Dissertationen
https://kobra.uni-kassel.de:443/handle/123456789/2007092719259
2024-03-19T11:20:35ZResponses of Arnica montana L. and montane Nardus grasslands to climate change in Central German Uplands
https://kobra.uni-kassel.de:443/handle/123456789/13878
Species-rich montane Nardus grasslands and their characteristic and highly valued plant species arnica (Arnica montana L.) are two elements of low-intensively-used, species-rich mountain grassland in Central German Uplands. In times of present and future global change, new stressors, like those related to climate change, will come into action, and are predicted to lead to a further decline of Arnica montana and Nardus grasslands. This is of specific concern in lower mountain ranges, where species and habitats are naturally restricted in their altitudinal distribution and where possible refugee areas at higher elevations are limited. As one significant impact of climate change, drought events of different intensity within the growing period of grasslands in spring and summer are projected to be a major threat for semi-natural mountain grasslands and their already endangered plant species, like Arnica montana, that have a pronounced montane distribution. Species and, subsequently, the grassland community need to compensate negative impacts of climate change by adapting to the new environment in their current occurrences and by having a high resilience against these impacts, respectively. However, little is known about the functional trait responses and possible adaptations of the threatened mountain grassland plant species Arnica montana with regard to their intraspecific variability and about the community responses of Nardus grasslands to climate-change-related droughts. In this cumulative PhD thesis present, responses and the adaptability (adaptive plasticity) of Arnica montana via plant functional traits and the community level responses and resilience of Nardus grasslands to drought stress related to climate change were investigated.
Chapter 1 investigates changes in the functional trait performance and variability of Arnica montana in its adult life stage, along a climate gradient from lower elevations with higher- to higher elevations with lower summer aridity and in relation to the grassland management. Results showed a strong positive relationship of most functional traits with reduced summer aridity at higher elevations, which indicates a higher trait performance level at montane sites with less summer aridity. The variability of traits decreased steadily with decreasing summer aridity, suggesting less environmental stress for Arnica montana at higher elevations. Management factors, however, had only a small influence on both performance and variability of Arnica’s functional traits. In Chapter 2 I evaluated in a greenhouse experiment the impact of drought-induced stress on Arnica montana seedlings in their early life stage establishment phase. Together with survival, as a closely linked measure for fitness of an individual, above- and below-ground functional traits were identified that, on the one hand, are related to the species’ fitness decline and, on the other hand, may act as early-warning indicators for reduced fitness. Seedlings showed a high resistance to moderate drought, and senescence was higher and consecutive survival declined only under strong and extreme drought conditions. Based on the trait-survival relationships identified, declines in leaf length, leaf width, and leaf number were identified as sensitive response-indicator traits that indicated a fitness decline prior to a substantial increase in mortality. Chapter 3 studies the effects of extreme droughts on the community composition, diversity, Ellenberg indicator scores, and diagnostic species groups in species-rich Nardus grasslands, and investigates the associated mechanisms of vegetation change. Drought effects were investigated in three consecutive years by a rainout shelter experiment with different levels of rainfall reduction. Nardus grasslands responded with significant changes in species abundance and community structures, which also triggered changes in Ellenberg indicator scores and several species groups. Changes were largely driven by the high ambient drought level but occurred with a considerable time lag.
Taken together, the findings of this thesis enhance our knowledge about the responses of Arnica montana and montane Nardus grasslands, as a representative mountain grassland type, to climate change, and about their relationship to management strategies. Specifically, Arnica montana has the potential to adapt to altered environmental condition in the short term via changes in plant functional traits, but these changes constitute, at the same time, a lower performance level of fitness-related traits, which can lead to a long-term decline in fitness at the individual and population level. The findings at the community level of Nardus grasslands, moreover, indicate a certain resilience of the community to climate-change-related droughts. Overall, the insights gained from the studies can contribute to the development of climate-change-adapted conservation concepts, and can inform habitat- and species-management measures.; „Artenreiche montane Borstgrasrasen“ und ihre charakteristische Pflanzenart Arnika (Arnica montana L.) sind zwei naturschutzfachlich wertvolle Elemente des extensiv genutzten, artenreichen Berggrünlands in deutschen Mittelgebirgsregionen. Im Zuge des Klimawandels besteht in diesen Regionen für den Lebensraum und die Art jedoch kaum Ausweichpotenzial in höhere Lagen, weshalb negative Klimawandelauswirkungen (u. a. durch Hitze- und Trockenereignisse im Frühjahr und Sommer) möglichst durch Anpassungen am aktuellen Standort bzw. eine hohe Resilienz des Ökosystems kompensiert werden müssten. Inwieweit sich jedoch Pflanzenarten des Berggrünlands im Rahmen ihrer innerartlichen Diversität – im Sinne einer adaptiven Plastizität und Variabilität – und die Grünlandvegetation als Gesamtheit an solche Veränderungen anpassen können, ist weitgehend ungeklärt. In der vorliegenden kumulativen Dissertation wurden zum einen Reaktionen und Anpassungspotenziale von Arnika mittels sensitiv reagierender Funktionsmerkmale (plant functional traits) an Auswirkungen des Klimawandels und zum anderen die Einflüsse von Klimawandel-induzierter Trockenheit auf die Pflanzengesellschaft der Borstgrasrasen untersucht.
In Kapitel 1 werden Ergebnisse zu der Frage dargestellt, ob und in welchem Maße Arnika entlang eines rezenten Klimagradienten der Sommeraridität – ausgehend von Populationen der Tieflagen mit hoher bis in die der Hochlagen mit geringer Sommeraridität – Performanz- und Variabilitätsveränderungen von fitnessrelevanten Funktionsmerkmalen zeigt und ob diese Reaktionen auch durch das Managementregime beeinflusst werden. Es zeigte sich, dass adulte Individuen von Arnika das Potenzial zur plastischen Veränderung vieler fitnessrelevanter Funktionsmerkmale besitzen und sich diese Veränderungen weitestgehend auf die Veränderung der Sommeraridität zurückführen lassen. Einen deutlich untergeordneten Einfluss auf die veränderte Performanz und Variabilität der untersuchten Funktionsmerkmale besitzen das Managementregime sowie ergänzend getestete Vegetations- und Bodenparameter. Kapitel 2 beleuchtet die Einflüsse von Trockenstress auf den Wuchs und das Überleben von Arnika-Keimlingen im Zeitraum der kritischen Phase der Jungpflanzenetablierungs, um im gleichen Zuge potenziell geeignete Funktionsmerkmale als Frühwarnindikatoren für den Fitnessverlust der Art zu identifizieren. Arnika-Keimlinge reagierten in den meisten Funktionsmerkmalen mit einem deutlichen Performanzverlust gegenüber erhöhter Trockenheit. Auch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Keimlinge und Anzeichen von Seneszenz wurden signifikant durch das Trockenheitsniveau beeinflusst. Auf Grundlage der identifizierten Reaktionen, war es möglich besonders sensitiv reagierende Funktionsmerkmale (u.a. eine geringe Blattlänge und -breite sowie eine reduzierte Blattanzahl) als Frühwarnindikatoren für den Performanzverlust von Arnika zu bestimmen. In Kapitel 3 werden die Effekte von extremer Trockenheit auf die Diversität und Artenzusammensetzung artenreicher Borstgrasrasen untersucht. Die Ergebnisse des Freilandexperiments zeigten, dass sich in Folge der zum Teil extremen Trockenheit signifikante Veränderungen in der Abundanz von Arten und Vegetationsstrukturen ergeben. Diese Veränderungen wurden dabei maßgeblich durch das hohe natürliche Trockenheitsniveau im Experimentzeitraum als durch die zusätzliche experimentelle Niederschlagsreduktion ausgelöst und traten erst zeitlich verzögert in den Folgejahren nach den Trockenheitsphasen auf.
Die Eegebnisse zeigen, dass Auswirkungen der untersuchten Klimawandelfaktoren signifikante Reaktionen von Arnika und des Ökosystems Borstgrasrasen auslösen. Arnika besitzt demnach sowohl als Keimling als auch als adulte Pflanze das Potenzial, sich mittels adaptiver Veränderungen fitness-relevanter Funktionsmerkmale an durch den Klimawandel veränderte Umweltbedingungen anzupassen und so für sie nachteilige Wuchsbedingungen zu kompensieren. Jedoch bedeuten diese Reaktionen einen Performanzrückgang, der sich langfristig nachteilig auf die Fitness der Individuen und darauf aufbauend ihrer Populationen auswirken kann. Die festgestellte Kurzzeit-Resilienz von Borstgrasrasen korrespondiert zum einen mit ihrer gleichlautenden gutachterlich eingeschätzten Klimawandelsensitivität und sollte zum anderen nicht zu einem beschleunigten Rückgang dieses Berggrünlandtyps in den nächsten Jahren führen. Es wäre somit Aufgabe des Naturschutzes und der Landschaftspflege, diesen festgestellten Veränderungen und Beeinträchtigungen prospektiv durch geeignete, die Effekte und Auswirkungen des Klimawandels beachtende Maßnahmen entgegenzuwirken. Insgesamt können die Erkenntnisse aus dieser Arbeit dazu beitragen, geeignete Konzepte und Maßnahmen zu entwickeln, um auch unter zukünftigen Bedingungen des Klimawandels Arnika und Borstgrasrasen zu erhalten.
2022-02-01T00:00:00ZStanik, NilsSpecies-rich montane Nardus grasslands and their characteristic and highly valued plant species arnica (Arnica montana L.) are two elements of low-intensively-used, species-rich mountain grassland in Central German Uplands. In times of present and future global change, new stressors, like those related to climate change, will come into action, and are predicted to lead to a further decline of Arnica montana and Nardus grasslands. This is of specific concern in lower mountain ranges, where species and habitats are naturally restricted in their altitudinal distribution and where possible refugee areas at higher elevations are limited. As one significant impact of climate change, drought events of different intensity within the growing period of grasslands in spring and summer are projected to be a major threat for semi-natural mountain grasslands and their already endangered plant species, like Arnica montana, that have a pronounced montane distribution. Species and, subsequently, the grassland community need to compensate negative impacts of climate change by adapting to the new environment in their current occurrences and by having a high resilience against these impacts, respectively. However, little is known about the functional trait responses and possible adaptations of the threatened mountain grassland plant species Arnica montana with regard to their intraspecific variability and about the community responses of Nardus grasslands to climate-change-related droughts. In this cumulative PhD thesis present, responses and the adaptability (adaptive plasticity) of Arnica montana via plant functional traits and the community level responses and resilience of Nardus grasslands to drought stress related to climate change were investigated.
Chapter 1 investigates changes in the functional trait performance and variability of Arnica montana in its adult life stage, along a climate gradient from lower elevations with higher- to higher elevations with lower summer aridity and in relation to the grassland management. Results showed a strong positive relationship of most functional traits with reduced summer aridity at higher elevations, which indicates a higher trait performance level at montane sites with less summer aridity. The variability of traits decreased steadily with decreasing summer aridity, suggesting less environmental stress for Arnica montana at higher elevations. Management factors, however, had only a small influence on both performance and variability of Arnica’s functional traits. In Chapter 2 I evaluated in a greenhouse experiment the impact of drought-induced stress on Arnica montana seedlings in their early life stage establishment phase. Together with survival, as a closely linked measure for fitness of an individual, above- and below-ground functional traits were identified that, on the one hand, are related to the species’ fitness decline and, on the other hand, may act as early-warning indicators for reduced fitness. Seedlings showed a high resistance to moderate drought, and senescence was higher and consecutive survival declined only under strong and extreme drought conditions. Based on the trait-survival relationships identified, declines in leaf length, leaf width, and leaf number were identified as sensitive response-indicator traits that indicated a fitness decline prior to a substantial increase in mortality. Chapter 3 studies the effects of extreme droughts on the community composition, diversity, Ellenberg indicator scores, and diagnostic species groups in species-rich Nardus grasslands, and investigates the associated mechanisms of vegetation change. Drought effects were investigated in three consecutive years by a rainout shelter experiment with different levels of rainfall reduction. Nardus grasslands responded with significant changes in species abundance and community structures, which also triggered changes in Ellenberg indicator scores and several species groups. Changes were largely driven by the high ambient drought level but occurred with a considerable time lag.
Taken together, the findings of this thesis enhance our knowledge about the responses of Arnica montana and montane Nardus grasslands, as a representative mountain grassland type, to climate change, and about their relationship to management strategies. Specifically, Arnica montana has the potential to adapt to altered environmental condition in the short term via changes in plant functional traits, but these changes constitute, at the same time, a lower performance level of fitness-related traits, which can lead to a long-term decline in fitness at the individual and population level. The findings at the community level of Nardus grasslands, moreover, indicate a certain resilience of the community to climate-change-related droughts. Overall, the insights gained from the studies can contribute to the development of climate-change-adapted conservation concepts, and can inform habitat- and species-management measures.
„Artenreiche montane Borstgrasrasen“ und ihre charakteristische Pflanzenart Arnika (Arnica montana L.) sind zwei naturschutzfachlich wertvolle Elemente des extensiv genutzten, artenreichen Berggrünlands in deutschen Mittelgebirgsregionen. Im Zuge des Klimawandels besteht in diesen Regionen für den Lebensraum und die Art jedoch kaum Ausweichpotenzial in höhere Lagen, weshalb negative Klimawandelauswirkungen (u. a. durch Hitze- und Trockenereignisse im Frühjahr und Sommer) möglichst durch Anpassungen am aktuellen Standort bzw. eine hohe Resilienz des Ökosystems kompensiert werden müssten. Inwieweit sich jedoch Pflanzenarten des Berggrünlands im Rahmen ihrer innerartlichen Diversität – im Sinne einer adaptiven Plastizität und Variabilität – und die Grünlandvegetation als Gesamtheit an solche Veränderungen anpassen können, ist weitgehend ungeklärt. In der vorliegenden kumulativen Dissertation wurden zum einen Reaktionen und Anpassungspotenziale von Arnika mittels sensitiv reagierender Funktionsmerkmale (plant functional traits) an Auswirkungen des Klimawandels und zum anderen die Einflüsse von Klimawandel-induzierter Trockenheit auf die Pflanzengesellschaft der Borstgrasrasen untersucht.
In Kapitel 1 werden Ergebnisse zu der Frage dargestellt, ob und in welchem Maße Arnika entlang eines rezenten Klimagradienten der Sommeraridität – ausgehend von Populationen der Tieflagen mit hoher bis in die der Hochlagen mit geringer Sommeraridität – Performanz- und Variabilitätsveränderungen von fitnessrelevanten Funktionsmerkmalen zeigt und ob diese Reaktionen auch durch das Managementregime beeinflusst werden. Es zeigte sich, dass adulte Individuen von Arnika das Potenzial zur plastischen Veränderung vieler fitnessrelevanter Funktionsmerkmale besitzen und sich diese Veränderungen weitestgehend auf die Veränderung der Sommeraridität zurückführen lassen. Einen deutlich untergeordneten Einfluss auf die veränderte Performanz und Variabilität der untersuchten Funktionsmerkmale besitzen das Managementregime sowie ergänzend getestete Vegetations- und Bodenparameter. Kapitel 2 beleuchtet die Einflüsse von Trockenstress auf den Wuchs und das Überleben von Arnika-Keimlingen im Zeitraum der kritischen Phase der Jungpflanzenetablierungs, um im gleichen Zuge potenziell geeignete Funktionsmerkmale als Frühwarnindikatoren für den Fitnessverlust der Art zu identifizieren. Arnika-Keimlinge reagierten in den meisten Funktionsmerkmalen mit einem deutlichen Performanzverlust gegenüber erhöhter Trockenheit. Auch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Keimlinge und Anzeichen von Seneszenz wurden signifikant durch das Trockenheitsniveau beeinflusst. Auf Grundlage der identifizierten Reaktionen, war es möglich besonders sensitiv reagierende Funktionsmerkmale (u.a. eine geringe Blattlänge und -breite sowie eine reduzierte Blattanzahl) als Frühwarnindikatoren für den Performanzverlust von Arnika zu bestimmen. In Kapitel 3 werden die Effekte von extremer Trockenheit auf die Diversität und Artenzusammensetzung artenreicher Borstgrasrasen untersucht. Die Ergebnisse des Freilandexperiments zeigten, dass sich in Folge der zum Teil extremen Trockenheit signifikante Veränderungen in der Abundanz von Arten und Vegetationsstrukturen ergeben. Diese Veränderungen wurden dabei maßgeblich durch das hohe natürliche Trockenheitsniveau im Experimentzeitraum als durch die zusätzliche experimentelle Niederschlagsreduktion ausgelöst und traten erst zeitlich verzögert in den Folgejahren nach den Trockenheitsphasen auf.
Die Eegebnisse zeigen, dass Auswirkungen der untersuchten Klimawandelfaktoren signifikante Reaktionen von Arnika und des Ökosystems Borstgrasrasen auslösen. Arnika besitzt demnach sowohl als Keimling als auch als adulte Pflanze das Potenzial, sich mittels adaptiver Veränderungen fitness-relevanter Funktionsmerkmale an durch den Klimawandel veränderte Umweltbedingungen anzupassen und so für sie nachteilige Wuchsbedingungen zu kompensieren. Jedoch bedeuten diese Reaktionen einen Performanzrückgang, der sich langfristig nachteilig auf die Fitness der Individuen und darauf aufbauend ihrer Populationen auswirken kann. Die festgestellte Kurzzeit-Resilienz von Borstgrasrasen korrespondiert zum einen mit ihrer gleichlautenden gutachterlich eingeschätzten Klimawandelsensitivität und sollte zum anderen nicht zu einem beschleunigten Rückgang dieses Berggrünlandtyps in den nächsten Jahren führen. Es wäre somit Aufgabe des Naturschutzes und der Landschaftspflege, diesen festgestellten Veränderungen und Beeinträchtigungen prospektiv durch geeignete, die Effekte und Auswirkungen des Klimawandels beachtende Maßnahmen entgegenzuwirken. Insgesamt können die Erkenntnisse aus dieser Arbeit dazu beitragen, geeignete Konzepte und Maßnahmen zu entwickeln, um auch unter zukünftigen Bedingungen des Klimawandels Arnika und Borstgrasrasen zu erhalten.Wie wird die „Wilde Weide“ nicht zum Wald?
https://kobra.uni-kassel.de:443/handle/123456789/12778
Das Ziel dieser Dissertation war es, die Auswirkungen einer Beweidung mit Rindern und Pferden auf initiale Sukzessionsprozesse in einem Heidegebiet zu untersuchen. Der Arbeit liegen folgende übergeordnete Fragestellungen zugrunde: 1. Wie wirkt sich die Beweidung auf die Etablierung von typischen Baumarten einer Heidelandschaft aus? 2. Welche Rolle spielt die Intensität der Beweidung dabei? 3. Inwiefern wird die Etablierung der Bäume durch die zunehmende Niederschlagsreduktion im Zuge des Klimawandels beeinflusst? 4. Wie effizient ist das Nachpflegemanagement an wiederaustreibenden Bäumen?
Die Untersuchungen fanden größtenteils auf der DBU-Naturerbefläche Oranienbaumer Heide, einem in Sachsen-Anhalt gelegenen ehemaligen Truppenübungsplatz, statt. Dort wurde seit 2008 auf ca. 800 ha eine extensive Ganzjahresweide mit Heckrindern und Konikpferden eingerichtet, um die naturschutzfachlich bedeutsamen Mosaike aus Heiden, Sandrasen und Birken-Kiefernwäldern zu erhalten. Die dort vorherrschenden Pionierbaumarten Sandbirke, Waldkiefer und Zitterpappel beeinflussen maßgeblich die strukturelle Entwicklung des Gebietes. Daher ist es entscheidend die Sukzessionsprozesse und den Einfluss der Beweidung auf diese Prozesse einschätzen zu können, um die gebietsbezogenen Entwicklungsziele zu erreichen.
Auf Übersichts- und Dauerbeobachtungsflächen wurde für drei verschiedene Lebensräume (Heide, Sandrasen und Pionierwald) untersucht, wie sich Verbiss und Tritt auf die Etablierung junger Bäume auswirken. In einem Freilandexperiment wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Beweidungsintensitäten auf das Überleben und Wachstum von Birken- und Kiefernkeimlingen getestet. Als zusätzlicher Faktor wurde in einem Gewächshausexperiment der Effekt verschiedenere Niederschlagsvarianten auf junge Birken und Kiefern untersucht. Bezüglich des Pflegemanagements in der Oranienbaumer Heide, wurde bei gefällten Sandbirken das Regenerationsvermögen infolge einer unterschiedlichen Nachpflege erfasst, um die Effizienz der Nachpflege zu prüfen und Verbesserungsvorschläge herauszuarbeiten.
Die Untersuchungen auf den Übersichtsflächen ergaben, dass die Zitterpappel das größte Potential aufweist, die progressive Sukzession in der Oranienbaumer Heide voranzutreiben. Die Sandbirke trägt eher in den etwas feuchteren Bereichen der Basenreichen Sandrasen zur Verbuschung bei, wohingegen die Waldkiefer sich gut auf den trockenen Heideflächen etablieren kann. Auf den Dauerbeobachtungsflächen zeigte sich, dass der Verbiss durch die Weidetiere auf Sandbirke und Waldkiefer nur einen geringen Einfluss hat. Die Zitterpappel wurde dagegen so stark durch die Weidetiere verbissen, dass ihr Wachstum größtenteils stark eingeschränkt war.
Im Freilandexperiment kam es durch die Sommertrockenheit zu einer starken Beeinträchtigung der Baumkeimlinge. Trotzdem ergaben die Untersuchungen, dass die Größe der durch Beweidung entstehenden Offenbodenstellen die Keimung und anfängliche Etablierung von Birke und Kiefer stark beeinflusst. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die aktuelle extensive Beweidung das Überleben und die anfängliche Etablierung der Birke und Kiefer eher begünstigt als Brache oder eine sehr intensive Beweidung, die größere Offenbodenstellung und mehr Störung verursacht. Die Gewächshausexperimente zeigten, dass die Sandbirke in ihrer anfänglichen Etablierungsphase empfindlicher auf eine Reduktion der Sommerniederschläge reagiert als die Waldkiefer und dass sich Verbiss eher positiv auf die Trockenheitsresistenz der Birken auswirkt.
Die Untersuchungen zum Regenerationsvermögen der gefällten Sandbirken zeigten, dass die Stärke des Wiederaustriebs maßgeblich vom Zeitpunkt der Nachpflege abhängt. Wurden die Stockausschläge nicht bereits in der ersten Vegetationsperiode nach dem Fällen abgeschnitten, so zeigten die Birken auch nach bis zu acht Jahren kontinuierlicher Nachpflege noch einen deutlichen Wiederaustrieb.
Aufgrund der geringen Schmackhaftigkeit der Sandbirke und Waldkiefer, der Schaffung von günstigen Keim-bedingungen durch von den Weidetieren erzeugte Offenbodenstellen und der zu Anfang der Beweidung bereits weit vorangeschrittenen Gehölzsukzession in der Oranienbaumer Heide kann also davon ausgegangen werden, dass die derzeitige Beweidung nicht ausreicht, um die progressive Sukzession zu verhindern. Ganz ohne ergänzende Pflegemaßnahmen würde sich diese „Wilde Weide“ also langfristig zu einem Wald entwickeln. Allerdings werden die Sukzessionsprozesse durch die zunehmende Trockenheit voraussichtlich langsamer ablaufen. Durch ein geschicktes Weide- und in der Intensität nach und nach abnehmendes Entbuschungsmanagement, wie es in der Oranienbaumer Heide bereits erfolgreich praktiziert wird, kann solch ein Gebiet mit seinem hohen naturschutzfachlichen Wert jedoch durchaus langfristig erhalten werden.; The aim of this thesis was to investigate the effects of cattle and horse grazing on initial succession processes in a heathland area. The thesis is based on the following main questions: 1. How does grazing influence the establishment of typical tree species of a heathland area? 2. What role does grazing intensity play in this context? 3. To what extent does reduction of precipitation in the course of climate change influence the establishment of the trees? 4. How efficient are the currently applied cutting measures to reduce re-sprouting of trees?
The investigations were mainly conducted in the DBU nature heritage area Oranienbaumer Heide, a former military training area in Lower Saxony in the eastern part of Germany. Since 2008 an extensive year-round pasture with Heck cattle and Konik horses was established on about 800 ha of the Oranienbaumer Heide to preserve the mosaics of heathlands, sandy grasslands and birch-pine-forests which are of high value for nature conservation. The predominant pioneer tree species silver birch, Scots pine and aspen substantially influence the structural development of the area. Therefore, it is crucial to understand the succession processes and the effects of grazing on these processes in order to reach the site-specific development goals.
On overview and permanent plots in the dominant habitat types of the Oranienbaumer Heide (heathland, basophilic sandy grassland, birch forest) it was investigated how browsing and trampling influence the establishment of young trees. In a field experiment the effects of different grazing intensities on survival and growth of birch and pine seedlings were tested. Additionally, in a greenhouse experiment different precipitation treatments in combination with browsing were simulated in order to investigate their effects on survival and growth of young birches and pines. Regarding the shrub clearance management in the Oranienbaumer Heide, the regrowth potential of felled birches was monitored for different stumpshoot removal measures in order to check their efficiency and to give suggestions for improvement.
The investigations on the overview plots showed that aspen exhibits the largest potential to promote progressive succession in the Oranienbaumer Heide. Silver birch mainly contributes to shrub encroachment in the moister areas of the basophilic sandy grasslands, while Scots pine can easily establish on dry heathland areas. On the permanent plots it could be demonstrated that browsing by cattle and horses only has a minor influence on birch and pine. In contrast to this, aspen was strongly browsed, which impeded its growth in most of the plots. All tree species were more strongly browsed on basophilic sandy grasslands than on heathland or in birch forests.
In the field experiment summer drought strongly affected survival of the tree seedlings. Nevertheless, the results of the experiment demonstrated that the size of bare soil sites caused by grazing strongly influence germination and initial establishment of birch and pine. The results suggest that the current form of extensive grazing rather enhances survival and establishment of birch and pine as opposed to abandoning grazing or intensive grazing, which causes large bare soil sites and more damage of the seedlings. The results of the greenhouse experiment showed that silver birch is more susceptible to reduction of precipitation in its initial establishment phase than Scots pine and that moderate browsing has a rather positive influence on drought resistance of young birches.
The investigations on the regrowth potential of felled birches clearly showed that the time of cutting the stumpshoots is crucial for the strength of the shoot regrowth. If stumpshoots were not cut in the first vegetation period after felling, birches exhibited a considerable regrowth of stumpshoots even after eight years of continuous management. In contrast to this, the method of cutting (brush cutter / mulcher) did not result in significant differences concerning the regrowth of stumpshoots.
Due to the poor palatability of birch and pine, the creation of suitable germination sites by causing bare soil sites through grazing animals and the relatively far advanced encroachment in the Oranienbaumer Heide at the beginning of the grazing, it can be assumed that the current grazing intensity is not sufficient to impede progressive succession. Thus, without supplementary shrub cutting measures the Oranienbaumer Heide is likely to turn into a forest on the long run. However, succession processes will presumably be slowed down by the increasing drought in spring and summer. By applying a clever grazing management which is complemented by carefully adapted cutting measures, as it is practiced successfully in the Oranienbaumer Heide, it is indeed possible to preserve such an area with its high value for nature conservation.
2020-01-01T00:00:00ZHopf, AnneDas Ziel dieser Dissertation war es, die Auswirkungen einer Beweidung mit Rindern und Pferden auf initiale Sukzessionsprozesse in einem Heidegebiet zu untersuchen. Der Arbeit liegen folgende übergeordnete Fragestellungen zugrunde: 1. Wie wirkt sich die Beweidung auf die Etablierung von typischen Baumarten einer Heidelandschaft aus? 2. Welche Rolle spielt die Intensität der Beweidung dabei? 3. Inwiefern wird die Etablierung der Bäume durch die zunehmende Niederschlagsreduktion im Zuge des Klimawandels beeinflusst? 4. Wie effizient ist das Nachpflegemanagement an wiederaustreibenden Bäumen?
Die Untersuchungen fanden größtenteils auf der DBU-Naturerbefläche Oranienbaumer Heide, einem in Sachsen-Anhalt gelegenen ehemaligen Truppenübungsplatz, statt. Dort wurde seit 2008 auf ca. 800 ha eine extensive Ganzjahresweide mit Heckrindern und Konikpferden eingerichtet, um die naturschutzfachlich bedeutsamen Mosaike aus Heiden, Sandrasen und Birken-Kiefernwäldern zu erhalten. Die dort vorherrschenden Pionierbaumarten Sandbirke, Waldkiefer und Zitterpappel beeinflussen maßgeblich die strukturelle Entwicklung des Gebietes. Daher ist es entscheidend die Sukzessionsprozesse und den Einfluss der Beweidung auf diese Prozesse einschätzen zu können, um die gebietsbezogenen Entwicklungsziele zu erreichen.
Auf Übersichts- und Dauerbeobachtungsflächen wurde für drei verschiedene Lebensräume (Heide, Sandrasen und Pionierwald) untersucht, wie sich Verbiss und Tritt auf die Etablierung junger Bäume auswirken. In einem Freilandexperiment wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Beweidungsintensitäten auf das Überleben und Wachstum von Birken- und Kiefernkeimlingen getestet. Als zusätzlicher Faktor wurde in einem Gewächshausexperiment der Effekt verschiedenere Niederschlagsvarianten auf junge Birken und Kiefern untersucht. Bezüglich des Pflegemanagements in der Oranienbaumer Heide, wurde bei gefällten Sandbirken das Regenerationsvermögen infolge einer unterschiedlichen Nachpflege erfasst, um die Effizienz der Nachpflege zu prüfen und Verbesserungsvorschläge herauszuarbeiten.
Die Untersuchungen auf den Übersichtsflächen ergaben, dass die Zitterpappel das größte Potential aufweist, die progressive Sukzession in der Oranienbaumer Heide voranzutreiben. Die Sandbirke trägt eher in den etwas feuchteren Bereichen der Basenreichen Sandrasen zur Verbuschung bei, wohingegen die Waldkiefer sich gut auf den trockenen Heideflächen etablieren kann. Auf den Dauerbeobachtungsflächen zeigte sich, dass der Verbiss durch die Weidetiere auf Sandbirke und Waldkiefer nur einen geringen Einfluss hat. Die Zitterpappel wurde dagegen so stark durch die Weidetiere verbissen, dass ihr Wachstum größtenteils stark eingeschränkt war.
Im Freilandexperiment kam es durch die Sommertrockenheit zu einer starken Beeinträchtigung der Baumkeimlinge. Trotzdem ergaben die Untersuchungen, dass die Größe der durch Beweidung entstehenden Offenbodenstellen die Keimung und anfängliche Etablierung von Birke und Kiefer stark beeinflusst. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die aktuelle extensive Beweidung das Überleben und die anfängliche Etablierung der Birke und Kiefer eher begünstigt als Brache oder eine sehr intensive Beweidung, die größere Offenbodenstellung und mehr Störung verursacht. Die Gewächshausexperimente zeigten, dass die Sandbirke in ihrer anfänglichen Etablierungsphase empfindlicher auf eine Reduktion der Sommerniederschläge reagiert als die Waldkiefer und dass sich Verbiss eher positiv auf die Trockenheitsresistenz der Birken auswirkt.
Die Untersuchungen zum Regenerationsvermögen der gefällten Sandbirken zeigten, dass die Stärke des Wiederaustriebs maßgeblich vom Zeitpunkt der Nachpflege abhängt. Wurden die Stockausschläge nicht bereits in der ersten Vegetationsperiode nach dem Fällen abgeschnitten, so zeigten die Birken auch nach bis zu acht Jahren kontinuierlicher Nachpflege noch einen deutlichen Wiederaustrieb.
Aufgrund der geringen Schmackhaftigkeit der Sandbirke und Waldkiefer, der Schaffung von günstigen Keim-bedingungen durch von den Weidetieren erzeugte Offenbodenstellen und der zu Anfang der Beweidung bereits weit vorangeschrittenen Gehölzsukzession in der Oranienbaumer Heide kann also davon ausgegangen werden, dass die derzeitige Beweidung nicht ausreicht, um die progressive Sukzession zu verhindern. Ganz ohne ergänzende Pflegemaßnahmen würde sich diese „Wilde Weide“ also langfristig zu einem Wald entwickeln. Allerdings werden die Sukzessionsprozesse durch die zunehmende Trockenheit voraussichtlich langsamer ablaufen. Durch ein geschicktes Weide- und in der Intensität nach und nach abnehmendes Entbuschungsmanagement, wie es in der Oranienbaumer Heide bereits erfolgreich praktiziert wird, kann solch ein Gebiet mit seinem hohen naturschutzfachlichen Wert jedoch durchaus langfristig erhalten werden.
The aim of this thesis was to investigate the effects of cattle and horse grazing on initial succession processes in a heathland area. The thesis is based on the following main questions: 1. How does grazing influence the establishment of typical tree species of a heathland area? 2. What role does grazing intensity play in this context? 3. To what extent does reduction of precipitation in the course of climate change influence the establishment of the trees? 4. How efficient are the currently applied cutting measures to reduce re-sprouting of trees?
The investigations were mainly conducted in the DBU nature heritage area Oranienbaumer Heide, a former military training area in Lower Saxony in the eastern part of Germany. Since 2008 an extensive year-round pasture with Heck cattle and Konik horses was established on about 800 ha of the Oranienbaumer Heide to preserve the mosaics of heathlands, sandy grasslands and birch-pine-forests which are of high value for nature conservation. The predominant pioneer tree species silver birch, Scots pine and aspen substantially influence the structural development of the area. Therefore, it is crucial to understand the succession processes and the effects of grazing on these processes in order to reach the site-specific development goals.
On overview and permanent plots in the dominant habitat types of the Oranienbaumer Heide (heathland, basophilic sandy grassland, birch forest) it was investigated how browsing and trampling influence the establishment of young trees. In a field experiment the effects of different grazing intensities on survival and growth of birch and pine seedlings were tested. Additionally, in a greenhouse experiment different precipitation treatments in combination with browsing were simulated in order to investigate their effects on survival and growth of young birches and pines. Regarding the shrub clearance management in the Oranienbaumer Heide, the regrowth potential of felled birches was monitored for different stumpshoot removal measures in order to check their efficiency and to give suggestions for improvement.
The investigations on the overview plots showed that aspen exhibits the largest potential to promote progressive succession in the Oranienbaumer Heide. Silver birch mainly contributes to shrub encroachment in the moister areas of the basophilic sandy grasslands, while Scots pine can easily establish on dry heathland areas. On the permanent plots it could be demonstrated that browsing by cattle and horses only has a minor influence on birch and pine. In contrast to this, aspen was strongly browsed, which impeded its growth in most of the plots. All tree species were more strongly browsed on basophilic sandy grasslands than on heathland or in birch forests.
In the field experiment summer drought strongly affected survival of the tree seedlings. Nevertheless, the results of the experiment demonstrated that the size of bare soil sites caused by grazing strongly influence germination and initial establishment of birch and pine. The results suggest that the current form of extensive grazing rather enhances survival and establishment of birch and pine as opposed to abandoning grazing or intensive grazing, which causes large bare soil sites and more damage of the seedlings. The results of the greenhouse experiment showed that silver birch is more susceptible to reduction of precipitation in its initial establishment phase than Scots pine and that moderate browsing has a rather positive influence on drought resistance of young birches.
The investigations on the regrowth potential of felled birches clearly showed that the time of cutting the stumpshoots is crucial for the strength of the shoot regrowth. If stumpshoots were not cut in the first vegetation period after felling, birches exhibited a considerable regrowth of stumpshoots even after eight years of continuous management. In contrast to this, the method of cutting (brush cutter / mulcher) did not result in significant differences concerning the regrowth of stumpshoots.
Due to the poor palatability of birch and pine, the creation of suitable germination sites by causing bare soil sites through grazing animals and the relatively far advanced encroachment in the Oranienbaumer Heide at the beginning of the grazing, it can be assumed that the current grazing intensity is not sufficient to impede progressive succession. Thus, without supplementary shrub cutting measures the Oranienbaumer Heide is likely to turn into a forest on the long run. However, succession processes will presumably be slowed down by the increasing drought in spring and summer. By applying a clever grazing management which is complemented by carefully adapted cutting measures, as it is practiced successfully in the Oranienbaumer Heide, it is indeed possible to preserve such an area with its high value for nature conservation.Endozoochorer Transport von Pflanzendiasporen durch den Rothirsch (Cervus elaphus)
https://kobra.uni-kassel.de:443/handle/123456789/12465
Ziel der Arbeit ist es, den endozoochoren Ausbreitungserfolg über den Rothirsch für Pflanzenarten wertgebender Offenlandlebensräume zu untersuchen. Dazu wurden folgende Fragestellungen bearbeitet: (i) Welche Artenzusammensetzung weist das endozoochor transportierte Diasporenspektrum auf? (ii) Profitieren vor allem Offenlandarten von dieser Ausbreitungsweise und warum? (iii) Lassen Vergleiche zwischen angebotenem und transportiertem Artenspektrum auf flächenvernetzende Streifbewegungen im Rothirschlebensraum schließen? (iv) Welche Diasporenmengen werden transportiert und pro Flächeneinheit eingetragen? (v) Welches Nachausbreitungsschicksal erwartet die mit dem Kot abgesetzten Diasporen?
Untersuchungsgebiet ist der US-Truppenübungsplatz „Grafenwöhr“ in der bayerischen Oberpfalz (Deutschland). Hier ist es u. a. durch ein störungsarmes Wildtiermanagement gelungen, den Rothirsch wieder ganzjährig an die Offenlandnutzung heranzuführen. Im Fokus der Untersuchungen stehen die FFH-LRT 4030 | Europäische Heiden und LRT 6510 | Extensive Mähwiesen, die sich hinsichtlich Nahrungsattraktivität und Deckungsreichtum deutlich unterscheiden.
Um das endozoochor transportierte Artenspektrum zu erfassen, wurden über ein Jahr lang gesammelte Losungsproben im Gewächshausexperiment zur Keimung gebracht. Das Resultat waren knapp 36 Tsd. aufgelaufene Keimlinge von 206 Pflanzenarten. Die besondere Relevanz der Ausbreitungsweise für naturschutzfachlich wertgebende Offenlandarten konnte durch den hohen Anteil an LRT-Charakterarten und an 32 Rote Liste-Arten verdeutlicht werden, die im Kot nachgewiesen wurden. Typische Arten der Wälder und Gebüsche traten dagegen stark unterrepräsentiert auf. Dies wurde u. a. darauf zurückgeführt, dass viele Offenlandarten, anders als typische Waldarten, kleine und leichte Diasporen ausbilden, die die Kau- und Verdauungsvorgänge unbeschadet überleben.
Aus Spektrenvergleichen wurde deutlich, dass Arten signifikant häufiger innerhalb desselben Vegetationstyps transportiert wurden als zwischen verschiedenen Vegetationstypen. Dieses biotopstete Verhalten wurde als besonders günstig im Sinne der Biotopvernetzung interpretiert. Die unterschiedliche Beschaffenheit der untersuchten Offenland-LRT hinsichtlich Nahrungsattraktivität und Deckungsreichtum übten gegenüber anderen Faktoren (z. B. störungsarme Jagdmethoden) nur einen nachrangigen Einfluss auf das Vektorpotenzial des Rothirschs aus.
Als quantitative Merkmale wurden die pro Tier transportierten Mengen sowie die pro Raumeinheit eingebrachten Mengen an Arten und keimfähigen Ausbreitungseinheiten betrachtet. Die dazu nötigen Grundgrößen wurden im Versuchsgelände erfasst bzw. experimentell ermittelt. Während sich sowohl Transportleistungen als auch Eintragsmengen im Jahresverlauf in beiden LRT anglichen, führten unterschiedliche saisonale Aufenthaltsschwerpunkte der Tiere dazu, dass im LRT Wiese eine schwerpunktmäßige Ausbreitung während der Vegetationsperiode stattfand, während im LRT Heide eine Aufteilung der Transportleistungen zwischen Vegetationsperiode und Winterruhe erfolgte. Es konnten jährliche Eintragsmengen von bis zu einer halben Million keimfähiger Ausbreitungseinheiten pro Hektar nachgewiesen werden, wobei dieses Ergebnis vor allem auch auf die große lokale Rothirschpopulation zurückgeführt wurde. Pro Tier wurden jährliche Transportleistungen von über 300 Tsd. keimfähigen Ausbreitungseinheiten ermittelt.
Im Hinblick auf das Nachausbreitungsschicksal der mit dem Kot transportierten Arten wurde in einem Feldexperiment untersucht, ob Rothirschlosung, die zufällig in Gaps abgesetzt wird, maßgeblich zur kleinräumigen Artenvielfalt beiträgt. Die Ergebnisse der Versuchsreihen im LRT Wiese belegten die aufgestellte Hypothese, da sich in fast allen Ansätzen nach kurzer Zeit signifikante Unterschiede zwischen den Artenspektren der Kotprobenfeld- und Umgebungsvegetation zeigten. Im LRT Heide konnte die Hypothese nicht eindeutig belegt werden. Als Hürde stellte sich hier der schnelle Austrocknungsprozess der einzelnen Losungspellets dar, der dazu führte, dass die Diasporen im Kot eingeschlossen und deren Keimung (zumindest im Untersuchungszeitraum) verhindert wurde.
Als übergreifende Erkenntnis wird festgehalten, dass der Rothirsch auf dem Truppenübungsplatz Grafenwöhr eine wichtige Schlüsselrolle im Hinblick auf die Erhaltung und Verbreitung von Pflanzenarten wertgebender Offenlandlebensräume spielt, u. a. auch deshalb, weil sich durch andere Biotopmanagementmaßnahmen keine gleichwertigen Resultate erzielen lassen (z. B. ganzjähriges Unterwegssein auf unwegsamen oder munitionsbelasteten Flächen). Auch in anderen Zielgebieten des Naturschutzes sollte mehr auf den landschaftspflegerischen Einfluss des Rothirschs gesetzt werden. Dazu müssen Maßnahmen des Biotop- und Wildtiermanagements auf der Basis wissenschaftlicher Arbeiten und gemeinschaftlich getragener Modellprojekte weiterentwickelt werden und zukünftig stärker Hand in Hand gehen.; The aim of this study is to investigate the success of endozoochorous seed dispersal via red deer for plant species of valuable open habitats. The following questions were addressed: (i) What is the species composition of the diaspore spectrum transported? (ii) Why do plant species of open habitats in particular benefit from this dispersal mode? (iii) Do comparisons between the range of species offered and the range of species transported indicate grazing movements in red deer habitat, which increase habitat connectivity? (iv) What amounts of seeds are transported or introduced per area unit? (v) What is the post-dispersal fate of the seeds deposited with faeces?
The study was conducted on the US-military training area "Grafenwöhr” in the Bavarian Upper Palatinate (Germany). Here, a low-disturbance wildlife management has resulted in a red deer population which mainly uses open habitats. The investigation focusses on the habitat types 4030 | European dry heaths and 6510 | Lowland hay meadows, which differ significantly in fodder quality and in the abundance of hiding places.
Red deer faeces were collected during one year for monitoring the germination of the seeds in a greenhouse experiment in order to determine the spectrum of the species transported. In total nearly 36 thousand seedlings of 206 plant species emerged. The relevance of this dispersal mode for plant species of valuable open habitats was demonstrated by the high proportion of characteristic plant species of the examined habitat types and a total of 32 Red List species, that were detected in the faeces samples. In contrast to this, typical forest and shrub plants were underrepresented. This was attributed to the fact that many plant species of open habitats, unlike typical forest species, develop small and light seeds that survive the chewing and digestive processes undamaged.
By comparing the spectra, it became clear that species were transported significantly more frequently within the same vegetation type than between different vegetation types. This was interpreted as particularly favorable for improving biotope networks. Compared to other factors (e. g. low-disturbance hunting methods), the different fodder quality and abundance of hiding places of the habitat types only had a minor influence on the vector potential of red deer.
The quantities of species and seeds introduced per area unit as well the quantities transported per animal were studied as quantitative characteristics. All data was collected in the field or determined experimentally. During the year, both the transport services and the input quantities in the two habitat types aligned. But in the meadow habitat type the main events of dispersal occurred during the vegetation period, while in the heath habitat type the transport services were divided between the growing season and winter rest. Annual inputs of up to half a million seeds per hectare were determined, attributed mainly to the large local red deer population. A single animal transported an average of over 300 thousand seeds per year.
Regarding the post-dispersal fate of the seeds transported, a field experiment was carried out to determine whether deer manure, which is randomly deposited in gaps, is a major driver of small-scale biodiversity in open habitats of Grafenwöhr. The results of the test series in the meadow habitat type supported the hypothesis, as in almost all treatments significant differences between the species spectra of the faecal plots and the surrounding vegetation could be shown after a short time. In the heath habitat type the hypothesis could not clearly be proven. This can be explained by the rapid desiccation of individual faecal pellets that trapped the seeds within the faeces and impeded their germination (at least during the study period).
It can be concluded that red deer plays a key role regarding the preservation and distribution of plant species of valuable open habitats on the Grafenwöhr military training area, as equivalent results cannot be achieved by other management measures (e. g. year-round movement on impassable terrain contaminated by ammunition). The positive influence of wild red deer on open habitats should also be taken advantage of in other target areas of nature conservation. For this purpose, biotope and wildlife management should be improved based on scientific research and model projects and must cooperate more efficiently in the future.
2020-01-01T00:00:00ZWichelhaus, AnyaZiel der Arbeit ist es, den endozoochoren Ausbreitungserfolg über den Rothirsch für Pflanzenarten wertgebender Offenlandlebensräume zu untersuchen. Dazu wurden folgende Fragestellungen bearbeitet: (i) Welche Artenzusammensetzung weist das endozoochor transportierte Diasporenspektrum auf? (ii) Profitieren vor allem Offenlandarten von dieser Ausbreitungsweise und warum? (iii) Lassen Vergleiche zwischen angebotenem und transportiertem Artenspektrum auf flächenvernetzende Streifbewegungen im Rothirschlebensraum schließen? (iv) Welche Diasporenmengen werden transportiert und pro Flächeneinheit eingetragen? (v) Welches Nachausbreitungsschicksal erwartet die mit dem Kot abgesetzten Diasporen?
Untersuchungsgebiet ist der US-Truppenübungsplatz „Grafenwöhr“ in der bayerischen Oberpfalz (Deutschland). Hier ist es u. a. durch ein störungsarmes Wildtiermanagement gelungen, den Rothirsch wieder ganzjährig an die Offenlandnutzung heranzuführen. Im Fokus der Untersuchungen stehen die FFH-LRT 4030 | Europäische Heiden und LRT 6510 | Extensive Mähwiesen, die sich hinsichtlich Nahrungsattraktivität und Deckungsreichtum deutlich unterscheiden.
Um das endozoochor transportierte Artenspektrum zu erfassen, wurden über ein Jahr lang gesammelte Losungsproben im Gewächshausexperiment zur Keimung gebracht. Das Resultat waren knapp 36 Tsd. aufgelaufene Keimlinge von 206 Pflanzenarten. Die besondere Relevanz der Ausbreitungsweise für naturschutzfachlich wertgebende Offenlandarten konnte durch den hohen Anteil an LRT-Charakterarten und an 32 Rote Liste-Arten verdeutlicht werden, die im Kot nachgewiesen wurden. Typische Arten der Wälder und Gebüsche traten dagegen stark unterrepräsentiert auf. Dies wurde u. a. darauf zurückgeführt, dass viele Offenlandarten, anders als typische Waldarten, kleine und leichte Diasporen ausbilden, die die Kau- und Verdauungsvorgänge unbeschadet überleben.
Aus Spektrenvergleichen wurde deutlich, dass Arten signifikant häufiger innerhalb desselben Vegetationstyps transportiert wurden als zwischen verschiedenen Vegetationstypen. Dieses biotopstete Verhalten wurde als besonders günstig im Sinne der Biotopvernetzung interpretiert. Die unterschiedliche Beschaffenheit der untersuchten Offenland-LRT hinsichtlich Nahrungsattraktivität und Deckungsreichtum übten gegenüber anderen Faktoren (z. B. störungsarme Jagdmethoden) nur einen nachrangigen Einfluss auf das Vektorpotenzial des Rothirschs aus.
Als quantitative Merkmale wurden die pro Tier transportierten Mengen sowie die pro Raumeinheit eingebrachten Mengen an Arten und keimfähigen Ausbreitungseinheiten betrachtet. Die dazu nötigen Grundgrößen wurden im Versuchsgelände erfasst bzw. experimentell ermittelt. Während sich sowohl Transportleistungen als auch Eintragsmengen im Jahresverlauf in beiden LRT anglichen, führten unterschiedliche saisonale Aufenthaltsschwerpunkte der Tiere dazu, dass im LRT Wiese eine schwerpunktmäßige Ausbreitung während der Vegetationsperiode stattfand, während im LRT Heide eine Aufteilung der Transportleistungen zwischen Vegetationsperiode und Winterruhe erfolgte. Es konnten jährliche Eintragsmengen von bis zu einer halben Million keimfähiger Ausbreitungseinheiten pro Hektar nachgewiesen werden, wobei dieses Ergebnis vor allem auch auf die große lokale Rothirschpopulation zurückgeführt wurde. Pro Tier wurden jährliche Transportleistungen von über 300 Tsd. keimfähigen Ausbreitungseinheiten ermittelt.
Im Hinblick auf das Nachausbreitungsschicksal der mit dem Kot transportierten Arten wurde in einem Feldexperiment untersucht, ob Rothirschlosung, die zufällig in Gaps abgesetzt wird, maßgeblich zur kleinräumigen Artenvielfalt beiträgt. Die Ergebnisse der Versuchsreihen im LRT Wiese belegten die aufgestellte Hypothese, da sich in fast allen Ansätzen nach kurzer Zeit signifikante Unterschiede zwischen den Artenspektren der Kotprobenfeld- und Umgebungsvegetation zeigten. Im LRT Heide konnte die Hypothese nicht eindeutig belegt werden. Als Hürde stellte sich hier der schnelle Austrocknungsprozess der einzelnen Losungspellets dar, der dazu führte, dass die Diasporen im Kot eingeschlossen und deren Keimung (zumindest im Untersuchungszeitraum) verhindert wurde.
Als übergreifende Erkenntnis wird festgehalten, dass der Rothirsch auf dem Truppenübungsplatz Grafenwöhr eine wichtige Schlüsselrolle im Hinblick auf die Erhaltung und Verbreitung von Pflanzenarten wertgebender Offenlandlebensräume spielt, u. a. auch deshalb, weil sich durch andere Biotopmanagementmaßnahmen keine gleichwertigen Resultate erzielen lassen (z. B. ganzjähriges Unterwegssein auf unwegsamen oder munitionsbelasteten Flächen). Auch in anderen Zielgebieten des Naturschutzes sollte mehr auf den landschaftspflegerischen Einfluss des Rothirschs gesetzt werden. Dazu müssen Maßnahmen des Biotop- und Wildtiermanagements auf der Basis wissenschaftlicher Arbeiten und gemeinschaftlich getragener Modellprojekte weiterentwickelt werden und zukünftig stärker Hand in Hand gehen.
The aim of this study is to investigate the success of endozoochorous seed dispersal via red deer for plant species of valuable open habitats. The following questions were addressed: (i) What is the species composition of the diaspore spectrum transported? (ii) Why do plant species of open habitats in particular benefit from this dispersal mode? (iii) Do comparisons between the range of species offered and the range of species transported indicate grazing movements in red deer habitat, which increase habitat connectivity? (iv) What amounts of seeds are transported or introduced per area unit? (v) What is the post-dispersal fate of the seeds deposited with faeces?
The study was conducted on the US-military training area "Grafenwöhr” in the Bavarian Upper Palatinate (Germany). Here, a low-disturbance wildlife management has resulted in a red deer population which mainly uses open habitats. The investigation focusses on the habitat types 4030 | European dry heaths and 6510 | Lowland hay meadows, which differ significantly in fodder quality and in the abundance of hiding places.
Red deer faeces were collected during one year for monitoring the germination of the seeds in a greenhouse experiment in order to determine the spectrum of the species transported. In total nearly 36 thousand seedlings of 206 plant species emerged. The relevance of this dispersal mode for plant species of valuable open habitats was demonstrated by the high proportion of characteristic plant species of the examined habitat types and a total of 32 Red List species, that were detected in the faeces samples. In contrast to this, typical forest and shrub plants were underrepresented. This was attributed to the fact that many plant species of open habitats, unlike typical forest species, develop small and light seeds that survive the chewing and digestive processes undamaged.
By comparing the spectra, it became clear that species were transported significantly more frequently within the same vegetation type than between different vegetation types. This was interpreted as particularly favorable for improving biotope networks. Compared to other factors (e. g. low-disturbance hunting methods), the different fodder quality and abundance of hiding places of the habitat types only had a minor influence on the vector potential of red deer.
The quantities of species and seeds introduced per area unit as well the quantities transported per animal were studied as quantitative characteristics. All data was collected in the field or determined experimentally. During the year, both the transport services and the input quantities in the two habitat types aligned. But in the meadow habitat type the main events of dispersal occurred during the vegetation period, while in the heath habitat type the transport services were divided between the growing season and winter rest. Annual inputs of up to half a million seeds per hectare were determined, attributed mainly to the large local red deer population. A single animal transported an average of over 300 thousand seeds per year.
Regarding the post-dispersal fate of the seeds transported, a field experiment was carried out to determine whether deer manure, which is randomly deposited in gaps, is a major driver of small-scale biodiversity in open habitats of Grafenwöhr. The results of the test series in the meadow habitat type supported the hypothesis, as in almost all treatments significant differences between the species spectra of the faecal plots and the surrounding vegetation could be shown after a short time. In the heath habitat type the hypothesis could not clearly be proven. This can be explained by the rapid desiccation of individual faecal pellets that trapped the seeds within the faeces and impeded their germination (at least during the study period).
It can be concluded that red deer plays a key role regarding the preservation and distribution of plant species of valuable open habitats on the Grafenwöhr military training area, as equivalent results cannot be achieved by other management measures (e. g. year-round movement on impassable terrain contaminated by ammunition). The positive influence of wild red deer on open habitats should also be taken advantage of in other target areas of nature conservation. For this purpose, biotope and wildlife management should be improved based on scientific research and model projects and must cooperate more efficiently in the future.