Thesis (MSc (Geography and Environmental Studies))--University of Stellenbosch, 2007. / The Agulhas Plain, an area rich in fynbos, was monitored within six months after the February 2006 fire. The potential of using medium resolution imagery, specifically from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) in determining the re-growth rates of indigenous and alien vegetation types after fire was explored. Pixels representing dense areas of each vegetation type were selected. There was a significant difference in the pixels selected for each vegetation type. A time series of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data was derived and fitted to functions, such as Double Logistics and Asymmetric Gaussian as implemented in the TIMESAT software. The results show that alien vegetation grows faster after a fire occurrence than in its absence. Within the specified months of monitoring, it was observed that fynbos grew faster than the alien vegetation. Also, the re-growth rates of vegetation on the coastal soils were higher than those of vegetation on the inland soils. The determination of the re-growth rate was necessary to assist resource managers determine the appropriate time for follow-up of clearing invaded sites after fire.

Invasive alien plants have widespread ecological and socioeconomic impacts throughout many parts of the world, including Swaziland where the government declared them a national disaster. Control of these species requires knowledge on the invasion ecology of each species including how they interact with the invaded environment. Species distribution models are vital for providing solutions to such problems including the prediction of their niche and distribution. Various modelling approaches are used for species distribution modelling albeit with limitations resulting from statistical assumptions, implementation and interpretation of outputs. This study explores the usefulness of Bayesian networks (BNs) due their ability to model stochastic, nonlinear inter-causal relationships and uncertainty. Data-driven BNs were used to explore patterns and processes influencing the spatial distribution of 16 priority invasive alien plants in Swaziland. Various BN structure learning algorithms were applied within the Weka software to build models from a set of 170 variables incorporating climatic, anthropogenic, topo-edaphic and landscape factors. While all the BN models produced accurate predictions of alien plant invasion, the globally scored networks, particularly the hill climbing algorithms, performed relatively well. However, when considering the probabilistic outputs, the constraint-based Inferred Causation algorithm which attempts to generate a causal BN structure, performed relatively better. The learned BNs reveal that the main pathways of alien plants into new areas are ruderal areas such as road verges and riverbanks whilst humans and human activity are key driving factors and the main dispersal mechanism. However, the distribution of most of the species is constrained by climate particularly tolerance to very low temperatures and precipitation seasonality. Biotic interactions and/or associations among the species are also prevalent. The findings suggest that most of the species will proliferate by extending their range resulting in the whole country being at risk of further invasion. The ability of BNs to express uncertain, rather complex conditional and probabilistic dependencies and to combine multisource data makes them an attractive technique for species distribution modeling, especially as joint invasive species distribution models (JiSDM). Suggestions for further research are provided including the need for rigorous invasive species monitoring, data stewardship and testing more BN learning algorithms. / Environmental Sciences / D. Phil. (Environmental Science)

Die frühere vielfältige bäuerliche Kulturlandschaft wird durch die industrielle Intensivlandschaft, die vielen Tieren und Pflanzen ihre Daseinsgrundlage entzieht, weitgehend verdrängt. Deshalb muss die Stadt heute, verstärkt in Parks, Wohn- und Siedlungsgrün, als Entwicklungsraum für die Natur angesehen werden. Die soziale Gartenarchitektur sieht die Stadt als 'ökologisches Refugium. Doch was hat die Ökologiebewegung mit der Gartenkunst zu tun?“ Im Vordergrund steht der Schutz der Natur und somit das Wohl des Bürgers. Was die Menschen heute wie nie zuvor bewegt, ist die Sorge um die Erhaltung der Natur, aber auch die Angst vor dem Verlust. Durch den Menschen und seine extreme Ausbeutung der Landschaft unter anderem durch die industriell bestimmte Agrarlandwirtschaft. Jeder größere Park sollte sein Naturreservat haben. Georg Penker:1. EINLEITUNG UND METHODIK 1 2. NATUR IN DER GESTALTUNG AUSGEWÄHLTER ÖFFENTLICHER GRÜNANLAGEN 30 2.1 Parkanlage Biegerhof, Duisburg (1964-1967) 30 2.2 Parkanlage in den Querforen West und Ost der Ruhr-Universität Bochum (1969-1971, 1978) 44 2.3 Grünanlage Borner See, Gemeinde Brüggen (1970-1972) 69 2.4 Grünanlage 'Südliche Parkplätze', Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1976) 79 2.5 Grünanlage am nördlichen Zugang zum botanischen Garten, Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1977) 82 2.6 Grünanlage an der Stadthalle Hagen mit Felsengarten (1979) 97 2.7 Grünanlage am Kemnader See, Bochum/ Witten (1979-1982) 112 2.8 Grünanlage am 'Universitätssee“, Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1980) 119 2.9 Grünanlage auf dem Universitätsautobahntunneldeckel, Düsseldorf (1983) 128 2.10 Grünanlage mit „Südsee“ an der Hauptverwaltung der Axa-Colonia Versicherung, Köln (1983) 147 2.11 Grünanlage 'Schutthügel', Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1985-1986) 159 2.12 Grünanlage 'Fleher Knoten', Düsseldorf (1985-1987) 167 2.13 Landesgartenschaugelände Grevenbroich mit Ian-Hamilton-Finlay-Waldpark (1991-1995) 175 2.14 Rheinpark Bilk, Düsseldorf, Parkteil Landschaftsbrücke (1996) 191 3. NATUR UND NATURNÄHE IN DER GARTENGESTALTUNG PENKERS 200 Naturnähe in der Pflanzenverwendung 200 Gestaltrelevante Naturmerkmale in der Pflanzenverwendung und der Grünraumbildung. Naturmerkmale als Teil der gestalterischen Handschrift Penkers 205 Der Biegerhof-Park in Duisburg: Abweichungen von der gestalterischen Handschrift Penkers und weitere Parkentwicklung 234 Naturerzählungen 236 Die literarischen Naturerzählungen „nine proposals for a forest“ von Ian-Hamilton Finlay 250 Bilden Finlays Natur-Erzählungen in Penkers Waldwildniskonzept ein Gesamtkunstwerk? 275 4. NATURNAHE GESTALTUNG, NATURSCHUTZ UND ÖKOLOGIE. STANDPUNKTE VON GEORG PENKER 280 „Pflanzengesellschaft“ 282 „Bodenständig–Heimisch“ und „Standortgerecht–Heimisch“ 289 Wildnis und Natur 291 Spannungsverhältnis von Zivilisation und Natur 299 Überlebensmodelle: „Arche 2000“, „Die Erde heilen“, „Neue Einheit von Zivilisation und Natur“, „Überlebensmodell Zukunft“ 304 „Lebensraum, Habitat, Biotop“ 312 'Verbundsystem,' 'Grünverbindung'... Funktionale Anforderungen an Verbundsysteme 321 Die Ästhetik in der Gestaltung von Verbundsystemen 325 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Verbundsysteme 332 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Lebensräume 338 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Lebensraumstrukturen 340 'Leitbilder' 347 Penkers Leitbildverständnis 347 Penkers Leitbilder für naturnah zu gestaltende Grünanlagen 348 Ausgesuchte Leitbilder in einzelnen Grünanlagen 353 Leitbildgenese (Querforen Ost und West der Ruhr-Universität Bochum) 353 Leitbild Dritter als Gestaltungsrahmen (Borner See, Gemeinde Brüggen) 356 Leitbild und Perspektivplanung (Außengrünanlagen der Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf) 358 Vorrang-Leitbild (Felsengarten und Stadthalle Hagen) 361 Leitbild - Sonstiges (I) (Universitätstunneldeckelpark, Düsseldorf) 364 Gemeinsame Leitbilder (Grünanlage mit Südsee an der Hauptverwaltung der Colonia Versicherung, Köln) 364 Beinahe leitbildlos - Natur und Wildnis (Grünanlage Schutthügel und Grünanlage Fleher Knoten) 367 Leitbild und Gesellschaft (Teil I) (Bundesgartenschau Berlin 1985 - Wettbewerbsentwurf) 367 Leitbild und Gesellschaft (Teil II) (Bundesgartenschau Düsseldorf 1987 - Wettbewerbsentwurf) 369 Leitbild und Gesellschaft (Teil III) (Landesgartenschau Grevenbroich) 369 Die Leitbilder von Georg Penker - Zusammenschau 372 Erstnennungsanspruch und Aktualität von Penkers Leitbildern 375 5. ZEITGENÖSSISCHE EINORDNUNG DER NATURNAHEN GRÜNANLAGENGESTALTUNG PENKERS 377 Vergleich der prämierten Wettbewerbsarbeiten jeweils eines Gartenschauwettbewerbs 377 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die BUGA Berlin 1985 377 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die BUGA Düsseldorf 1987 391 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die Landesgartenschau Grevenbroich 1995 396 Vergleich der Wettbewersarbeiten verschiedener Gartenschauwettbewerbe 401 Charakteristische Merkmale naturnaher Gestaltung 410 ANHÄNGE Feingliederung der Anhänge mit Seitenangaben siehe S. 411 Anhang 1: Literatur- und Quellenverzeichnis 415 Anhang 2: Gliederung des Gesamttextes 437 Anhang 3: Grünanlagensteckbriefe 443 Anhang 4: Zusammenstellung der Pflanzenarten nach ihren Mengenanteilen 627 / The former cultural landscape, produced by farmers, was rich in ecological structures. It has been replaced by an intensive landscape, which removes the basis for the lifes of animals and plants. Therefore today the city has to be considered to be a place for evolution of nature. This applies especially to parks, gardens and other green areas. For „Social“ Garden Architecture the city is an ecological refuge. But what has the ecological movement to do with garden art? The conservation of nature stays in the foreground. That is the common good of the people. What the people today concern more than ever before is the care for the preservation of nature, but also the fear of loss. By men and his extremely exploitation of landscape, by the agricultural industry, Every bigger park should have its nature reservate. Georg Penker:1. EINLEITUNG UND METHODIK 1 2. NATUR IN DER GESTALTUNG AUSGEWÄHLTER ÖFFENTLICHER GRÜNANLAGEN 30 2.1 Parkanlage Biegerhof, Duisburg (1964-1967) 30 2.2 Parkanlage in den Querforen West und Ost der Ruhr-Universität Bochum (1969-1971, 1978) 44 2.3 Grünanlage Borner See, Gemeinde Brüggen (1970-1972) 69 2.4 Grünanlage 'Südliche Parkplätze', Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1976) 79 2.5 Grünanlage am nördlichen Zugang zum botanischen Garten, Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1977) 82 2.6 Grünanlage an der Stadthalle Hagen mit Felsengarten (1979) 97 2.7 Grünanlage am Kemnader See, Bochum/ Witten (1979-1982) 112 2.8 Grünanlage am 'Universitätssee“, Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1980) 119 2.9 Grünanlage auf dem Universitätsautobahntunneldeckel, Düsseldorf (1983) 128 2.10 Grünanlage mit „Südsee“ an der Hauptverwaltung der Axa-Colonia Versicherung, Köln (1983) 147 2.11 Grünanlage 'Schutthügel', Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf (1985-1986) 159 2.12 Grünanlage 'Fleher Knoten', Düsseldorf (1985-1987) 167 2.13 Landesgartenschaugelände Grevenbroich mit Ian-Hamilton-Finlay-Waldpark (1991-1995) 175 2.14 Rheinpark Bilk, Düsseldorf, Parkteil Landschaftsbrücke (1996) 191 3. NATUR UND NATURNÄHE IN DER GARTENGESTALTUNG PENKERS 200 Naturnähe in der Pflanzenverwendung 200 Gestaltrelevante Naturmerkmale in der Pflanzenverwendung und der Grünraumbildung. Naturmerkmale als Teil der gestalterischen Handschrift Penkers 205 Der Biegerhof-Park in Duisburg: Abweichungen von der gestalterischen Handschrift Penkers und weitere Parkentwicklung 234 Naturerzählungen 236 Die literarischen Naturerzählungen „nine proposals for a forest“ von Ian-Hamilton Finlay 250 Bilden Finlays Natur-Erzählungen in Penkers Waldwildniskonzept ein Gesamtkunstwerk? 275 4. NATURNAHE GESTALTUNG, NATURSCHUTZ UND ÖKOLOGIE. STANDPUNKTE VON GEORG PENKER 280 „Pflanzengesellschaft“ 282 „Bodenständig–Heimisch“ und „Standortgerecht–Heimisch“ 289 Wildnis und Natur 291 Spannungsverhältnis von Zivilisation und Natur 299 Überlebensmodelle: „Arche 2000“, „Die Erde heilen“, „Neue Einheit von Zivilisation und Natur“, „Überlebensmodell Zukunft“ 304 „Lebensraum, Habitat, Biotop“ 312 'Verbundsystem,' 'Grünverbindung'... Funktionale Anforderungen an Verbundsysteme 321 Die Ästhetik in der Gestaltung von Verbundsystemen 325 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Verbundsysteme 332 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Lebensräume 338 Ökologisch ausgerichtete Naturschutzfunktionen: Lebensraumstrukturen 340 'Leitbilder' 347 Penkers Leitbildverständnis 347 Penkers Leitbilder für naturnah zu gestaltende Grünanlagen 348 Ausgesuchte Leitbilder in einzelnen Grünanlagen 353 Leitbildgenese (Querforen Ost und West der Ruhr-Universität Bochum) 353 Leitbild Dritter als Gestaltungsrahmen (Borner See, Gemeinde Brüggen) 356 Leitbild und Perspektivplanung (Außengrünanlagen der Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf) 358 Vorrang-Leitbild (Felsengarten und Stadthalle Hagen) 361 Leitbild - Sonstiges (I) (Universitätstunneldeckelpark, Düsseldorf) 364 Gemeinsame Leitbilder (Grünanlage mit Südsee an der Hauptverwaltung der Colonia Versicherung, Köln) 364 Beinahe leitbildlos - Natur und Wildnis (Grünanlage Schutthügel und Grünanlage Fleher Knoten) 367 Leitbild und Gesellschaft (Teil I) (Bundesgartenschau Berlin 1985 - Wettbewerbsentwurf) 367 Leitbild und Gesellschaft (Teil II) (Bundesgartenschau Düsseldorf 1987 - Wettbewerbsentwurf) 369 Leitbild und Gesellschaft (Teil III) (Landesgartenschau Grevenbroich) 369 Die Leitbilder von Georg Penker - Zusammenschau 372 Erstnennungsanspruch und Aktualität von Penkers Leitbildern 375 5. ZEITGENÖSSISCHE EINORDNUNG DER NATURNAHEN GRÜNANLAGENGESTALTUNG PENKERS 377 Vergleich der prämierten Wettbewerbsarbeiten jeweils eines Gartenschauwettbewerbs 377 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die BUGA Berlin 1985 377 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die BUGA Düsseldorf 1987 391 Die prämierten Wettbewerbsbeiträge für die Landesgartenschau Grevenbroich 1995 396 Vergleich der Wettbewersarbeiten verschiedener Gartenschauwettbewerbe 401 Charakteristische Merkmale naturnaher Gestaltung 410 ANHÄNGE Feingliederung der Anhänge mit Seitenangaben siehe S. 411 Anhang 1: Literatur- und Quellenverzeichnis 415 Anhang 2: Gliederung des Gesamttextes 437 Anhang 3: Grünanlagensteckbriefe 443 Anhang 4: Zusammenstellung der Pflanzenarten nach ihren Mengenanteilen 627

Identifying mechanisms that determine who lives and dies is the first step in developing successful restoration techniques for rare species and endangered habitats. We studied interactions that affect establishment of native plant forbs of conservation concern at the seedling stage to support the theoretical basis for restoration activities in Pacific Northwest prairies. Specifically, we tested the hypothesis that seedling establishment is controlled by 1) competition with or 2) facilitation by existing vegetation and that the interaction is mediated in part by environmental stress. We direct-seeded or planted vegetative plugs of Lupinus oreganus, Castilleja levisecta, Erigeron decumbens, Iris tenax and Sidalcea malviflora ssp. virgata into 20 plots with a range of community compositions in high-stress upland prairies at each of three sites. We counted seedlings and estimated cover of plant functional groups as well as litter, bare soil and disturbance then used linear regression to test for effects of these factors on seedling establishment. We found evidence of indirect facilitation of grass on seedling establishment in the first year: higher accumulations of leaf litter increased seedling numbers at two sites. In the second year, there was evidence of facilitation by live vegetation and litter on seedlings at one site, but no net effect of either competition or facilitation at the other two sites. Overall, we found more evidence for positive interactions than we did for competition. In particular, litter appeared to have a positive effect on seedling establishment of L. oreganus and S. malviflora ssp. virgata. This is contrary to the common perception that litter inhibits plant establishment but supports the theory that facilitation is more common in high stress sites; practitioners should consider seeding into leaf litter at some sites. To support a robust approach to conservation and reintroduction of species with dormant seed, we characterized dormancy types and developed germination protocols for S. malviflora ssp. virgata and I. tenax. S. malviflora ssp. virgata has physical dormancy and may have physiological dormancy. Scarification followed by four weeks of cold moist stratification was effective in initiating germination. I. tenax has morphophysiological dormancy which is overcome by four weeks of warm moist stratification followed by 6-12 weeks of cold stratification. We also conducted a meta-analysis of experiments that tested pre-sowing seed scarification of L. oreganus and conclude that breaking physical dormancy prior to direct seeding does not support higher establishment relative to unscarified seeds in this species. / Graduation date: 2012