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Ulf Schmitz:

Untersuchungen zum Vorkommen und zur Ökologie neophytischer Amaranthaceae und Chenopodiaceae in der Ufervegetation des Niederrheins

[A study of abundance and ecology of neophytic amaranthaceae and chenopodiaceae in the vegetation of the embankment of the Lower Rhine River, Germany]

2002. 140 Seiten, 53 Abbildungen, 21 Tabellen, 14x23cm, 320 g
Language: Deutsch

(Dissertationes Botanicae, Band 364)

ISBN 978-3-443-64276-1, brosch., price: 38.00 €

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Keywords

neophytischAmaranthaceaeChenopodiaceaeNiederrhein

Contents

Kurzfassung top ↑

Die Zunahme neophytischer Amaranthaceae und Chenopodiaceae auf den Sand- und Kiesbänken am Niederrhein in den letzten Jahrzehnten war Anlass, das aktuelle Vorkommen dieser Artengruppe zu kartieren und ihre Einwanderungs- und Einbürgerungsgeschichte darzustellen. Pflanzensoziologische Tabellen zeigen den Verbreitungsschwerpunkt dieser Arten im Polygono-Chenopodietum, im Bromo-Corispermetum leptopteri sowie auf Äckern. Blattquerschnitte im Hinblick auf die für C4-Pflanzen typische Kranzanatomie wurden durchgeführt und mit Listen von bekannten C4-Arten verglichen. Hierbei wurde Amaranthus bouchonii erstmals explizit als eigene Art untersucht. Da die Wuchshöhe und Biomasseproduktion der Amaranthaceae und Chenopodiaceae stark vom Nährstoffgehalt des Bodens abhängen, wurde dieser Zusammenhang im Kulturexperiment und am natürlichen Standort quantifiziert. Die Diasporen wurden im Hinblick auf ihre Schwimmfähigkeit also die Fähigkeit zur Hydrochorie untersucht und verglichen. Keimungsexperimente zeigten neben dem Einfluss von Wasserlagerung und Keimungstemperatur auch die lange Keimfähigkeit der Samen.

Auf den Sand- und Kiesbänken des Flussufers ist die Entwicklungsperiode der Pflanzen limitiert durch den Rückzug sommerlicher Überschwemmung auf der einen Seite und den Beginn der kalten Jahreszeit auf der anderen Seite. Die unterschiedliche Anpassungsfähigkeit an diese Limitierung steht bei Amaranthus-Arten mit ihrem Einbürgerungsstatus in Zusammenhang. Dies zeigte ein Kulturexperiment, bei dem Samen von Arten mit unterschiedlichem Einbürgerungsstatus in wochenweisem Abstand von Mitte Juni bis Mitte September ausgesät wurden. Ein weiteres Experiment, bei dem eingebürgerte und ephemere Amaranthus-Arten unter einem Temperaturgradienten kultiviert wurden, zeigte, dass insbesondere die ephemeren Arten mit einem starken Zuwachs und verstärkter Samenproduktion schon auf leichte Temperaturerhöhungen reagieren. Im Zuge einer Klimaerwärmung ist wegen des direkten Temperatureinflusses und durch die Verlängerung der Vegetationsperiode daher mit der weiteren Einbürgerung bestimmter, bislang noch ephemerer Amaranthus-Arten zu rechnen.

Bespr.: Tuexenia 23, 2003 top ↑

Häufig gestörte Standorte von Fließgewässerufern sind seit langem bevorzugte Einwanderungsorte für Neophyten. Die oft lästigen ausdauernden und sehr expansiven Arten sind teilweise eingehender untersucht, weniger die Kurzlebigen. Die vorliegende Arbeit bestreicht hier ein weites Feld von Floristik über Vegetationskunde bis zu ganz unterschiedlichen populationsbiologischen und ökophysiologischen Untersuchen. An den Rheinufern zwischen Monheim und der niederländischen Grenze wurden 8 bzw. 11 Sippen obiger Familien gefunden. Sie werden zunächst einzeln näher vorgestellt (Areal, Einwanderung, Fundorte u.a.). 10 Sippen können als eingebürgert angesehen werden. Die soziologische Einnischung wird durch Vegetationsaufnahmen (vorwiegend Polygono brittingeri-Chenopodietum rubri) belegt. - Nach Blattquerschnitten gehören fast alle Amaranthaceen zu den C4-Pflanzen, die übrigen zu den C3-Pflanzen. Kulturversuche mit unterschiedlicher Stickstoffdüngung zeigen bei allen Arten positive Wirkungen bei etwas höheren Gaben. Versuche zur Ausbreitungs- und Keimungsbiologie zeigen Schwimmfähigkeit der Diasporen, Lagerungsfähigkeit im Wasser, Bedeutung von Luft- und Substrattemperaturen für die Keimung (meist Wärmekeimer). Viele Arten haben eine langlebige Samenbank. Im Jahresverlauf hängt die Entwicklung zwar vom Keimtermin ab, aber oft können selbst spät gekeimte Pflanzen mit Zwergwuchs noch Samen produzieren. Insgesamt lassen viele Arten eine hohe Plastizität erkennen, eine gute Anpassung an die wechselvollen Uferstandorte. - Die Arbeit (38 EUR) ist mit ihren sehr vielseitigen Untersuchungen ein schöner Beitrag zur Ökologie und Populationsbiologie kurzlebiger Uferpflanzen.

H.Dierschke

Tuexenia 23, 2003

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Einleitung 6
1.1 Anlass und Umfang der Untersuchungen 6
1.2 Verwendete Nomenklatur 7
2 Zur Chorologie der untersuchten Arten 8
2.1 Zum bisherigen Kenntnisstand der Verbreitung 8
2.2 Kartierung der Arten im Untersuchungsgebiet 8
2.2.1 Das Untersuchungsgebiet 8
2.2.2 Kartierungsmethode 11
2.2.3 Kartierungsergebnisse, Herkunft, Verbreitung und
Einbürgerungsstatus der neophytischen Arten 11
2.2.3.1 Amaranthus albus L. 15
2.2.3.2 Amaranthus blitoides S. WATSON 16
2.2.3.3 Amaranthus blitum ssp. emarginatus (MOQ. ex ULINE &
W. L. BRAY) CARRETERO et al. 17
2.2.3.4 Amaranthus bouchonii THELL. 18
2.2.3.5 Amaranthus palmeri S. WATSON 20
2.2.3.6 Amaranthus powellii S. WATSON 22
2.2.3.7 Amaranthus retroflexus L. 23
2.2.3.8 Amaranthus tuberculatus (MOQ.) SAUER 24
2.2.3.9 Chenopodium botrys L. 26
2.2.3.10 Chenopodium pumilio R. BR. 27
2.2.3.11 Corispermum leptopterum (ASCH.) ILJIN 28
2.2.3.12 Salsola kali ssp. tragus (L.) Celak 30
2.2.4 Diskussion 31
3 Die soziologische Einnischung der untersuchten Arten 35
3.1 Einleitung 35
3.2 Untersuchungsgebiet und Methode 35
3.3 Polygono brittingeri-Chenopodietum rubri Lohm. 1950 35
3.4 Übergang zu perennierenden Kontaktgesellschaften 40
3.5 Bromo-Corispermetum leptopteri Sissingh 1950 41
3.6 Vorkommen in Äckern 44
3.7 Genaue Lage und sonstige Kopfdaten der Aufnahmeflächen 46
3.7.1 Polygono-Chenopodietum und Übergänge 46
3.7.2 Vorkommen in Äckern 48
3.7.3 Bromo-Corispermetum leptopteri 48
4 Zur Zugehörigkeit zum C3/C4-Weg der Photosynthese 49
4.1 Einleitung 49
4.2 Material und Methode 49
4.3 Ergebnisse 49
4.4 Diskussion 53
5 Der Einfluss des Nitratgehaltes im Boden auf die Pflanzenentwicklung 56
5.1 Einleitung 56
5.2 Material und Methode 57
5.3 Ergebnisse 59
5.4 Diskussion 67
6 Die Ausbreitungs- und Keimungsbiologie der untersuchten Arten 69
6.1 Die Schwimmfähigkeit der Diasporen 69
6.1.1 Einleitung 69
6.1.2 Material und Methode 70
6.1.3 Ergebnisse 70
6.1.4 Diskussion 72
6.2 Untersuchungen zum Einfluss der Lagerungsdauer der Diasporen in
Wasser auf deren Keimfähigkeit unter Berücksichtigung von Temperatur
und Lichtregime 74
6.2.1 Einleitung 74
6.2.2 Material und Methode 74
6.2.3 Ergebnisse 76
6.2.4 Diskussion 82
6.3 Der Einfluss des Alters der Samen auf deren Keimfähigkeit 84
6.3.1 Einleitung 84
6.3.2 Material und Methode 85
6.3.2 Ergebnisse 85
6.3.3 Diskussion 89
7 Der Einfluss der Länge der Entwicklungsperiode und der Tageslänge
auf das Wachstum und die Fortpflanzungsfähigkeit ausgewählter
Amaranthus-Arten 91
7.1 Einleitung 91
7.2 Material und Methode 93
7.3 Ergebnisse 94
7.4 Diskussion 106
8 Der Einfluss der Substrattemperatur auf die Entwicklung
eingebürgerter und ephemerer Amaranthus-Arten und mögliche
Auswirkungen globaler Klimaerwärmung 108
8.1 Einleitung 108
8.2 Material und Methoden 108
8.3 Ergebnisse 110
8.4 Diskussion und Schlussfolgerungen 113
9 Zusammenfassende Diskussion 116
10 Zusammenfassung 119
11 Summary 123
12 Tabellen- und Abbildungsverzeichnis 125
12.1 Tabellenverzeichnis 125
12.2 Abbildungsverzeichnis 126
13 Literatur 130
14 Danksagung 140