Ziel des im Aufbau befindlichen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen fuer eine nachhaltige Sicherung und Entwicklung der Restbestaende hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen (Verband Cnidion) am hessischen Oberrhein. Hierbei sollen praxisnahe Verfahren zur Renaturierung und zukuenftigen Nutzung von artenreichem Stromtalgruenland entwickelt werden. Die Basis hierfuer bilden folgende Untersuchungsschwerpunkte: - Analyse der bisherigen Renaturierungs- und Pflegepraxis hinsichtlich ihrer Effizienz fuer den Arten- und Phytocoenosenschutz, - Erhebung von Daten zur Autoekologie und Populationsbiologie wertbestimmender Pflanzenarten der Stromtalwiesen (u.a. Untersuchungen zur Standortbindung, zum Diasporenvorrat im Boden sowie zum Keimungs- und Etablierungsverhalten), - Erprobung von Renaturierungsverfahren zur gezielten Wiederansiedlung und Ausbreitung von seltenen Stromtalarten durch die Aufbringung von diasporenhaltigem Maehgut aus artenreichen Altbestaenden, - Entwicklung praxisnaher Konzepte fuer die zukuenftige Nutzung artenreicher Stromtalwiesen. Die durchgefuehrten Untersuchungen sollen neben bislang fehlenden Grundlageninformationen zur Syn-, Aut- und Populationsoekologie hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen vor allem praktische Anleitungen fuer das zukuenftige Renaturierungs-, Pflege- und Entwicklungsmanagement in grossen Stromauen liefern.
Das Wasser-Greiskraut (Senecio aquaticus) entwickelt nach der Keimung im Herbst und Frühling eine vegetative Rosette. Nach zwei bis mehr als sechs Jahren kommt die Pflanze zur Blüte und stirbt dann mit etwa 80 %iger Wahrscheinlichkeit ab. S. aquaticus baut eine persistente Diasporenbank auf, in der in Kleedorf 37 % der Samen 4 Jahre im Boden keimfähig blieben, wobei es standörtliche Schwankungen gibt. Ein im Untersuchungsgebiet gebräuchliches Mahdregime mit Schnitten im Juni und September bringt ein großes Populationswachstum mit sich, während ein Mahdregime mit zwei Schnitten vor dem Aussamen (Juli und August) laut Übergangsmatrixmodellen einen leichten Rückgang von Senecio aquaticus mit sich bringen sollte. Zum derzeitigen Stand der Forschungen empfehlen wir für mesotrophe Wiesen, denen sowohl eine landwirtschaftliche als auch eine naturschutzfachliche Bedeutung zukommt, die erste Mahd Anfang Juni durchzuführen, wenn sich S. aquaticus noch im Rosettenstadium befindet und wenige Blätter ins Futter gelangen. Danach sollten im Idealfall zwei weitere Schnitte, deren Aufwuchs nur bedingt zur Verfütterung geeignet ist, zur Zeit der Hauptblüte erfolgen, um das Aussamen zu verhindern. Das Schnittregime muss aufgrund der Langlebigkeit der Diasporenbank und der Rosettenpflanzen über Jahre hinweg eingehalten werden, um den gewünschten Erfolg zu erzielen. Die Versuchsdauer von 3 bzw. 4 Jahren ist ebenfalls noch zu kurz, um die Praxistauglichkeit seriös zu testen. Ausreißversuche haben ergeben, dass diese Maßnahme nicht zu einer höheren Sterblichkeit der Pflanzen führt im Vergleich zur Mahd. Die molekulargenetischen Untersuchungen (AFLPs) konnten das Vorkommen von potentiell problematischen Hybriden in Ostösterreich belegen. Der hier molekulargenetisch nachgewiesene Hybridbestand tritt allerdings an einem Straßenrand auf, d.h. an einem Standort, der sich von den charakteristischen Habitaten von Senecio aquaticus im extensiv genutzten Grünland unterscheidet. Die Ergebnisse der phytochemischen Untersuchungen zeigen hohe Schwankungen im Alkaloidgehalt der verschiedenen Populationen, in unterschiedlichen Jahren und im Laufe der Vegetationsperiode, sowohl bei der Herbstzeitlose als auch beim Wasser-Greiskraut. Die Wasser- Greiskraut Populationen unterschieden sich in der Alkaloidführung: In Dürnhof und Göpfritz war Senecionin das Hauptalkaloid, in Thaures war es Erucifolin. Die Population mit den geringsten Alkaloidgehalten war in Kirchberg. Senecio aquaticus und die verwandte Senecio jacobaea wiesen durchaus vergleichbare Alkaloidgehalte auf. Die höchsten Alkaloidgehalte wurden in den Blüten gemessen. Die Alkaloide blieben bei Wasser-Greiskraut im Heu und in der Silage weitgehend erhalten.
Methodische Begleitforschung zur Unterstützung der Revision der Roten Liste der gefährdeten Farn- und Blütenpflanze der Schweiz. Sie zielt auf die Sicherstellung der höchstmöglichen Qualität und Wirkung der Methodenwahl über die Ausführung im Feld bis zur Datenzusammenstellung, -auswertung und -interpretation und -darstellung auf neueste wissenschaftliche Erkenntnisse.
Objectives: - Identify plant communities in which H. mantegazzianum occurs and compare the degree of human impact on the vegetation. - Determine the habitat preferences with regard to climate, altitude, soil conditions, impact of former land use and land use change. - Detect the factors that facilitate the spread on the landscape scale. Study areas: Landscape sections of 1 km invaded by H. mantegazzianum in different european regions (Fig. 1 shows an example). Methods: Relevés of invaded vegetation are made within the landscape sections and the abundance of H. mantegazzianum-age states (juveniles, vegetative adults, generative adults) is counted (plot size 25 m2). Additionally site conditions (soil nutrients, light consumption, disturbances etc.) are recorded. H. mantegazzianum stands are mapped with GPS and overlaid with multitemporal aerial photographs and existing geodata (e.g. geological and climate data) by means of a GIS. Data analysis: Multivariate statistics will be used to analyse relationships between environmental data and the invasion succes of H. mantegazzianum. The aim is to identify the most important factors facilitating the spread of H. mantegazzianum.
Durch Untersaaten lassen sich in vielen Freilandgemuesekulturen Pathogene und tierische Schaderreger auf einem, im Vergleich zu Reinkulturen, niedrigen Befallsniveau regulieren. In solchen Mischkulturen sind chemische Bekaempfungsmassnahmen gar nicht oder selten notwendig. Die Mechanismen, die zu dieser Befallsreduktion beitragen, werden jedoch kontrovers diskutiert. Das Forschungsvorhaben versucht, am Beispiel von Kohl- und Porreekulturen, die Bedeutung einzelner Faktoren (Dispersionsbarrieren, Mikroklima, natuerliche Gegenspieler, Pflanzenqualitaet) durch Freiland- und Gewaechshausversuche zu quantifizieren und daraus Managementempfehlungen fuer die Praxis abzuleiten. Die bisherigen Untersuchungsergebnisse zeigen, dass verschiedene Untersaaten (Klee, Gras u.a.) unterschiedliche Auswirkungen haben koennen und die Insektenarten nicht in gleicher Weise auf eine Mischkultur reagieren muessen.
Die Vegetationsentwicklung auf Sturmwurfflaechen vollzieht sich in Abhaengigkeit sowohl von Standortsfaktoren als auch - mehr noch von den latent als Diasporenbank oder offen vorhandenen Populationen von Pflanzen. Letztere koennen aus dem Vorbestand stammen oder eingewandert sein. Die Populationsdynamiken aller Arten haengen von deren Ueberdauerungs- und Ausbreitungsstrategien und den Wuchsformen ab. Sie bestimmen auch das Wachstum spontan auftretender oder gepflanzter Jungbaeume. Die Populationsbiologie der Schluesselarten soll daher unter diesen Aspekten auf den 3 bereits vorgesehenen, standoertlich verschiedenen Sturmwurfflaechen untersucht werden, so dass in Zukunft bessere Prognosen der Entwicklung auf Wurf , aber auch Schlagflaechen moeglich werden. Sturmwurf und Kahlschlagflaechen sind einander aehnliche, forstwirtschaftlich wie waldoekologisch wichtige Lebensraeume. Bei Schlaegen bietet sich die Moeglichkeit, die Situation vor dem Eingriff in den Bestand zu dokumentieren und damit die ersten Sukzessionsschritte exakt zu erfassen. Da die Pflanzenarten beider Biotope ganz verschiedene standoertliche Schwerpunkte und auch Lebensstrategien haben, wurden auf insgesamt 12 Kahlschlaegen in der suedbadischen Oberrheinebene, der Vorbergzone und im Kaiserstuhl die Mechanismen ihres Zusammentretens im ersten Jahr nach dem Hieb untersucht: das Ueberdauern von Waldarten, das Diasporenreservoir des Bodens, der Eintrag durch Voegel und durch Wind. Es zeigte sich z.B., dass die meisten Waldarten auf dem Schlag erhalten bleiben; weitaus die meisten neuen Arten stammen aus der Samenbank; dagegen ist der Eintrag durch Wind aus der Umgebung, abgesehen von Samen einiger anemochorer Baumarten, unbedeutend. In Verknuepfung mit den anderen Projekten zum Foerderschwerpunkt Sukzessionsforschung auf Stumwurfflaechen werden die populationsbiologischen Untersuchungen auf die Versuchsflaechen bei Langenau, Bad Waldsee und Bebenhausen erweitert.
Nach den grossen Stuermen des Fruehjahrs bleiben in Baden-Wurttemberg fuenf Flaechen auf Dauer als Naturwaldreservat (Bannwald) der spontanen Entwicklung ueberlassen. Ihre Entwicklung wird mittels systematischer Stichproben festgehalten. Erfasst werden die verbliebenen Bestandesstrukturen, das Totholz, die Verjuengung, die Bodenvegetation. Hinzu tritt eine Feinanalyse des Standortes. Die Untersuchungen liefern ausserdem Referenzdaten fuer weiterfuehrende biologische Sukzessionsstudien.
Ziel des E+E-Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung von Methoden zur Renaturierung landwirtschaftlich intensiv genutzter und tiefgreifend entwaesserter Niedermoorgebiete. Es sollen niedermoortypische Lebensgemeinschaften mit hohem Naehrstoffumsatz und solche mit niedrigerem Naehrstoffumsatz als vorher aufgebaut werden. Lebensraeume fuer gefaehrdete Arten der Niedermoore sollen erweitert und neu geschaffen werden. Im abiotischen Bereich wird eine Erhoehung der Retentionsfunktion fuer Wasser und eine Verringerung des Trofschwundes angestrebt. Folgende Massnahmen wurden durchgefuehrt: Umwandlung von Acker in Gruenland, Erprobung verschiedener Ansaatmischungen, Extensivierung der Gruenlandnutzung, Flaechenstillegung, Abtrag des naehrstoffreichen Oberbodens, Einleitung von Grabenwasser, Uebertrag von Streuwiesenmaehgut sowie Anpflanzung niedermoortypischer Pflanzenarten auf Flaechen mit definiertem Oberbodenabtrag. Das wissenschaftliche Untersuchungsprogramm umfasst die Langzeitbeobachtung der Vegetationsentwicklung sowie populationsbiologische und naehrstoffoekologische Untersuchungen. Daneben werden im Rahmen eines zoologischen Monitoringprogramms folgende Tiergruppen erfasst: Voegel, Amphibien, Libellen, Heuschrecken, Laufkaefer, Tagfalter.
Mit der Einfuehrung transgener Nutzpflanzen in die Landwirtschaft erhebt sich die Frage, inwieweit Chancen aber auch Risiken mit diesen neuen Sorten verbunden sind. Da hier Zuechtung ueber taxonomische Grenzen hinweg erfolgen kann, entstehen qualitativ neue Zuechtungsprodukte, die bislang in der Pflanzenzuechtung, aber auch in der natuerlichen Evolution, nicht oder kaum moeglich waren. Die Arbeitsgruppe befasst sich mit populationsgenetischen, populationsoekologischen, evolutionsbiologischen, epidemiologischen und biogeographischen Aspekten dieser Entwicklung (zusammengefasst bezeichnet als Populationsbiologie). Die folgenden Thematiken werden gegenwaertig bearbeitet: - Genfluss von Transgenen in Brassicaceaen - Geographische Variabilitaet von Introgressions- und Verwilderungsprozessen bei Raps - Inselmodelle zur Ausbreitung von Transgenen und minimale Populationsgroessen - Koevolutive und epidemiologische Aspekte der Nutzung transgener Sorten Die bisherigen Arbeiten zeigten, dass Risiken fuer die Umwelt aufgrund transgener Nutzpflanzen nicht ausgeschlossen sind. Allerdings sind diese nicht bei allen Arten, bei allen Transgenen und in allen Umwelten gleichermassen gross. Im konkreten Fall wird eine sorgfaeltige Einzelabwaegung erfolgen muessen. Fuer die Inverkehrbringung von transgenen Nutzpflanzen gelten zusaetzliche oekologische und oekonomische Randbedingungen gegenueber kleinflaechigen Freisetzungen. Daher sind bei der Inverkehrbringung weitergehende Umweltwirkungen zu erwarten. Neben der fallweisen Beurteilung transgener Kultivare, ist ein entsprechendes Langzeit-Monitoring anzustreben.
Am Beispiel mehrerer Weinbergsbrachen des Remstals wird die Sukzession auf ehemaligen Nutzflaechen in Abhaengigkeit von der Isolation und der Umgebung untersucht. Neben der Kartierung des Artenpotentials in der Umgebung der Brachen liegt der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Erfassung populationsbiologischer Parameter (Diasporenbank, Dauerhaftigkeit der Diasporenbank, Diasporentransport, Diasporenniederschlag u.a.). Die Ergebnisse sollen Aussagen einerseits zum Sukzessionsverlauf, andererseits zur Klaerung des Begriffes der 'Isolation' aus pflanzenoekologischer Sicht ermoeglichen. Die wichtigsten Einzelergebnisse der Untersuchungen sind: Der Vergleich zwischen der Vegetation der Weinbergsbrachen und der Vegetation der Stukturtypen im engeren Umfeld (kleiner 200 m) zeigt, dass andere Weinbergsbrachen und Streuobstwiesenbrachen als wichtigste potentielle Besiedlungsquellen in Frage kommen. Andere Strukturtypen wie z.B. Gartenbrachen, Magerrasen und Saeume sind in diesem Zusammenhang weniger bedeutend. Der Vergleich Kleinstrukturen - Weinberge Weinbergsbrachen zeigt, dass von 53 Arten, die auf den Weinbergsbrachen massgeblich an der Sukzession beteiligt sind, 27 Arten im unmittel baren Umfeld (kleiner 3m) vorkommen. Die verbleibenden 24 Arten sind in den Kleinstrukturen nur mit geringen Stetigkeiten praesent, sie muessen Vermutlich aus dem engeren Umfeld (kleiner 200 m) auf die Brachflaechen einwandern. 7 Strategietypen werden von den Arten bei der Besiedlung der Brachflaechen zur Ueberwindung der raeumchen Distanz genutzt. Der Diasporenniederschlag auf den Brachflaechen wird durch die auf den Weinbergsbrachen dominanten Arten gepraegt. Die Hauptnie derschlagsphase beginnt im August und endet im Dezember. Der Fremdeintrag wird zu 95 Prozent von Diasporen des anemochoren oder endozoochoren Ausbreitungstyps gebildet. Die Quantitaet und Qualitaet der durch Endozoochorie (Avifauna) transportierten Diasporen entspricht dem Nahrungsangebot der Umgebung. Der anemochore Diasporentransport wird in seiner Richtung und in seinem Ausmass von den lokalen Winden gepraegt. Transportdistanzen bis 50 m sind dabei wahrscheinlich, groessere Distanzen treten eher zufaellig auf Der erosive Diasporentransport tritt in den Hanglagen der Rebflaechen sekundaer in Erscheinung. Es werden betraechtliche Artenzahlen und Diasporenmengen transportiert. Die Transportdistanzen konnten nicht ueberprueft werden. Der Vergleich von aktueller Vegetation, Diasporenniederschlag und Diasporenbank der Weinbergsbrachen laesst Aussagen zum Diasporenbanktyp von 51 Arten zu. Die Sukzession der Diasporenbank und der aktuellen Vegetation erfolgt ueberwiegend synchron. Teilweise ueberdauern die Arten in der Diasporenbank das Sukzessionsgeschehen in der aktuellen Vegetation. Die Gehoelzarten Prunus spinosa, Cornus sanguinea und Robinia pseudoacacia bilden in Abhaengigkeit vom Erntetermin und der Lagerungstiefe eine Diasporenbank unterschiedlicher Dauerhaftigkeit aus.
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