte Hochwässer während der Vegetationsperiode eine Rolle. Ein starkes postflorales vegetatives Wachstum, das zu einer effektiven Raumbesetzung führte, konnte bei Anemone nemorosa im Mai und bei Stellaria nemorum im September/Oktober dokumentiert werden. Im Untersuchungsgebiet überwiegen die autogenen, biotopeigenen Prozesse bei der Wiederbesiedlung nach Spitzen-Hochwässern. Die mit der Keimungsmethode unter experimentellen Bedingungen nachgewiesenen Arten der Hochwassersediment-Samenbank finden sich auch in ähnlicher Artenkombination in der Natur. Sie konnten auf Mikrostandorten (sedimentgefüllten Vertiefungen von wasserumspülten Gneis- und Granitblocken in Wildbächen, die nur von Spitzen-Hochwässern erreicht werden) mit pflanzensoziologischen Aufnahmen dokumentiert werden. Methodische Probleme bei Samenbank-Untersuchungen, insbesondere wenn "Unwägbarkeiten" wie z.B. Überflutungen mit Turbulenzen eine Rolle spielen, werden kritisch diskutiert.

Abstract

Both the dispersal of seeds by running water during flood disasters and the short-time re-colonization of accumulated sediment were studied using different methods within vegetation complexes built up by riparian forests. Since the plant communities and vegetation complexes of the study area are well known, they could serve as a "matrix" for special investigations. Sediment samples were examined for viable seeds after the flood disaster of July 8, 1987, using the germination method. This inquiry showed that seeds are transported with regularity by turbulent flowing water. However, the number of individuals and species represented in the accumulated sediment was slight. The Alnetum incanae-complex was chosen as suitable for a micro-scale investigation. The seed bank of a "normally" flooded Alnetum incanae-complex was estimated in 1989 using the germination method. The persistent seed bank of this complex contained 939 viable seeds/m2 at a stratum of 4.5 cm. Pioneer species dominated in this habitat. After the flood disaster of Feb. 15, 1990 sediment was sampled close to the permanent plots in the Alnetum incanae-complex using the germination method. The dispersal of seeds during the winter flood was less than that of the previously investigated summer flood. As with the summer flood there was a regularity of seed occurrence. At the beginning of the vegetation period, the winter high flood sediment contained 38 viable seeds/m2. In a parallel study in the same habitat the establishment of plants within 25 permanent plots was recorded by means of mapping with transparent foils. Particularly meaningful for this study were the strategies of vegetative penetration (e.g. vegetative propagation of woody species). Shallow flooding played an important role in seed colonization during the vegetation period. A vigorous vegetative growth after the flowering period was noted for Anemone nemorosa (in May) and Stellaria nemorum (in September and October). Re-colonization after flood disasters in the study area was dominated by processes that are autogenic to the biotope. The species found in the sediment of high flooded areas (using the germination method under experimental conditions) represent the natural composition of species for certain micro-habitats. These species grow on top of granite or gneiss blocks in small sediment "nests", and were surveyed by phytosociological relevés. These blocks lie in ravines with high air humidity, and only high flood waters can reach the tops. Some of the methodological problems are critically discussed for seed bank investigations, e.g., unforeseeable events such as over-flooding with turbulent water.

Keywords

riparian forestsfloodmicro-habitatsbiotopegermination