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Stefanie Kahmen:

Plant Trait Responses to Grassland Management and Succession

2004. 122 pages, 27 figures, 19 tables, 280 g
Language: English

(Dissertationes Botanicae, Band 382)

ISBN 978-3-443-64295-2, paperback, price: 30.00 €

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Keywords

Grünlandmanagement Sukzession biologisches Pflanzenmerkmal

Contents

Kurzfassung top ↑

Diese Arbeit untersuchte die Reaktion von biologischen Pflanzenmerkmalen auf Grünlandmanagement und Sukzession mit dem Ziel, ein besseres Verständnis von den wirkenden Mechanismen zu erlangen. Zur Analyse der Zusammenhänge zwischen Merkmalen und Umweltfaktoren führte ich drei verschiede Ansätze durch. Im ersten Ansatz wurden Vegetationsdaten von verschiedenen Grünlandstandorten herangezogen, auf denen seit 25 Jahren Management sowie Sukzession erfolgte. Management und Sukzession wurden hinsichtlich der Sensitivität von biologischen Merkmalen ausgewertet. Im zweiten Ansatz prüfte ich den Einfluss von biologischen Merkmalen auf die Vegetationsdynamik experimentell. In einem Keimversuch wurden Interaktionen der Merkmale Samengewicht und Keimsaison mit Grünlandmanagement untersucht. Im dritten Ansatz analysierte ich den Zusammenhang zwischen biologischen Merkmalen und Beweidungsintensität systematisch mit Hilfe eines mechanistischen Simulationsmodells. Durch Ergänzung der indirekten Analysen der Vegetationsdaten im ersten Ansatz mit den zwei experimentellen Ansätzen (Keimversuch und Simulationsmodell) konnte ein umfassenderes Verständnis der Mechanismen erreicht werden.

Abstract top ↑

This thesis investigated plant functional trait responses on grassland management and succession in order to get a better understanding of the underlying mechanisms. I employed three different approaches to analyse functional trait associations with the environmental factors. First, I analysed functional trait responses using vegetation data of semi-natural grasslands being subjected to management and succession for 25 years. Second, the link between functional traits to the outcome of vegetation was tested experimentally. In a germination experiment, I examined if the traits seed mass and germination season influenced the germination success with respect to management. Third, I addressed the associations between functional traits and management systematically using a mechanistic simulation model. The traits canopy height, vegetative spread and seed mass were analysed along a grazing gradient. Combining the analyses of vegetation data of the first approach with experiments to trait associations as done in the second and third approach provided a more comprehensive understanding of the mechanisms.

Bespr.: Kieler Notizen zur Pflanzenkunde in Schleswig-Holstein und Hamburg, 33/2 top ↑

Grünlandmanagement, Sukzession, funktionelle Eigenschaften von Pflanzen: Was kann es Spannenderes geben, als eine geballte Ladung Information zu diesen Themenkomplexen? Über Sinn und Unsinn von Grünlandextensivierung und Grünlandpflege im Rahmen des Naturschutzes wird in Deutschland seit mindestens drei Jahrzehnten diskutiert und gestritten, ohne dass bis heute ein Konsens hergestellt werden konnte. Sollen artenreiche Grünlandflächen gemäht oder beweidet werden, um die charakteristische Artenvielfalt der Pflanzen zu erhalten oder sollen sie der "natürlichen Entwicklung" überlassen werden? Schon in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden in der gesamten Republik (Landschaftspflege-) Experimente angelegt, um die Auswirkungen von Beweidung, Mahd, Mulchen, Brennen und Brache auf die Artenzusammensetzung zu untersuchen.

S. Kahmen nutzt im ersten Teil ihrer Dissertation den Datens(ch)atz der so genannten Schreiberschen Bracheversuche aus Baden-Württemberg, in denen seit 1975 unterschiedliche Managementvarianten erprobt werden. Das Ziel der Arbeit besteht aber nicht in einer erschöpfenden Analyse, ob einzelne Pflanzenarten von bestimmten Managementverfahren profitieren oder zurückgedrängt werden oder wie sich die Vegetationszusammensetzung und Artenvielfalt auf einzelnen Untersuchungsflächen entwickelt. Vielmehr geht es hier darum, aus der Fülle der vorhandenen Ergebnisse herauszufiltern, welche biologischen Eigenschaften von Arten (functional traits) bei den unterschiedlichen Managementverfahren selektiert werden. Übergeordnetes Ziel ist es, über die funktionellen Eigenschaften generalisierbare Entwicklungen aufzudecken, somit das Verständnis für die zugrundeliegenden Mechanismen zu vertiefen und die Vorhersagemöglichkeiten von Vegetationsveränderungen im Grünland zu verbessern. Dass einige der Ergebnisse nicht wirklich überraschend sind (die Wuchshöhe der Arten nimmt bei Brache zu, Rosettenpflanzen nehmen ab), sollte nicht als negativer Kritikpunkt angeführt werden, schließlich geht es hier tatsächlich zunächst einmal um Generalisierung.

Im zweiten Teil der Arbeit werden Ergebnisse eines Freilandexperimentes dargestellt, in dem Samen von acht Pflanzenarten in gemähte, beweidete und brachliegende Bereiche eines Grünlandbestandes ausgesät wurden, um zu untersuchen, wie sich das Grünlandmanagement auf Keimung und Etablierung von Pflanzenarten in Abhängigkeit vom Samengewicht und Keimungszeitpunkt auswirkt. Hier überraschen die Ergebnisse durchaus - inwiefern wird nicht verraten, damit die Spannung für den geneigten Leser erhalten bleibt.

Abgeschlossen wird die Dissertation durch Ergebnisse eines virtuellen Experimentes: Mit Hilfe eines Simulationsmodells wird untersucht, welche Lebensstrategien durch unterschiedliche Beweidungsintensitäten gefördert werden. Profitieren niedrigwüchsige Arten ohne vegetative Fortpflanzung und mit geringem Samengewicht von Beweidung oder sind es eher Arten mit anderen Merkmalskombinationen? Wen die Antwort auf diese Frage brennend interessiert, der sollte diesem kurzweiligen Buch etwas mehr Zeit schenken!

Kai Jensen

Bespr.: Tuexenia 26, Göttingen 2006, S. 404 top ↑

Stefanie Kahmens kumulative Dissertation besteht aus sechs Kapiteln (jedes mit Abstract, Introduction, Methods, Results, Discussion) zum Thema Magerrasen-Pflege und -Sukzession, dazu einem einführenden Kapitel, Zusammenfassung (in deutsch und englisch) und einem (sinnvollerweise nur einem für alle Kapitel!) Quellenverzeichnis. Dissertationen heißen kumulativ, wenn sie aus thematisch verwandten Abschnitten, die auch einzeln für sich als Publikationen stehen könnten, zusammengesetzt sind. Redundante Passagen und Aussagen sind dabei nahezu unvermeidlich. Es ist eben keine Monografie ``aus einem Guss'', sondern ist aus verschiedenen Formen gegossen, und Autoren tendieren verständlicherweise dazu, möglichst viele der Kapitel unabhängig und getrennt in wissenschaftlichen Zeitschriften von Rang noch einmal zu veröffentlichen. Frau Kahmen bildet da keine Ausnahme. Vorteil des arbeitsökonomisch motivierten ``Sammelbandes'': der Leser / die Leserin hat gewissermaßen einen Satz wissenschaftlicher Arbeiten zu einem Thema in gebundener Form; Nachteil: Einführung und Methodenteil sind stets aufs Neue zu formulieren - was nicht ohne ermüdende Wiederholungen abgeht.

Der rote Faden in dieser Arbeit sind funktionelle Merkmale, also biologische Merkmale von Pflanzen, die auf Ökosystemprozesse wie Sukzession oder bestimmte Pflegemaßnahmen reagieren. Anlass der Betrachtung funktioneller Merkmale ist der Wunsch, von einzelnen Arten zu abstrahieren, etwa um Einblicke in die Folgen von Pflegemaßnahmen auf verschiedene Standorte oder Regionen übertragen zu können - also aus dem gleichen Motiv der Abstraktion, mit dem auf induktive Weise Pflanzengesellschaften und ihre Eigenschaften ermittelt werden. Vier der sechs Kapitel fußen auf Vegetationsdaten aus K. F. Schreibers seit 1975 untersuchten ``Bracheversuchen Baden-Württembergs''. Stefanie Kahmen hat diese singulären Daten, deren statistische Auswertbarkeit indes begrenzt ist, mit kritischem Sachverstand analysiert. Sie fand Trends im sukzessionsbedingten Artenwandel (Kap. 2), unterschiedliche Ähnlichkeiten in der Zusammensetzung der Arten und funktionellen Merkmale nach 25 Jahren verschiedener Pflegevarianten (Mähen und Mulchen sind in ihren Auswirkungen der Schafbeweidung ähnlicher als Brennen und Brache) (Kap. 3 und 4). Kapitel 5 ist methodologisch ausgerichtet, vergleicht ein univariates und ein multivariates Verfahren. In weiteren Abschnitten werden Keimversuche unternommen, um den Einfluss biologischer Merkmale auf die Vegetationsdynamik zu prüfen. Ebenfalls experimentell, doch virtuell, ist der Ansatz im letzten Kapitel, wobei mittels eines Simulationsmodells die Relevanz einzelner Merkmale entlang eines Beweidungsgradienten getestet wird.

Funktionelle Merkmale sind unzweifelhaft von heuristischem Wert für den Vegetationsökologen, doch für den Praktiker in Naturschutz und Landschaftspflege hält sich die Verwertbarkeit in Grenzen. Hätten die Aussagen für diesen Adressatenkreis vielleicht besser aufbereitet werden können? Schließlich wendet sich die Arbeit auch und explizit an diese Gruppe, will Empfehlungen für Pflegemaßnahmen geben und die Kosten dafür gering halten. - Man kann wesentliche Teile aus den ersten Kapiteln von Kahmens englischsprachigem Dissertationes-Band mittlerweile auch in einem Zeitschriftenartikel (JVS) finden. Kapitelbezogene Hinweise auf Artikel in press oder submitted werden aber nicht gegeben. Übrigens - es ist ja nichts Neues, darf aber an dieser Stelle wiederholt werden: Dissertationes Botanicae ist selbst bei einfacher S/W-Aufmachung nicht preiswert (30 €).

E. Bergmeier

Tuexenia 26, Göttingen 2006, S. 404

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Chapter 1
General Introduction
Chapter 2
Plant functional trait responses to grassland succession over 25 years
Chapter 3
Conservation management of calcareous grasslands. Changes in plant species
composition and response of plant functional traits during 25 years
Chapter 4
Effects of grassland management on plant functional trait composition
Chapter 5
Comparison of univariate and multivariate analysis of plant trait responses
to management treatments
Chapter 6
Does germination success differ with respect to seed mass and germination
season? Experimental testing of plant functional trait responses to management
Chapter 7
Evaluation of plant trait responses to different grazing intensities using
a mechanistic, spatially explicit simulation model
Summary
Zusammenfassung
References
Appendix
Dank