Methoden Vegetationsanalyse Gradienten

8/17/2019 Methoden Vegetationsanalyse Gradienten

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Komplex IV -Methoden Vegetationsanalysen (2)

Gradientenanalytische Verfahren

PM Ökosystemanalyse: Vegetationskunde Dr. Beate Gall


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Inhalte der Vorlesung

IV. Gradientenanalytische Verfahren

- Ziele und Unterschiede zur pflanzensoziologischenKlassifikation

- Methodische Anforderungen und Datenerfassung

- Transektmethode

- Kurze Einführung in die ÖkosystemareUmweltbeobachtung der Biosphärenreservate des Landes

Brandenburg- weitere Methoden: Frequenzmethode und Punkt-

Frequenzmethode


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Gliederung und Ordnung der Vegetation:

• Klassifikation der

Vegetationstypen

(Pflanzengesellschaften) – Systematik grenzt

Vegetationstypen

unterschiedlicher Rangstufen ab

– sucht nach dem Trennenden

verschiedener Artengruppen

• Gradientenanalyse

– sucht nach den

Wechselbeziehungen vonPflanzenpopulationen und

Gesellschaften mit und entlang

von ökologischen Gradienten

– kontinuierliche Wechsel der

Arten steht im Vordergrund

– Methode: Ordination = „Ordnungdurch Anordnung“

– der ordnende Faktor wird

außerhalb gesucht (Einfluss des

Standortes)


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Ziele und Anwendunggradientenanalytischer Verfahren

• Ziel: Untersuchung und Darstellung räumlicher und zeitlicher Muster

der Vegetation entlang ökologischer Gradienten

• Anwendung z. B. bei der Festlegung von Pufferzonen:

– Wie weit wirkt der Einfluss von Düngung von Feldern auf angrenzende

Biotope?

– Wie weit wirken Entwässerungssysteme?

– Wie ist der Einfluss von Immissionen über einen längeren Zeitraum?

• Anwendung bei der Ökosystemaren Umweltbeobachtung

– Veränderung des Flächenzustandes, z. B. Austrocknung, Eutrophierung


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Methodische Anforderungen

• Methodik wird jeweils an Fragestellung angepasst

• Einhaltung des Homogenitätskriterium und Minimumareals ist

nicht gefordert, da Analyse von Übergängen zwischenPflanzenbeständen.

• Lage der Aufnahmeflächen: folgen dem ökologischen Gradienten

(gemessen oder direkt erkennbar) innerhalb einer Pflanzenformation(Wiese, Sandtrockenrasen usw.)

• Anordnung der Aufnahmeflächen: regelmäßig oder nach

Geländegegebenheiten oder zufällig• Aufnahmeform: meist quadratisch und rechteckig, immer gleich groß

wählen


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Erfassung von Vegetationsdaten

• i.d.R. alle Arten erfassen; möglich ist auch nur die Aufnahme von

Indikatorarten

• Dominanzwerte (Raumbedarf einer Population) aufnehmen:

– Skala nach BRAUN-BLANQUET

– stärker differenzierte Skala in 5 % - oder 10 % -Schritten – Kronendurchmesser, Hostdurchmesser von horstig wachsenden

Gräsern …

• Abundanzwerte (Individuenzahl/Flächeneinheit): – Auszählen der Individuen


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Transektmethode

Jessel et al. (2006); in Anlehnung an die Transektmethode der ÖUB in den BR Brandenburgs

- Anfangs- und Endpunkt der gerade Linie fest markieren

(GPS, Pflöcke, Kappen, Bezugspunkte wie Bäume, Pegel etc.)

- Flucht einmessen, Punkte im definierten Abstand mit Stangen markieren

- auf der Fläche eines Halbkreises alle Arten und deren Artmächtigkeitaufnehmen


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Abgesteckte Fläche in Form eines Halbkreises, Foto GALL 2005, Krielower Wiesen, LK PM


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Vereinfachte Schätzskala

SkalaArtmächtigkeiten/

Gehölz-Überschirmung

1 < 1 %

2 1 – 10 %

3 10 – 25 %

4 25 – 50 %

5 > 50 %

Luthardt et al. (2006)

mittlere Wuchshöhe angeben, keine getrennten Schichten ausweisen


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Auswertungsmöglichkeiten

• Räumliche Darstellung der

Vegetationsausbildungen sowie der

Verschiebungen und Entwicklungstendenzen der

Vegetationseinheiten

• Ermittlung der ökologischen Zeigerwerte nachELLENBERG et al. (1992)


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Methodenvergleich (Vegetationsmonitoring der ÖUBfür entwässerte Moorstandorte)

Methode Parameter Räumlicher Bezug

Gesamtartenliste alle Pflanzenarten – Diversität

(ohne Artmächtigkeitsangaben)

Gesamtfläche

Transekt Diversität der Vegetation

räumliche Anordnung der

Vegetation (Artgefüge,

Dominanzverhalten)

Linienförmige, punktuelle

Erfassung über die

Gesamtfläche

Vegetations-

aufnahme nach

BRAUN-BLANQUET

Pflanzenassoziation Dauerquadrate

(4-16 m²)

Erntemethode Biomasseproduktion einschließlich

Pflanzeninhaltsstoffe N, P, K

Fläche um das Messfeld

(5 x 1 m²)

Wasserstufen-kartierung nach

Petersen / Succow

Flächenwasserhaushalt Gesamtfläche


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Ökosystemare Umweltbeobachtungin den Biosphärenreservaten Brandenburgs

• Auftraggeber: Landesanstalt für Großschutzgebiete, seit 2005 LUABrandenburg, Abt. GSG

• Dauer 8/1997 – 12/2010

• Auftragnehmer: Hochschule für Nachhaltige Entwicklung (FH)Eberswalde

– Koordination des Gesamtvorhabens (Leiterin V. Luthardt)

– Bearbeitung der Ökosystemgruppen Acker, Grasland, Moor(F. Dreger, O. Brauner, B. Witt, A.-K. Hirsch, S. Friedrich, Ch. Hoffmann, Ch.Reutter, K. Haggenmüller)

– Waldkunde-Institut Eberswalde: Ökosystemgruppe Wälder und Forsten (G.

Hofmann, M. Jenssen) – Institut für angewandte Gewässerökologie: Fließgewässer, Seen – Abiotik (J.

Meisel, L. Täuscher, T. Kabus)

– Bio-Test GbR: Fließgewässer, Seen – Biotik (D. Schmidt, G. Krüger)


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Arbeitsstand

• 1997 Erarbeitung des Konzeptes

• bis 2004 Einrichtung von Dauerbeobachtungsflächen in

verschiedenen Ökosystemen, davon 38 Flächen durch den

FB LaNu :

7 Ackerflächen, 4 Sölle, 13 Moor- und Moorgrünlandflächen,

14 Flächen des mineralischen Grünlandes

• Erhebung abiotischer und biotischer Parameter

• seit 2003 Erhebung der ersten wiederholenden Zeitreihen


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Ziele der ÖkosystemarenUmweltbeobachtung

• Dokumentation der Ökosystem-Entwicklung

– Erhalt von Vergleichsdaten von naturnahen Ökosystemen– Erkenntnisgewinn zur mittel- und langfristigen Wirkung verschiedener

Nutzungen und Nutzungsintensitäten auf die Ökosysteme

• Beiträge zur naturschutzfachlichen Bewertung von Flächen

• Grundlagen für die Erfolgskontrolle von Maßnahmen

• Ableitung von Strategien für die zukünftige Nutzung bzw. dasManagement von Ökosystemen

• Aufbau eines Frühwarnsystems

• Deckung des Informationsbedarfes der Öffentlichkeit über dienatürlichen und anthropogenen Veränderungen von Ökosystemen


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Indikatoren des vegetationskundlichen Teilsdes Monitorings im terrestrischen Offenland

• Status/Veränderung des Artenspektrums (Artenzahl; Herkunft der Arten –Indigene, Archeophyten, Neophyten, Rote-Liste-Arten)

• Status/Veränderung der Artmächtigkeit

• Status/Veränderung der pflanzensoziologischen und ökologischenArtengruppen

• Status/Veränderung der Schichtung, des Lebensformenspektrums

• Status/Veränderung von Vegetationseinheiten (qualitativ: Diversitätsindexnach Shannon, Evenness)

• Status/Veränderung von Vegetationseinheiten (quantitativ)

• Status/Veränderungen von Vergesellschaftungen (Zuordenbarkeit zubeschriebenen Assoziationen bzw. Neuartigkeit der Vergesellschaftungen;fehlende Charakterarten-/Begleitarten; zusätzlich auftretende Arten undderen Indikation)


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Frequenzmethode

• Objektivere Methode zur Sammlung quantitativer Daten alsArtmächtigkeitsschätzungen

• Frequenz – ist die Häufigkeit (%) und Verteilung der Individuen einer Art auf der Fläche

– Zahl des Vorkommens in Teilflächen eines Bestandes

• Vorgehensweise – Größere Anzahl flächengleicher Kleinquadrate oder Kreise (Probeflächen)

systematisch abstecken oder per Zufall auf der Fläche verteilen

• 0,01 – 0,1 m² bei Kryptogamen

• bei artenreichen Beständen mit kleinwüchsigen Arten: 0,1-0,5 m² (Grünland)

• bei Beständen mit größeren Wuchsformen: 1-4 m² (Krautschicht Wälder)

– Pflanzenarten aufnehmen und ermitteln, in wie vielen der Quadrate oder

Kreise die Art vorkommt (absolute / relative Frequenz)


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Beispiel: Erfassung der Frequenz beiBefahrungsexperimenten in der Nuthe-Nieplitz-Niederung

Abschätzung des Einflusses der Vegetation auf die Spurtiefe

Methodik: Markierung der Mitte einer Fahrspur, Auflage eines 50 x 50 cm² großenRahmens; Erfassung sämtlicher Arten am Punkt

Untergliederung in 10 x 10 cm² große Kleinquadrate, Angabe der dominanten Art proKleinquadrat

DREGER (1997)


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Vor- und Nachteile der Frequenzmethode

+ Aufnahme von Kleinflächen schärft den Blick für Feinstrukturen

+ sehr kleinwüchsige Arten werden leichter erfasst

+ größere Objektivität

+ gute Reproduzierbarkeit

- nur für Kraut- und Kryptogamenschicht

- seltene, zerstreut vorkommende Arten werden nicht erfasst

- hoher Zeitaufwand, v. a. in artenreichen Beständen


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Punkt-Frequenz-Methode

• Entlang von Linien oder per Zufall werden in (meist) regelmäßigem AbstandNadeln in den Boden gesteckt.

• Es werden alle Arten notiert, die von der Nadel durchbohrt werden oder sieberühren.

• Anzahl der „Treffer“ ist das Maß für die Dominanz und Abundanz.

• Vorteil: – sehr feine Abbildung der Dichte und Verteilung der Arten

– schwer unterscheidbare oder unauffällige Arten werden leichter erkannt underfasst.

– Höhenmarkierung an der Nadel ergibt gute Ergebnisse zur Vertikalstruktur.

• Nachteil:

– sehr hoher Arbeitsaufwand und seltene Arten werden erst bei sehr hoher

Punktzahl sicher erfasst


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DIERSCHKE (1994): 166


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Verwendete Literatur

• DEGER, F. (1997): Punktuelle Vegetationserfassung aufNiedermoorstandorten in der Nuthe-Nieplitz-Niederung. – FachhochschuleEberswalde, unveröff. Bericht, 13 S. + Anhang

• DIERSCHKE, H. (1994): Pflanzensoziologie. – Ulmer Verlag: Stuttgart, 683S.

• JESSEL, B. (2006): Flächenpools in der Eingriffsregel und regionales

Landschaftswassermanagement als Beiträge zu einer integriertenLandschaftsentwicklung am Beispiel der Mittleren Havel. – Naturschutz undBiologische Vielfalt 33: 410 S.

• LUTHARDT, V. et al. (2006): Methodenkatalog zum Monitoring - Programm

der Ökosystemaren Umweltbeobachtung in den BiosphärenreservatenBrandenburgs, 4. akt. Ausgabe, Selbstverlag, HNEE- Eberswalde, Teil A177 S. + Anhang; Teil B 134 S.+ Anhang.

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