Gegenstand der Arbeit ist die ökologische Bedeutung des Bohreffektes
hygroskopisch beweglicher Ausbreitungseinheiten (Diasporen) von
Phanerophyten unter Berücksichtigung der pflanzensoziologischen
Stellung der Sippen. Die Erstellung von Ausbreitungsspektren erlaubt
die Beurteilung der Bedeutung des Ausbreitungsmechanismus in
Pflanzengemeinschaften. Der Mengenanteil von Arten mit hygroskopischen
Diasporen in den untersuchten Pflanzengesellschaften ist sehr
begrenzt. Es handelt sich um wenige Arten, die aber an den Standorten
oft dominierend sind: Pulsatilla vulgaris in einem
Halbtrockenrasen (Mesobrometum) oder Trockenrasen (Xerobrometum),
Stipa capillata in (sub) kontinentalen Steppenrasen
(Allio—Stipetum capillatae) und Erodium Cicutarium in ruderal
beeinflußten Pioniergesellschaften.
Zur Erforschung der Effizienz des Bohreffektes werden neuartige
freilandökologische Methoden vorgestellt. Durch die farbliche
Markierung der Diasporen konnte der Ausbreitungsvorgang von der
Mutterpflanze bis zum Erreichen der für die Keimung und Etablierung
geeigneten Mikrostandorte ("microsites") am Boden verfolgt
werden. Mit Hilfe eines geeigneten Systems von Kategorien konnte die
Dynamik des Bohr- und Einsteckvorganges erfaßt und quantitativ
ausgewertet werden. Erstmalig wurden detaillierte
Ausbreitungsdistanzen ermittelt und statistisch ausgewertet.
Subject of this study is the ecological significance of the
self-burial effifiiency of hygroscopically moving dispersal units
(diaspores) of phanerophytes together with the assessment of the
phytosociological position of the taxa. The construction of dispersal
spectra would allow the calculation of the significance of this
dispersal mechanism in plant communities. Quantitatively, the
proportion of species with hygroscopic moving diaspores in the plant
communities investigated is rather restricted. There are only a few
species but often dominated at the study sites: Pulsatilla
vulgaris in a mesophilic (Mesobrometum) or xerophilic grassland
(Xerobrometum), Stipa capillata in a (sub) continental
grassland (Allio-Stipetum capillatae) and Erodium cicutarium in
open pioneer communities.
To investigate the efficiency of the self burial behaviour, new types
of field-ecological methods were presented. By labelling of the
diaspores with commercial paint the course of dispersal events from
the mother plants up to the achievement of suitable "microsites" for
germination and establishment could be pursued. With the aid of a
suitable system of categories the dynamics of the lodging or drilling
effect respctively could be ascertained and evaluated
quantitatively. For the first time detailed dispersal distances were
measured and analvsed bv statistical means.
1. Einleitung 1
1.1 Problemstellung 1
1.2 Bewegungsmechanismen hygroskopisch beweglicher Diasporen 2
1.2.1 Bohr- und Kriechfrüchte 4
1.2.2 Hüpfende Diasporen 4
2. Einführung in die benutzte Terminologie 6
2.1 Terminologie der Diasporen 6
2.2 Ausbreitungsbiologische Charakterisierung der untersuchten Arten 6
3. Übersicht der freilandökologischen Untersuchungsmethoden 9
3.1 Pflanzensoziologische Vegetationsaufnahmen 9
3.2 Lebensformenspektren und Ausbreitungstypen 9
3.3 Quantitative Analysen an Diasporen 10
3.4 Methodenkritik 11
3.5 Mikroklimatische Messungen 12
4. Die Untersuchungsstandorte: Lage, Geologie, Klima und Böden 14
4.1 Frauenborn/Unteres Werraland 14
4.2 Mönchsdeggingen im Nördlinger Ries 14
4.3 Strangenberg bei Westhalten/Oberelsaß 16
4.4 Aulheimer Grund bei Flonheim/Rheinhessen 17
4.5 Gräfenhausener Düne "Rothöhl"/Hessische Rheinebene 19
4.6 Berlin, Innenstadt 19
5. Ökologische Charakterisierung der Standorte 20
5.1 Pflanzensoziologie 20
5.1.1 Pulsatilla vulgaris 20
5.1.2 Stita capillata 21
5.1.3 Erodium cicutarium 21
5.2 Lebensformenspektren 23
5.3 Ausbreitungsbiologische Spektren 24
5.3.1 Einteilung der Diasporen in ein System der Ausbreitungstypen 24
5.3.2 Ergebnisse und Diskussion 26
6. Freilandökologische Untersuchungen an Diasporen 32
6.1 Pulsatilla Talgaris 32
6.1.1 Einführung 32
6.1.2 Ergebnisse und Diskussion 32
A. Untersuchungen zum Ausbreitungsmodus der Diasporen 32
A.1 Qualitative Beobachtungen 32
A.2 Quantitative Beobachtungen 34
B. Position ausgebreiteter Diasporen 36
C. Untersuchungen zur Ausbreitungsdistanz 43
6.1.3 Mikroklimatische Messungen und Hydroskopische Bewegungen 52
6.2 Stipa capillata 57
6.2.1 Einführung 57
6.2.2 Untersuchungsmethoden 57
6.2.3 Ergebnisse und Diskussion 57
A. Untersuchungen zum Ausbreitungsmodus der Diasporen 57
A.1 Qualitative Beobachtungen 57
A.2 Quantitative Beobachtungen 61
B. Position ausgebreiteter Diasporen 67
C. Untersuchungen zur Ausbreitungsdistanz 76
6.2.4 Mikroklimatische Messungen und hygroskopische Bewegungen 80
6.3 Erodium cicutarium 84
6.3.1 Einführung 84
6.3.2 Untersuchungsmethoden 84
6.3.3 Ergebnisse und Diskussion 84
A. Untersuchungen zum Ausbreitungsmodus der Diasporen 84
A.1 Qualitative Beobachtungen 84
A.2 Quantitative Beobachtungen 88
A.2.1 Untersuchungen der markierten Individuen 88
A.2.2 Untersuchungen der Gesamtheit der Population 98
A.2.3 Ausbreitungszustand der Diasporen 102
B. Position ausgebreiteter Diasporen 104
C. Untersuchungen zur Ausbreitungsdistanz 105
6.3.4 Mikroklimatische Messungen und hygroskopische Bewegungen 106
7. Gewächshausversuche 112
7.1 Einführung 112
7.2 Material und Methoden 112
7.2.1 Allgemeine Methoden 112
7.2.2 Methoden der verschiedenen Versuchsansätze 114
7.2.2.1 Substratabhängigkeit der Effizienz des Bohreffektes (Versuch 1) 114
7.2.2.2 Einfluß der Orientierung und Position der Diasporen auf die
Rate der Wasseraufnahme (Versuch 2) 115
7.2.2.3 Einfluß der Orientierung und Position der Diasporen auf Keimung
und Etablierung (Versuch 3)116
7.2.2.4 Distanz der zurückgelegten Wegstrecke der Diasporen durch
die hygroskopischen Bewegungen (Versuch 4) 116
7.3 Ergebnisse und Diskussion 117
7.3.1 Substratabhängigkeit der Effizienz des Bohreffektes 117
7.3.2 Einfluß der Orientierung und Position der Diasporen auf die
Rate der Wasseraufnahme 126
7.3.3 Einfluß der Orientierung und
Position der Diasporen auf Keimung und Etablierung 131
7.3.4 Distanz der zurückgelegten Wegstrecke der Diasporen durch die
hygroskopischen Bewegungen 135
8. Zusammenfassende und vergleichende Diskussion 141
8.1 Ausbreitungsbiologische Charakterisierung und Distanzen 141
8.2 Ökologische Bedeutung des Bohreffektes 142
8.3 Wasseraufnahme, Keimung und Etablierung 145
8.4 Ausbreitungsdistanzen durch Kriech- und Hüpfbewegungen 146
9. Zusammenfassung 147
10. Summary 149
11. Literatur 151
12. Anhang 156
