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Differenzierte Streuverteilung im Walde, ihre Ursachen und Folgen

Wilke, Birgit; Bogenrieder, Arno; Wilmanns, Otti

Phytocoenologia Band 23 Heft 1-4 (1993), p. 129 - 155

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published: Dec 15, 1993

DOI: 10.1127/phyto/23/1993/129

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Kurzfassung

In mehreren Beständen des Galio-Carpinetum im Kaiserstuhl und in einem Luzulo-Fagetum am westlichen Schwarzwaldfuß wurden quantitative kleinstandörtliche Untersuchungen durchgeführt mit einem Schwerpunkt auf 2 Testflächen der genannten Assoziationen. Sie betrafen 1. die Verteilung von Kormo- und Bryophyten längs Transekten, welche langfristig laubfreie (verhagerte) und regelmäßig laubreiche Zonen umfaßten; 2. die Verteilung von Streu verschiedener Fraktionen in Abhängigkeit von Windgeschwindigkeit und fangenden Strukturen in Bodennähe; 3. den Zusammenhang von Streumenge und Bodenreaktion; 4. den Zusammenhang von pH-Wert und Bodenverdichtung, letztere gemessen als Scherfestigkeit; 5. Analysen der Mikrostandorte im Stammfußbereich von Fagus sylvatica und Quercus petraea unter besonderer Berücksichtigung etwaiger Bahnen von Stammablaufwasser. In der Verhagerungszone des Galio-Carpinetum treten zu bekannten Zeigern wie Lathyrus linifolius, Festuca heterophylla und Poa nemoralis zahlreiche Moosarten, so Hypnum cupressiforme, Brachythecium velutinum, Mnium hornum, Polytrichum formosum und Dicranella heteromalla. Sofern es sich nicht um kalkreiche Böden handelt, nehmen die pH-Werte in den oberen 10-15 cm des Bodens vom Waldrand zum nicht-verhagerten inneren Bereich deutlich zu (s. Tab. 1). Dem entspricht die Menge der Streufraktion Laub, nicht die der gröberen und schwerer verlagerbaren Fraktionen. Im Luzulo-Fagetum markiert Luzula sylvatica die laubreichen Stellen. Die Artenzahl nimmt im Verhagerungsbereich stark zu; die pH-Werte nehmen in gleicher Richtung stark ab (s. Tab. 2). Vaccinium myrtillus, Deschampsia flexuosa und unter den Moosen Leucobryum glaucum kommen zur Dominanz. Während Vaccinium und Luzula sylvatica stark, L. luzuloides weniger stark Laub fangen, fördert Leucobryum seinerseits die Laubverblasung durch seine glatte Oberfläche. Um Laub zu verdriften, welches an der Bodenoberfläche ruht und dabei ein wenig verankert ist, ist eine Windgeschwindigkeit von 8 m/s (entsprechend Windstärke 5) notwendig. Dieser Wert wird bei umströmten Hindernissen wie Baumstämmen schon bei schwacher allgemeiner Luftbewegung deutlich überschritten und erklärt die häufigen laubfreien Ringe um Stämme und Steine. Hier entstehen bei ausreichender Dauer Moosringe bzw. (einseitig) Moosschürzen. Bei den Stammfuß-Analysen ergibt sich eine straffe Korrelation (r=-0,8787) zwischen der Protonenkonzentration im Nahbereich von Stämmen und der Bodenverdichtung (Scherfestigkeit in kg/cm2), berechnet für die Galio-Carpineten. Am Stamm in Bahnen herablaufendes Wasser mag den pH-Wert um ein geringes senken, die Differenz ist nicht statistisch sicherbar (s. Tab. 3). Signifikant positiv, pH-steigernd, wirkt sich jedoch Laub aus, das sich in Wurzelnischen gefangen hat. Die Situation im Bereich bis zu 30 cm ist bei Quercus petraea signifikant günstiger als um Fagus sylvatica; dies wird diskutiert im Hinblick auf Oberflächenrauhigkeit der Stämme und Abflußwasser. Das Laub wird jedenfalls nicht durch Wasser, sondern durch Wind entfernt. Aus Versauerungserscheinungen läßt sich nicht klar auf immissionsbedingten Eintrag schließen.

Abstract

In several stands of the Galio-Carpinetum in the Kaiserstuhl and in a Luzulo-Fagetum on the western foot of the Schwarzwald (Black Forest) quantitative microhabitat investigations were made with an emphasis on two test plots of the associations mentioned. Our attention was mainly focused on the analysis of the phenomenon "Verhagerung". This German term has no English equivalent; it means all the changes in the soil caused by regular removal of litter by the wind. The most important factors are the carrying away of ions and organic matter, as well as an increase of soil density. The studies involved the following parameters: 1. the distribution of kormo- and bryophytes along transects, which included long-term leaf-free and regularly leaf-rich zones; 2. the distribution of litter of various fractions in dependence on wind speed and capturing structures at ground level; 3. the relationship between the amount of litter and the soil reaction (PH); 4. the interrelation between pH-values and soil density, the latter measured as shearing strength; 5. analyses of the microhabitats near trunk bases of Fagus sylvatica andQuercus petraea with special attention to any tracks of trunk runoff water. In the deprived "Verhagerung" zone of the Galio-Carpinetum, along with the known indicators such as Lathyrus linifolius, Festuca heterophylla and Poa nemoralis, there appear numerous species of mosses, such as Hypnum cupressiforme, Brachythecium velutinum, Mnium hornum, Polytrichum formosum and Dicranella heteromalla. Insofar as carbonate-rich soils are not involved, the pH-values in the upper 10-15 cm of the soil increase clearly from the forest edge to the litter-rich inner zone (see Table 1). The amount of the leaf fraction of the litter, not that of the larger and more heavily layered fractions, increases correspondingly. In the Luzulo-Fagetum Luzula sylvatica indicates the leaf-rich places. The number of species increases markedly in the zone with "Verhagerung"; the pH-values decrease strongly in the same direction (see Table 2). Vaccinium myrtillus, Deschampsia flexuosa and, among the mosses, Leucobryum glaucum dominate. While Vaccinium and Luzula sylvatica catch leaves well, and L. luzuloides less strongly, Leucobryum for its part favors the blowing away of the leaves because of its smooth surface. To cause leaves lying on the soil surface and already somewhat anchored to drift away a wind speed of 8 m/s is necessary, a very high value for rough surfaces. This value is significantly exceeded even with slow general air movements as air circulates around hindrances such as tree trunks; this explains the frequent leaf-free rings around trunks and stones. Here after long enough time moss rings or one-sided moss "aprons" are formed. In the trunk-base analyses a strict correlation (r = -0.8787) was obtained between the proton concentration in the immediate vicinity of the trunks and the soil density (shearing strength in kg/cm2), calculated for the Kaiserstuhl Galio-Carpinetum. On the trunk in the tracks of runoff water the pH-value may sink a little, but the difference is not statistically significant (see Table 3). However, leaves caught in niches between the roots do have a significant pH-increasing effect. The soil situation in the area up to 30 cm from the trunk is significantly more favorable around Quercus petraea than around Fagus sylvatica; this is discussed with regard to the surface roughness of the trunks and the quantity of runoff water. The leaves are in any case not removed by water, rather by wind. From signs of acidification nothing can be clearly concluded as to the contributions from emissions.

Keywords

litter distributionwind effectsoil aciditysoil densityVerhagerung