Spelling suggestions: "subject:"bodenvegetation"" "subject:"waldvegetation""
1 |
Artengruppen der Waldvegetation als Indikatoren für Auswirkungen periodischer Kalkungsmaßnahmen sowie von Schwefel- und Stickstoffdepositionen auf WaldökosystemeBaumann, Martin 04 August 2022 (has links)
Depositionen von Schadstoffen, insbesondere von Schwefel- (S) und Stickstoffverbindungen (N) stellten seit Beginn der Industrialisierung eine wesentliche Beeinträchtigung von Waldökosystemen dar. Ein regional großflächiges Absterben, v.a. von Fichtenbeständen, sowie eine in ganz Mitteleuropa festgestellte Versauerung der Waldböden führten zu einer Intensivierung der forstlichen Forschung in Bezug auf die ökosystemaren Auswirkungen der Schadstoffeinträge. Daraus resultierende Empfehlungen, insbesondere die Durchführung von Kalkungsmaßnahmen sowie ein Umbau homogener Fichten- und Kiefernbestände, wurden in regional unterschiedlicher Intensität umgesetzt. Gleichzeitig konnten die S-Depositionen durch umwelttechnische Maßnahmen massiv reduziert werden.
Beim Umweltmonitoring spielen neben analytischen Indikatoren (wie z.B. chemischen Analysen) auch komplexe systemare Indikatoren eine wichtige Rolle. Dies gilt gleichermaßen für die Evaluation forstlicher Maßnahmen. Einen solchen Indikator stellen verschiedene Artengruppen der Waldvegetation dar. Forschungsdefizite bestehen in diesem Kontext in Bezug auf die Auswirkungen der Reduktion der S-Depositionen sowie der langfristigen Wirkung der aktuell praktizierten periodischen Kalkungen auf die Waldvegetation.
Die Untersuchungen der vorliegenden Dissertationsschrift erfolgten im Erzgebirge, einem Mittelgebirge im Osten Deutschlands, welches in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts durch extrem hohe S-Depositionen betroffen war. Eine Wiederholungsaufnahme permanenter Plots in Fichtenbeständen (Erstaufnahme 1991, Wiederholungsaufnahme 2013, keine Kalkungsmaßnahmen im Zeitraum zwischen Erst- und Wiederholungsaufnahme) sowie eine Erfassung epiphytischer Bryophyten auf Plots unterschiedlicher Baumarten beschäftigten sich mit der Fragestellung, welche Auswirkungen der Rückgang der S-Depositionen seit ca. Mitte der 1990er Jahre sowie kontinuierlich hohe N-Depositionen auf die Waldvegetation besitzen. Untersuchungen zum Einfluss der Kalkungsmaßnahmen erfolgten nach zwei methodischen Ansätzen. Zum einen wurde eine Analyse der aktuellen Waldbodenvegetation auf Plots in Fichtenbeständen unterschiedlicher Kalkungsintensität (ungekalkt, einfach bis fünffach gekalkte Waldflächen) durchgeführt. Zum anderen sind permanente Plots, welche nach einer Erstaufnahme im Jahr 1991 in unterschiedlicher Intensität gekalkt wurden (ungekalkt, einfach bis vierfach gekalkt) in Bezug auf die Veränderung der Waldbodenvegetation unter-sucht worden. Als Grundlage für die Auswertung erfolgte eine Definition normativer Indikatoren. Dazu wurden die vorkommenden Arten entsprechend ihrer Bindung an Waldgesellschaften in Verbindung mit ihren ökologischen Zeigerwerten kategorisiert.
Die Ergebnisse bestätigen die hohe Sensitivität von Bryophyten gegenüber Stoffeinträgen. Mit dem Rückgang der S-Depositionen im Erzgebirge zeigte sich für den Zeitraum zwischen 1991 und 2013 auf den ungekalkten Plots eine intensive Regeneration der Moosschicht des Waldbodens. Dies betraf sowohl die Artenzusammensetzung als auch den Deckungsgrad. Ebenso ließ sich eine Wiederbesiedelung der Waldökosysteme mit epiphytischen Bryophyten feststellen. Diese beschränkte sich nicht nur auf verbreitete Arten, sondern es konnten auch zahlreiche seltene bzw. gefährdete Epiphyten nachgewiesen werden. Mit Ulota drummondii gelang der Wiederfund einer in Deutschland seit 1886 verschollenen Art. In Bezug auf kontinuierlich hohe N-Depositionen ließ sich in der Moosschicht des Waldbodens ein signifikanter Anstieg der mittleren Stickstoffzahlen erkennen. Im Gegensatz zu den Befunden für die Moosschicht zeigte sich auf den ungekalkten Plots in der Krautschicht im Untersuchungszeitraum keine Veränderung der Artenzusammensetzung.
Es wurde nachgewiesen, dass die Kalkungsintensität einen großen Einfluss auf die Artenzusammensetzung und Diversität der Waldbodenvegetation besitzt. In der Krautschicht zeigte sich bis zur dritten Kalkung insbesondere ein Hinzutreten von Arten und damit eine kontinuierliche Zunahme der alpha-Diversität. Ab der dritten Kalkung war ein Sättigungseffekt zu erkennen. In der Moosschicht ließ sich dagegen ein hoher Artenaustauch („species turnover“) feststellen. Einer Zunahme von Arten mit höheren Nährstoffansprüchen stand ein Rückgang von Acidophyten bei nur geringer Änderung der alpha-Diversität gegenüber.
Anhand der definierten normativen Indikatoren konnte herausgearbeitet werden, dass die Kalkung als Störung wirkt. Dies wird durch das Auftreten zahlreicher Störungszeiger indiziert, insbesondere in der Krautschicht. Ihr Anteil nimmt mit steigender Kalkungsintensität bis zu einem Sättigungspunkt zu. Anschließend verbleibt das System bei einer Fortführung der periodischen Kalkung in einem andauernden Störungszustand. Eine Wiederherstellung eines ursprünglichen, vorindustriellen Bodenzustandes lässt sich bei einer Indikation über die Waldbodenvegetation insofern nicht belegen. Allerdings ließ sich auch feststellen, dass durch die Kalkung eine Nische für gefährdete bzw. seltene Arten, sowohl in der Kraut- als auch in Moosschicht, entstehen kann.
Aus den Ergebnissen wurden Empfehlungen für eine differenzierte Anwendung von Kalkungsmaßnahmen abgeleitet, insbesondere in Bezug auf eine Festlegung von Ausschlussflächen sowie auf den Kalkungsturnus. Dadurch lassen sich Nebenwirkungen reduzieren. Die Kalkung sollte zwingend mit einem Umbau von homogenen Fichtenbeständen im Mischbestände unter Beteiligung von Laubbäumen verbunden werden, um systeminterne Stoffkreisläufe zu schließen.:1 Einleitung 1
1.1 Depositionen von Schwefel und Stickstoff und ihre Folgen für die Waldökosysteme 1
1.2 Forstliche Maßnahmen zur Sanierung der Waldböden und Vitalitätsverbesserung der Waldbestände 2
1.2.1 Kalkung 2
1.2.2 Waldumbau 3
1.3 Waldvegetation – ein Baustein beim Monitoring von Stoffeinträgen und bei der Evaluation forstlicher Maßnahmen 4
1.4 Zielsetzungen der Arbeit 6
2 Material und Methoden 8
2.1 Untersuchungsgebiet 8
2.2 Versuchsdesign 10
3 Liming in spruce stands – what effect does the number of lime applications have on the herb layer? 12
4 Effects of periodic liming on the bryophyte layer in Norway spruce (Picea abies) stands in the Erzgebirge (Ore Mountains) 27
5 Temporal changes in the ground vegetation in spruce forests in the Erzgebirge (Ore Mountains) – bryophytes are better indicators of the impact of liming and of sulphur and nitrogen deposition than the herb layer. 47
6 Recolonization of epiphytic bryophytes after decades of air pollution in forest ecosystems in the Erzgebirge (Ore Mountains) shows the importance of deciduous trees for the diversity of this species group 74
7 Zusammenführende Diskussion 95
8 Zusammenfassung 102
9 Abstracts 104
10 Literatur 106
|
Page generated in 0.0793 seconds