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Dierk Kunzmann:

Untersuchungen zur Diasporenbank und des Samenflugs trocken-magerer Standorte als Beitrag zur Definition biotischer Entwicklungspotentiale

2000. 1. Auflage, XV, 338 Seiten, 61 Abbildungen, 56 Tabellen, 4 Karten, 14x22cm, 700 g
Language: Deutsch

(Dissertationes Botanicae, Band 326)

ISBN 978-3-443-64238-9, brosch., price: 82.00 €

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Keywords

DisaporenSameStandortEntwicklungTransektAckerbrache

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Auf unterschiedlichen Magerrasentypen und Ackerbrachen in der nordöstlich von Berlin gelegenen Uckermark wurden in den Jahren 1994-1997 populations- und ausbreitungsbiologische Untersuchungen durchgeführt. Ziel der Untersuchungen bestand darin, das Kolonisierungs- und Regenerationspotential der Pflanzenarten von Magerrasen-Standorten eines größeren Landschaftsausschnittes in Hinblick auf die Möglichkeiten einer Resitutierung oder Neuentwicklung zu präzisieren. Dazu wurde einerseits die Nah- und Fernausbreitung von Diasporen in Ackerbrachen und andererseits die zeitliche Dauerhaftigkeit von Diasporen in der Samenbank verschiedener Standorte untersucht. Die Bedeutung des Transportmediums Wind für die Fernausbreitung von Diasporen wurde dabei besonders berücksichtigt. Am Beispiel fünf charakteristischer Magerrasenarten wurden populationsbiologische Untersuchungen zur Bildung einer Diasporenbank und Umweltfaktoren, die diese beeinflussen können, vertieft. Zuletzt wurden Möglichkeiten vorgestellt, wie sich die Untersuchungsergebnisse zum Kolonisierungs- und Regenerationspotential von Magerrasen mit Hilfe Geographischer Informationssysteme in die Fläche übertragen lassen.

Content Description top ↑

During 1994-1997 population biology and seed dispersal of plant species were studied in nutrient-poor and dry grassland and abandoned farmland sites situated in the region Uckermark (northeast of Berlin). Investigations of dry grassland species and their potential of immigration or regeneration out of seed-banks in soils should lead to a more precise assessment of restoration or establishment of dry grasslands. On the one hand experiments on short- and long distance seed dispersal were carried out in abandoned farmlands (with dry traps and adhesive traps). According to characters of dispersal biology mobility types of the recorded species were classified. On the other hand seed-persistence in soils was investigated at various dry grassland sites. The importance of wind for long distance seed dispersal of dry grassland species was discussed throughly. Furthermore seed bank behaviour of a five dry grassland species on different environmental conditions was investigated in detail. Finally some possibilities were presented how the results can be transferred to other areas by means of programms for digital mapping (geographic information systems) in order to assess the potential of dry grassland regeneration in the whole region.

Inhaltsverzeichnis top ↑

1. Einleitung 1
1.1 Problematik
1.2 Untersuchungsbedarf 5
1.3 Ziele der Arbeit, Untersuchungsansätze 6
2 Untersuchungsgebiete 8
2.1 Lage 8
2.2 Naturausstattung 10
2.2.1 Naturräumliche Gliederung 10
2.2.2 Böden 11
2.2.3 Klima 12
2.2.4 Witterungsverlauf im Untersuchungszeitraum 12
2.3 Historische und aktuelle Nutzung 14
3 Diasporenniederschlag-Untersuchungen zur Nah- und Fernausbreitung von
Magerrasenarten 16
3.1 Einleitung 16
3.2 Material und Methoden 17
3.2.1 Untersuchungen zur Nahausbreitung einiger typischer Magerrasen-
Schlüsselarten auf jungen Ackerbrachen 17
3.2.1.1 Fallentyp 17
3.2.2 Untersuchungen zur Diasporenausbreitung im Übergang von
Magerrasen zum Acker bzw. zur Ackerbrache 20
3.2.2.1 Fallentyp 20
3.2.2.2 Beschreibung der Transekte - aktuelle Vegetation und Lage 21
3.2.2.3 Bestimmung der Diasporen 23
3.2.2.4 Distanzklassen und ausbreitungsbiologische Merkmale 23
3.2.3 Untersuchungen zur Fernausbreitung von Magerrasenarten von
Donator-Flächen auf isolierte Standorte mittels Klebfallen-Transekte 26
3.2.3.1 Fallentyp 26
3.2.3.2 Bestimmen und Auszählen der Diasporen 28
3.2.3.3 Beschreibung der untersuchten Ackerbrachen 28
3.2.3.4 Distanzklassen, maximale Ausbreitungsdistanzen, Mobilitätstypen,
Diasporenmorphotypen, Ausbreitungstypen und Wuchshöhenklassen 29
3.2.3.5 Fallgeschwindigkeit, Diasporenbanktyp und Langlebigkeitsindex 30
3.2.3.6 Windgeschwindigkeiten 31
3.3 Ergebnisse 31
3.3.1 Nahausbreitung einiger Magerrasen-Schlüsselarten 31
3.3.1.1 Diasporenmengen und Ausbreitungsdistanzen 31
3.3.1.2 Zeitpunkt und Dauer der Diasporen-Ausstreu 32
3.3.1.3 Einfluß der Exposition, der Hauptwindrichtung und der umgebenden
Vegetation 34
3.3.2 Zur Ausbreitung von Magerrasenarten in angrenzende Ackerflächen
bzw. Ackerbrachen und zur Phänologie des Diasporenniederschlages einiger
Arten 36
3.3.2.1 Übersicht - Artenzahlen, Menge und prozentuale Verteilungen
gefangener Diasporen 36
3.3.2.2 Verteilung der Arten entlang des Transektes 37
3.3.2.3 Phänologie des Diasporenniederschlages 40
3.3.2.4 Allgemeines Ausbreitungsverhalten 44
3.3.2.5 Vergleich der Mobilitätstypen nach Diasporenmorphotypen,
Ausbreitungsarten, Wuchshöhenklassen und ihrer Zuordnung zu
synsystematischen Einheiten 44
3.3.3 Fernausbreitung von Magerrrasen-Arten 47
3.3.3.1 Diasporenmengen - Lage, Phänologie und Erfassungsgrad 47
3.3.3.2 Allgemeines Ausbreitungsverhalten 51
3.3.3.3 Vergleich der Mobilitätstypen nach Diasporenmorphotypen,
Ausbreitungsarten, Wuchshöhenklassen und ihrer Zuordnung zu
synsystematischen Einheiten 51
3.3.3.4 Beziehung zwischen Fallgeschwindigkeit und Diasporenbanktyp
bzw. Langlebigkeits-Index? 51
3.3.3.5 Einflüsse von umgebender Vegetation, Exposition oder Hangneigung 55
3.3.3.6 Häufigkeit und Richtung der Winde ab 5 m/s 55
3.4 Diskussion 59
3.4.1 Vergleich der Nah- und Fernausbreitung der Magerrasen-Schlüsselarten
mit anderen Ergebnissen 59
3.4.1.1 Allgemeines Ausbreitungsverhalten wichtiger Magerrasenarten 59
3.4.1.2 Zeitpunkt und Dauer des Diasporenniederschlags 63
3.4.1.3 Einfluß der Exposition, der Hauptwindrichtung und
Umgebungsvegetation 64
3.4.1.4 Zusammenfassung 64
3.4.2 Trockenfallen-Transekte 65
3.4.2.1 Artenzahlen, Menge und prozentuale Verteilungen gefangener
Diasporen 65
3.4.2.2 Verteilung der Arten entlang des Transektes 66
3.4.2.3 Zur Bedeutung der Phänologie des Diasporenniederschlages 67
3.4.2.4 Vergleich der Mobilitätstypen und ihr Ausbreitungsverhalten 68
3.4.2.5 Genereller Vergleich der Mobilitätstypen 70
3.4.2.6 Mobilitätstypen der gesellschaftstypischen Arten 71
3.4.3 Klebfallen-Transekte 73
3.4.3.1 Diasporenmengen, Phänologie 73
3.4.3.2 Generatives Ausbreitungspotential und Mobilitätstypen 74
3.4.3.3 Bilden Arten mit Diasporen hoher Ausbreitungsfähigkeit keine
persistente Diasporenbank? 77
3.4.3.4 Unter welchen Umständen konnten und können Magerrasenarten
große Ausbreitungsdistanzen überwinden? 78
3.5 Zusammenfassung 81
3.6 Methodische Kritik 84
3.6.1 Anzahl, Bau- und Aufstellungsweise der Fallen 84
3.6.2 Methodisch bedingte Probleme bei der Auswertung nach Distanzklassen 85
4 Diasporenbank-Untersuchungen auf Magerrasenstandorten 86
4.1 Einleitung 86
4.2 Material und Methoden 91
4.2.1 Wahl und Anzahl der Probeflächen im Untersuchungsraum 91
4.2.2 Größe der Probeflächen, Art, Größe, Tiefe und Zeitpunkt der Probenahme 94
4.2.3 Kombination der Schlämm- und Keimungsmethode 96
4.2.4 Bestimmungsliteratur 97
4.2.5 Vegetationsaufnahmen 97
4.2.6 Bodenkundliche Begleituntersuchungen 98
4.2.7 Auswertungsmethoden der Ergebnisse zu den
Diasporenbank-Untersuchungen 98
4.2.7.1 Ableitung der Diasporenbanktypen 98
4.2.7.2 Überprüfung der Beziehungen zwischen Diasporengewicht und
Diasporenbanktyp 99
4.2.7.3 Überlebensfähigkeit und Kolonisierungspotential 100
4.2.7.4 Numerische Klassifikation mittels Indizes zur Analyse von ähnlichen
Artengruppen in der Diasporenbank 101
4.2.7.5 Ordination - Kanonische Korrespondenzanalyse zur Klärung der
Beziehung zwischen Standortsfaktoren, Arten der Diasporenbank und
Probeflächen 105
4.2.7.6 Statistische Verfahren 107
4.3 Ergebnisse 107
4.3.1 Floristische und standörtliche Beschreibung sowie Nutzung der
Probeflächen 107
4.3.2 Diasporenbank auf Magerrasen-Standorten 115
4.3.2.1 Phänologie, Diasporenmengen, Artenzahlen und dominante Arten 115
4.3.2.2 Zur Dauerhaftigkeit der Diasporenbank in den Probeflächen 125
4.3.2.3 Bedeutung und Verteilung der Magerrasen-Arten in der Diasporenbank 128
4.3.3 Ergebnisse der Ähnlichkeitsanalysen der Diasporenbank-Proben-Bildung
von Diasporenbank-Standortsgruppen 139
4.3.3.1 Gruppierung und Homogenitätsränge 139
4.3.3.2 Verteilung der Artenzahlen, Diasporensummen und der Evenness in
den gebildeten Gruppen 142
4.3.3.3 Beschreibung der Diasporenbank-Standortsgruppen 149
4.3.4 Ergebnisse der Kanonischen Korrespondenzanalyse zwischen signifikanten
Umweltfaktoren und Artenzusammensetzung in der Diasporenbank 159
4.4 Diskussion 166
4.4.1 Methode und Repräsentativität 166
4.4.2 Vergleich von Diasporenmengen von Magerrasen verschiedener
Untersuchungen 167
4.4.3 Beziehung zwischen Diasporengewicht und Diasporenbanktyp 171
4.4.4 Bedeutung dominanter oder in einzelnen Probeflächen häufiger Arten in
der Diasporenbank für das Regenerationspotential von Magerrasen 173
4.4.4.1 Dominante Arten ohne persistente Samenbank 173
4.4.4.2 Bedeutung der Regeneration durch die generative Diasporenbank
für Magerrasen 174
4.4.5 Clusterung und Ordination der Diasporenbank-Proben als Grundlage zur
Ableitung von Diasporenbank-Standortsgruppen als funktionale
Einheiten 182
4.4.5.1 Zur Gruppierung mit der Renkonen-Klusteranalyse 182
4.4.5.2 Bedeutung der Differenzierung nach Diasporenbank-Standortsgruppen 183
4.4.5.3 Korrelationen zwischen Arten, Standorten und signifikanten
Umweltparametern - Anmerkungen zur CCA-Analyse 190
4.5 Zusammenfassung 192
5 Untersuchungen zur Bildung einer Diasporenbank und zum Einfluß von
Samen- Prädatoren am Beispiel fünf ausgewählter Magerrasenarten 200
5.1 Einleitung 200
5.2 Material und Methoden 203
5.2.1 Modellversuch zur Bildung einer Diasporenbank am Beispiel fünf
ausgewählter Magerrasenarten 203
5.2.2 Versuche zum Einfluß von Prädatoren auf die Bildung einer
Diasporenbank 206
5.3 Ergebnisse 208
5.3.1 Modellversuch zur Bildung einer Diasporenbank 208
5.3.1.1 Keimphasen der untersuchten Arten 208
5.3.1.2 Keim- und Wiederfund-Raten ausgesäter Diasporen 210
5.3.1.3 Ergebnisse zu Maßen und Gewichten der Diasporen untersuchter
Arten 214
5.3.1.4 Vergleich jahreszeitlicher und standörtlicher Unterschiede in der
vertikalen Verlagerung der gesamten Diasporenmenge 215
5.3.1.5 Wanderungstiefen der untersuchten Arten 218 i
5.3.2 Der Einfluß der Prädatoren (Diasporenverlagerung, Keimfraß) 221
5.4 Diskussion 224
5.4.1 Modellversuch zur Bildung einer Diasporenbank 224
5.4.1.1 Zur räumlichen Verteilung der wiedergefundenen Diasporen und
Keimlinge in den Plots 224
5.4.1.2 Welche Arten bilden eine Diasporenbank? 224
5.4.1.3 Unterschiede in der Tiefenverlagerung der Diasporen? 226
5.4.2 Bedeutung des Schadfressers ("seed predatof') bei den
Aussaatversuchen 228
5.5 Zusammenfassung 230
6 Untersuchungen zum Diasporen- und Keimlingspotential in Landreitgras-
Dominanzbeständen auf einem Magerrasen-Standort 231
6.1 Einleitung 231
6.2 Material und Methoden 232
6.3 Beschreibung des untersuchten Hanges 235
6.4 Ergebnisse 235
6.4.1 Artenzusammensetzung 235
6.4.2 Keimverhalten nach jahreszeitlich versetzten Eingriffen 239
6.5 Diskussion 241
6.5.1 Vegetative und generative Diasporenbank 241
6.5.2 Diasporeneintrag 242
6.5.3 Phänologie der Keimphasen - Wahl des richtigen Zeitpunktes zur
Förderung einer effizienten Regeneration aus der Diasporenbank 243
6.6 Zusammenfassung 245
7 Kartographische Darstellung der abiotischen Entwicklungspotentiale, der
Regenerations- und Kolonisierungspotentiale von Magerrasen-Standorten
am Beispiel zweier Untersuchungsgebiete 247
7.1 Einleitung 247
7.2 Methoden 248
7.2.1 Allgemeines 248
7.2.2 Datengrundlagen 251
7.2.3 Abiotische Entwicklungspotentiale 252
7.2.4 Regenerations- und Kolonisierungspotentiale 253
7.3 Ergebnisse 254
7.3.1 Potentialkarte Typ 1 254
7.3.2 Potentialkarte Typ 2 255
7.3.3 Flächenbilanzierung am Beispiel basenreicher Magerrasen-Standorte 257
7.4 Diskussion 257
7.5 Zusammenfassung 260
8 Schlußbetrachtung 261

9 Zusammenfassung der Untersuchungen 266
10 Summary 271
11 Glossar verwendeter Begriffe 274
12 Literatur 277
13 Anhang 295