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Oekologie und Management periodisch abgelassener und trockenfallender kleiner Stehgewaesser im oberschwaebischen Voralpengebiet

Das Projekt "Oekologie und Management periodisch abgelassener und trockenfallender kleiner Stehgewaesser im oberschwaebischen Voralpengebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie, Fachgebiet Landschaftsökologie und Vegetationskunde durchgeführt. Die wichtigsten Ziele des vegetationskundlichen Teilprojektes sind: - Vegetationskundliche Kartierung der Untersuchungsgewaesser in Abhaengigkeit von der Bewirtschaftung bzw. deren Geschichte. - Untersuchung der Diasporenbank der Gewaessersedimente, d.h. der im Gewaesserschlamm und Boden eingelagerten Samenvorraete, in Abhaengigkeit von der Bewirtschaftung bzw. deren Geschichte. Dabei interessiert besonders die Frage, wie lange Arten der Teichbodenvegetation ehemals gesoemmerter Teiche bei Wegfallen der Soemmerung und/oder intensiver Nutzung im Sediment ueberleben koennen. - Charakterisierung der 'Ueberlebensstrategie' der Arten (Ausbreitungs-, Keimungsbiologie, Reproduktionsdauer, Diasporenbanktyp u.a.) im Hinblick auf Bewirtschaftungsmethoden (Zeitpunkt des Ablassens, Dauer des Trockenliegens, Ablassintervalle). - Erstellung von Konzepten zur Bewirtschaftung ablassbarer bzw. periodisch trockenfallender kleiner Stehgewaesser unter Naturschutzaspekten. Aufgrund der bisherigen Ergebnisse der Untersuchungen zur Diasporenbank kann davon ausgegangen werden, dass die meisten Arten der fuer ablassbare Stillgewaesser typischen Ufer- und Schlammbodenflora eine dauerhafte Diasporenbank besitzen. Hierbei ist die Dichte der Diasporenpopulationen im Boden sehr unterschiedlich. Die fruehere Bewirtschaftung ist anhand der Diasporenbank immer noch abzulesen. Durch ihre dauerhafte Diasporenbank muessen Arten der Ufer- und Schlammbodenflora auch bei fehlendem Auftreten in der aktuellen Vegetation und veraenderter Bewirtschaftung nicht ausgestorben sein. Ihr Potential kann bei Soemmerung in laengeren Zeitabstaenden wieder aktiviert und aufgefrischt werden. Dabei wuerde wahrscheinlich eine Stoerung der Bodenoberflaeche, z.B. durch Pfluegen, die Keimungsrate stark erhoehen. Denn die Arten sind zumeist Lichtkeimer und hohe Diasporendichten befinden sich - z.T. auch bedingt durch Schlammanreicherung mit der Zeit oder/und Durchwuehlen des Teichbodens durch Fische und Makrobenthos - in groesseren Tiefen. Die Untersuchungen zeigen, dass bei Vorhandensein einer Diasporenbank die Besiedelung des Teichbodens bei Soemmerung von dieser bestimmt wird. Die Entwicklung des Pflanzenbestandes beginnt fruehzeitig im Jahr und geht rasch vor sich. Die Etablierung einer Schlammbodenvegetation kann deshalb bei vorheriger Untersuchung der Diasporenbank vorausgesagt werden. Ist jedoch nur eine sehr geringe Diasporenbank vorhanden, besiedeln Arten den Teichboden, die einwandern konnten. Es etabliert sich eine artenreiche, neugeschaffenen semiaquatischen Lebensraeumen vergleichbare Pioniergesellschaft, die die Schlammbodenvegetation daran hindert, sich dominant zu entwickeln.

Mechanismen der Regeneration von Gehölzen tropisch-alpiner Waldgrenzen (Polylepis-Arten in Ecuador)

Das Projekt "Mechanismen der Regeneration von Gehölzen tropisch-alpiner Waldgrenzen (Polylepis-Arten in Ecuador)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Biowissenschaften - Institut für Biologie, Institutsbereich Geobotanik und Botanischer Garten durchgeführt. Die Ursachen für die Entstehung von Waldgrenzen gehören trotz intensiver Forschungstätigkeit zu den bislang ungelösten und nach wie vor kontrovers diskutierten Problemen der Pflanzenökologie. An tropisch-alpinen Waldgrenzen treten Gehölze wegen der jahrhundertelangen Nutzungsgeschichte meist nur noch in isolierten, stark fragmentierten und degradierten Beständen auf. Im Rahmen dieses Projektes soll der Frage nachgegangen werden, ob sich südamerikanische Polylepis-Arten in Waldgrenzbereichen unterschiedlichem Auflichtungsgrads heute vorwiegend generativ oder vegetativ verjüngen, und welcher Rolle dabei der Ausbildung einer Diasporenbank zukommt. Erstmalig wird durch Vernetzung moderner mikroklimatischer, vegetationskundlicher und populationsbiologischer Methoden überprüft, wie sich Keimung und Jungpflanzenentwicklung von Polylepis incana und P. pauta in verschiedenen Wald-Mikrohabitaten und unter den extremen tageszeitlichen Temperaturschwankungen der bodennahen Luftschicht vollziehen. Der Einfluss der durch Störung veränderten Parameter Strahlungsintensität, Boden- und Lufttemperatur, Bodenwasserhaushalt und Mächtigkeit der Streudecke wird detaillierter analysiert. Da tropisch-alpine Waldgrenzbereiche neben ihrem Artenreichtum von großer Wichtigkeit für den regionalen Wasserhaushalt sind, kommt der Klärung der Reproduktionsökologie dieser Arten außerordentliche Bedeutung für den Naturschutz zu.

Teilprojekt: Effekte von Störung, Ansaat und Landnutzungsintensität auf die Neuformierung von Pflanzengemeinschaften und Ökosystemfunktionen im Grünland (ESCAPE II) (Effekte von Störung und Ansaat auf Zusammensetzung und Ökosystemfunktionen von Pflanzengemeinschaften (ESCAPE))

Das Projekt "Teilprojekt: Effekte von Störung, Ansaat und Landnutzungsintensität auf die Neuformierung von Pflanzengemeinschaften und Ökosystemfunktionen im Grünland (ESCAPE II) (Effekte von Störung und Ansaat auf Zusammensetzung und Ökosystemfunktionen von Pflanzengemeinschaften (ESCAPE))" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Arbeitsgruppe Biodiversität und Ökosystemforschung durchgeführt. Das Project ESCAPE II beabsichtigt Beziehungen zwischen der Vegetationszusammensetzung und einer Vielzahl von Ökosystemfunktionen in Abhängigkeit von Landnutzungsintensität und Pflanzendiversität zu untersuchen. Ein besonderer Fokus wird auf die Resilienz dieser Funktionen und Beziehungen und auf Effekte experimentell erhöhter Pflanzendiversität gelegt. Hierfür soll das Monitoring des neu etablierten Ansaat- und Störungs-Experiments SADE mit ergänzenden Analysen auf Ebene der Experimentier-Plots sowie durch experimentelle Pflanzengemeinschaften (Mesokosmen) kombiniert werden. Während der letzten Projektphase gelang es uns in enger Kooperation mit dem Zentralprojekt Botanik dieses umfassende Experiment zu installieren, welches nun als einzigartige Plattform für die gemeinsame Erforschung der funktionalen Rolle von Pflanzendiversität Grünland zur Verfügung steht. Erste Ergebnisse weisen bereits auf deutlich erhöhte Artenvielfalt in eingesäten und gestörten Flächen hin. Des Weiteren zeigen unsere bisherigen Arbeiten starke Effekte der Pflanzendiversität auf verschiedene Ökosystemfunktionen; beispielsweise wiesen Abundanzen von 13C und 15N in der Pflanzenbiomasse auf verminderten Trockenstress und eine vollständigere Ausnutzung von N unter höherer Artenzahl hin. Zudem konnten wir belegen, dass auf gestörten Flächen des SADE Experiments mehr N in tiefere Bodenbereiche gelangt, besonders auf stark gedüngten Flächen. In einem Experiment mit Grassoden konnten wir erhöhte Verluste von N bei der Kombination von Düngung und Trockenheit feststellen, welche jedoch durch eine höhere Pflanzendiversität abgemildert wurden. In der neuen Projektphase planen wir das SADE Experiment, in dem die Erhöhung der Pflanzendiversität nun zunehmend wirksam wird, zu nutzen, um die funktionale Relevanz der Diversität für Grünlandökosysteme mechanistisch zu erforschen. Im Detail werden wir dabei die Vegetationsentwicklung nachverfolgen, den Samenanflug erfassen, 13C und 15N sowie die Menge und Qualität der Biomasse analysieren und Nährstoffrückhalt und Streuabbau quantifizieren. In einem ergänzenden Mesokosmen-Experiment werden wir speziell den Mechanismus der Nährstoff-Partitionierung in Beziehung zur Pflanzendiversität, zur Düngungsintensität sowie dem Klima (Trockenheit) untersuchen.Unsere zentralen Hypothesen sind, dass i) zahlreiche Ökosystemfunktionen und deren Resilienz positiv von der Pflanzendiversität beeinflusst werden; ii) dass Landnutzungsintensität starke direkte und indirekte Effekte auf diese Funktionen besitzt; und dass iii) die Neuformierung der Vegetation und die Erholung der genannten Funktionen nach einer Störung von der funktionalen Zusammensetzung des Samenanflug abhängen. Wie in dieser Phase werden wir die im Rahmen des SADE Experiments stattfindenden Arbeiten koordinieren und Zusammenarbeit und Syntheseaktivitäten vorantreiben.

Mechanismen der Regeneration von Gehölzen tropisch-alpiner Waldgrenzen (Erica-Arten in Ostafrika)

Das Projekt "Mechanismen der Regeneration von Gehölzen tropisch-alpiner Waldgrenzen (Erica-Arten in Ostafrika)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Biowissenschaften - Institut für Biologie, Institutsbereich Geobotanik und Botanischer Garten durchgeführt. Die Ursachen für die Entstehung von Waldgrenzen gehören trotz intensiver Forschungstätigkeit zu den bislang ungelösten und nach wie vor kontrovers diskutierten Problemen der Pflanzenökologie. An tropisch-alpinen Waldgrenzen treten Gehölze wegen der jahrhundertelangen Nutzungsgeschichte meist nur noch in isolierten, stark fragmentierten und degradierten Beständen auf. Im Rahmen dieses Projektes soll der Frage nachgegangen werden, ob sich afroalpine Erica-Arten in Waldgrenzbereichen unterschiedlichem Auflichtungsgrads heute vorwiegend generativ oder vegetativ verjüngen, und welche Rolle dabei der Ausbildung einer Diasporenbank zukommt. Erstmalig wird durch Vernetzung moderner mikroklimatischer, vegetationskundlicher und populationsbiologischer Methoden überprüft, wie sich Keimung und Jungpflanzenentwicklung von Erica arborea und E. trimera im Hochland Äthiopiens in verschiedenen Wald-Mikrohabitaten und unter den extremen tageszeitlichen Temperaturschwankungen der bodennahen Luftschicht vollziehen. Der Einfluss der durch Störung veränderten Parameter Strahlungsintensität, Boden- und Lufttemperatur, Bodenwasserhaushalt und Mächtigkeit der Streudecke wird detaillierter analysiert. Da tropisch-alpine Waldgrenzbereiche neben ihrem Artenreichtum von großer Wichtigkeit für den regionalen Wasserhaushalt sind, kommt der Klärung der Reproduktionsökologie dieser Arten außerordentliche Bedeutung für den Naturschutz zu. In diesem Zusammenhang ist eine Bindung an lokale Institutionen besonders wichtig, die in Äthiopien durch die Teilfinanzierung des BMZ unterstützt werden soll.

Auswirkungen der Schweinefreihaltung auf die Vegetationsentwicklung, Populationsdynamik und -genetik ausgewaehlter Pflanzenarten - Bewertung aus naturschutzfachlicher Sicht

Das Projekt "Auswirkungen der Schweinefreihaltung auf die Vegetationsentwicklung, Populationsdynamik und -genetik ausgewaehlter Pflanzenarten - Bewertung aus naturschutzfachlicher Sicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Naturschutz, Professur für Naturschutz durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist die Erfassung der Auswirkung des alternativen Managementverfahrens 'Schweinefreilandhaltung' sowohl auf die Zusammensetzung von Vegetation ('zoenotische Diversitaet') als auch von Pflanzenpopulationen ('genetische Diversitaet') und deren Beurteilung im Vergleich zu konventioneller Pflege bzw. Nutzung (Beweidung durch Rinder, Schafe: Brache). Der Analyse der Vegetationsveraenderungen ist die Species-Pool-Hypothese zugrundegelegt. Dazu wird das gesamte floristische Inventar (incl. Diasporenbank) erhoben. Die Erfassung erfolgt mit Hilfe von Vegetationsaufnahmen auf zufaellig ausgewaehlten Dauerbeobachtungsflaechen entlang flaechiger Transekte. Zur Analyse der Ursachen der Vegetationsveraenderungen werden parallel populationsoekologische Untersuchungen an ausgewaehlten Arten durchgefuehrt. Die Erfassung der genetischen Diversitaet erfolgt sowohl fuer die adulten Pflanzen, die Nachkommen und die Samenbank mit Hilfe der Isoenzymanalyse und der RAPD-Analyse. Schliesslich werden die Ergebnisse naturschutzfachlich bewertet und in den Kontext des Gesamtprojektes und dessen Fragestellung gestellt.

Diasporenbank- und vegetationskundliche Untersuchungen im Rahmen der Voruntersuchungen zum Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben 'Gründlandverbund Osterzgebirge am Beispiel des Oelsener Gebietes'

Das Projekt "Diasporenbank- und vegetationskundliche Untersuchungen im Rahmen der Voruntersuchungen zum Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben 'Gründlandverbund Osterzgebirge am Beispiel des Oelsener Gebietes'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Botanik, Professur für Botanik durchgeführt. Im Naturschutzgebiet 'Oelsen' sollen durch naturschutzgerechte Pflege ehemals intensiv landwirtschaftlich genutzte Grünland- und Ackerflächen wieder in extensives Grünland umgewandelt werden. Wissenschaftliche Begleituntersuchungen sollen einen Beitrag zur Kenntnis des Regenerationspotentials von mehr oder weniger extensivierten Intensivgrünländern und zum Verhalten von wichtigen Leit- und Zielarten liefern, auf deren Grundlage die Maßnahmenplanung für die zielorientierte Grünlandpflege erfolgen soll. Im Zuge des Projektes wurden im Jahre 2001 ausgewählte Teilflächen verschiedener Regenerationsstadien, Nutzungs- und Standorttypen floristisch-vegetationskundlich bearbeitet und auf insgesamt 43 Probeflächen die Diasporenbank untersucht.

Genetische Diversität, phänotypische Plastizität und Fitness annueller Ackerwildkrautpopulationen von Standorten unterschiedlicher Nutzungsgeschichte

Das Projekt "Genetische Diversität, phänotypische Plastizität und Fitness annueller Ackerwildkrautpopulationen von Standorten unterschiedlicher Nutzungsgeschichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Die Auswirkungen unterschiedlicher ackerbaulicher Nutzungsgeschichte auf die genetische Struktur von Populationen ausgewählter annueller Ackerwildkräuter (Arabidopsis thaliana, Gnaphalium uliginosum, Viola arvensis) werden untersucht. Parallel dazu werden ihre phänotypische Plastizität und ökologische Fitness ermittelt. Im Vordergrund steht dabei die Hypothese, dass sich die genetische Architektur der untersuchten Populationen und - damit einhergehend - ihre phänotypische Plastizität und Fitness aufgrund moderner Produktionsmethoden im Laufe der letzten Jahrzehnte verändert haben. Dabei soll der Einfluß der Herbizidanwendung besonders berücksichtigt werden. Mit Hilfe von Stichproben aus der Diasporenbank unterschiedlich alter, zuvor als Acker genutzter Wiesen sowie noch heute bewirtschafteter Flächen einer Extensiv- und einer Intensivagrarlandschaft werden die Auswirkungen unterschiedlicher Nutzungsgeschichte auf die Populationsstruktur erfaßt. Beziehungen zwischen genetischer Diversität, phänotypischer Plastizität und Fitness werden durch die gekoppelte Erhebung der genetischen und phänotypischen Daten hergestellt. Die Untersuchungen zur genetischen Diversität erfolgen mit AFLP-Markern, die Analyse der intraspezifischen Populationsstruktur an Arabidopsis mit Hilfe von Mikrosatelliten. Phänotypische Plastizität und Fitness der Populationen werden aus populationsbiologischen Erhebungen abgeleitet.

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