Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Landwirtschaftliche Fakultät

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1 Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Landwirtschaftliche Fakultät Lehr- und Forschungsschwerpunkt Umweltverträgliche und Standortgerechte Landwirtschaft Forschungsbericht Nr. 148 Erfolgskontrolle des Vertragsnaturschutzes anhand der Populationsgrößen und -entwicklung seltener und gefährdeter Farn- und Blütenpflanzen. Verfasser: W. Schumacher H.-P. Helfrich H. Kam C. Kühne C. Lex A. Metzmacher K. Schmidt S. Kühne J. Büttner Institut für Nutzpflanzenkunde und Ressourcenschutz - Fachbereich Ökologie der Kulturlandschaft Mathematisches Seminar Medieninformatik (FH Bremerhaven)

2 Herausgeber: Lehr- und Forschungsschwerpunkt Umweltverträgliche und standortgerechte Landwirtschaft, Landwirtschaftliche Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Meckenheimer Allee 172, Bonn Tel.: Fax.: Forschungsvorhaben im Auftrag des Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen Bonn, April 2007 ISSN Projektleitung: Kooperationspartner: Prof. Dr. W. Schumacher Prof. Dr. H.-P. Helfrich Projektbearbeiter: Ökologie der Kulturlandschaft / Geobotanik und Naturschutz: Dipl.-Ing. agr. H. Kam Dipl.-Ing. agr. C. Kühne Dipl.-Ing. agr. C. Lex Dipl.-Ing. agr. A. Metzmacher Mathematisches Seminar: Dr. agr. K. Schmidt FH Bremerhaven (Medieninformatik): B. Sc. S. Kühne B. Sc. J. Büttner Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) Ökologie der Kulturlandschaft - Geobotanik und Naturschutz - Karlrobert-Kreiten-Straße Bonn Tel.: Fax: geobotanik@uni-bonn.de Zitiervorschlag: SCHUMACHER, W. et al.(2007): Erfolgskontrolle des Vertragsnaturschutzes anhand der Populationsgrößen und -entwicklung seltener und gefährdeter Farn- und Blütenpflanzen. Landwirtschaftliche Fakultät der Universität Bonn, Schriftenreihe des Lehr- und Forschungsschwerpunktes USL, Nr. 148, 160 Seiten.

3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Naturräumliche Grundlagen der Untersuchungsregionen Geografische Lage Nördliche Eifel Hochsauerlandkreis Geologie und Böden Nördliche Eifel Hochsauerlandkreis Klima Nördliche Eifel Hochsauerland Methoden Auswahl der Arten und Flächen Zählung Stichprobenverfahren (Sampling) Random Sampling Stratified Random Sampling Systematic Sampling Sampling für Rosettenpflanzen Ermittlung der Flächengrößen Erfassung des Verhältnisses blühender / vegetativer Pflanzen Stichprobenbeschreibung Auswertungen mit statistischen und geostatistischen Verfahren Negative Binomialverteilung Hochrechung Regression Kriging Variogramm und Kriging mit ArcView Datengrundlage / Literaturrecherche Vergleich der Untersuchungsflächen mit benachbarten Wiesen und Weiden im Hinblick auf Biodiversität Aktuelle Populationsgrößen ausgewählter Arten Arten der Kalkmagerrasen, Magerwiesen und -weiden Aceras anthropophorum / Hängender Mensch Antennaria dioica / Gewöhnliches Katzenpfötchen Coronilla vaginalis / Scheiden-Kronwicke Gentianella germanica / Deutscher Enzian Gymnadenia conopsea ssp. conopsea / Große Händelwurz Gymnadenia conopsea ssp. densiflora / Dichtblütige Händelwurz Herminium monorchis / Gewöhnliche Honigorchis Himantoglossum hircinium / Bocks-Riemenzunge Ophrys apifera / Bienen-Ragwurz Ophrys insectifera / Fliegen-Ragwurz... 31

4 Orchis militaris / Helm-Knabenkraut Orchis morio / Kleines Knabenkraut Orchis purpurea / Purpur-Knabenkraut Orchis tridentata / Dreizähniges Knabenkraut Orchis ustulata / Brand-Knabenkraut Pulsatilla vulgaris / Gewöhnliche Kuhschelle Seseli annuum / Steppenfenchel Teucrium montanum / Berg-Gamander Arten der Bergwiesen / Borstgrasrasen und Feuchtheiden Arnica montana / Echte Arnika Botrychium lunaria / Echte Mondraute Coeloglossum viride / Grüne Hohlzunge Euphrasia frigida / Nordischer Augentrost Gentiana pneumonanthe / Lungen-Enzian Narcissus pseudonarcissus / Gelbe Narzisse Pedicularis sylvatica / Wald-Läusekraut Platanthera bifolia / Weiße Waldhyazinthe Pseudorchis albida / Weiße Höswurz Trollius europaeus / Trollblume Arten der Feuchtwiesen, Kalksümpfe und Heidemoore Cirsium tuberosum / Knollige Kratzdistel Dactylorhiza maculata / Geflecktes Knabenkraut Dactylorhiza majalis / Breitblättriges Knabenkraut Epipactis palustris / Sumpf-Stendelwurz Narthecium ossifragum / Moorlilie Ophioglossum vulgatum / Gewöhnliche Natternzunge Serratula tinctoria / Färberscharte Überblick über die aktuellen Populationsgrößen seltener und gefährdeter Arten Populationsentwicklung ausgewählter Arten während der letzten Jahrzehnte Vorbemerkung zur Datenauswertung Populationsentwicklung Nördliche Eifel Hochsauerlandkreis Absicherung der Entwicklungstrends Simulation räumlicher Verteilungen und Dichteschätzungen Einleitung Statistische Grundlagen Die Negativ-Binomial-Verteilung (NGB) Vertrauensbereich einer Populationsschätzung Schätzen des Stichprobenumfangs Stichprobenverfahren Nachtrag zur Schicht- oder Blockanlage

5 6.3 Methoden Entwicklung des Simulationsprogramms Simulation räumlicher Verteilungen Versuchsaufbau Stichprobenverfahren Erläuterungen zu den Adaptiven oder Zweischritt-Verfahren Überprüfung der simulierten Erwartungswerte Versuchsaufbau und Simulationen Ergebnisse Simulationen der räumlichen Verteilungen Simulationsergebnisse der Stichprobenverfahren Diskussion Analyse und Diskussion der Methoden Übersicht über die Aufnahmeverfahren Eignung der Methoden Zählungen Sampling-Verfahren Random Sampling Stratified Random Sampling Systematic Sampling Cluster Sampling Eignung der statistischen und geostatistischen Verfahren Vorbemerkungen Allgemeine Faktoren Referenzzählungen Hochrechnung Arithmetisches Mittel Median Gestutztes arithmetisches Mittel Regression Kriging Vergleich der Untersuchungsflächen mit benachbarten Wiesen und Weiden im Hinblick auf Biodiversität Diversität intensiv genutzter Wiesen und Weiden Diversität halbintensiv genutzter Wiesen und Weiden mit reduzierter N-Düngung Diversität von Grünlandflächen mit Vertragsnaturschutz Aufbau einer Datenbank Realisierung Auswahl des Datenbanksystems Logischer Aufbau der Datenbank Das Serverprogramm Das Clientprogramm Perspektiven

6 10 Analyse und Diskussion der Ergebnisse Aktuelle Populationsgrößen seltener und gefährdeter Arten Populationsentwicklung in den letzten Jahrzehnten Diversitätsvergleich von Grünlandflächen unter Vertragsnaturschutz mit extensiviertem Grünland Auswirkungen des Vertragsnaturschutzes Datenbank Schlussfolgerungen und Empfehlungen Vertragsnaturschutzprogramme Rote Liste der Farn- und Blütenpflanzen in NRW Aufwertung von Grünlandflächen mit derzeit geringer Biodiversität Zusammenfassung Literaturverzeichnis Anhang

7 1 1 Einleitung Über die Populationsgrößen und -entwicklung seltener und gefährdeter Pflanzenarten war bis Mitte der 1990-er Jahre in Nordrhein-Westfalen wie auch in den meisten anderen Bundesländern relativ wenig bekannt. Noch unbefriedigender war die Kenntnis hinsichtlich der Wirksamkeit der Vertragsnaturschutzprogramme, die in manchen Bundesländern, besonders aber in den Niederlanden (KLEIJN, BERENDSE, SMIT & GILLSSEN 2001) teilweise kritisch gesehen wurde und wird, während Nordrhein-Westfalen bei der Evaluation der Naturschutzprogramme durch die FAL in Braunschweig durchweg positiv bewertet wurde. Die gebietsweise kritische Einschätzung des Vertragsnaturschutzes mit Landwirten hängt offenbar auch damit zusammen, dass die Förderprogramme mancher Länder fachliche Defizite aufweisen, finanziell unzureichend ausgestattet sind oder zu selten bzw. gar nicht überprüft werden. Zur objektiven Bewertung der Auswirkungen des Vertragsnaturschutzes sind daher längerfristige Erfolgskontrollen besonders auf der Populationsebene seltener und gefährdeter Arten erforderlich. Denn im Hinblick auf die beträchtlichen finanziellen Mittel der Länder, des Bundes und der Europäischen Union sind überprüfbare Zahlen und Fakten im Rahmen der Erfolgskontrolle nötig, um die Akzeptanz des Vertragsnaturschutzes und seine weitere Entwicklung zu fördern. Geobotanische Untersuchungen als Erfolgskontrollen des Naturschutzes waren bis vor 15 Jahren vergleichsweise selten. Inzwischen ist unstrittig, dass solche Daten nicht nur aus naturschutzfachlicher Sicht wichtig sind, sondern auch im Hinblick auf die Erwartungen von Politik und Verwaltungen an Naturschutz und Landwirtschaft. So sind für NRW in den letzten 10 Jahren z. B. Publikationen von SCHUMACHER (1995), WEISS (1996), MICHELS (1998), VORMANN, LEISEN & IKEMEYER (1998), OCHSE & MICHELS (1999) und WEIS (2001) zu nennen. Danach gibt es zwar eine Reihe von Ergebnissen über Dauerbeobachtungsflächen und Populationsgrößen, doch belastbare Daten aus quantitativen und semiquantitativen Bestandserhebungen seltener Arten über längere Zeiträume und für größere Gebiete sind im Unterschied zu avifaunistischen Erhebungen meist nur sporadisch vorhanden, in manchen Naturräumen überhaupt nicht. Ferner fehlt es bislang an abgesicherten Schätzverfahren für sehr große Populationen (> Pflanzen pro Fundort), die mit vertretbarem Aufwand durchgeführt werden können. Ziel des Forschungsprojektes war es daher, auf Vertragsnaturschutzflächen in der nördlichen Eifel und im Hochsauerland die aktuellen Populationsgrößen seltener und gefährdeter Farn- und Blütenpflanzen mit Hilfe unterschiedlicher Methoden zu ermitteln und festzustellen, ob und in welchem Umfang diese Populationen durch Maßnahmen des Vertragsnaturschutzes gefördert worden sind. Das Projekt sollte also einerseits dazu beitragen, für die Naturschutzforschung wichtige Daten zu Populationsgrößen und -entwicklung gefährdeter Arten zu erarbeiten. Andererseits sollten

8 2 Fragen hinsichtlich der Wirksamkeit des Vertragsnaturschutzes geklärt und ggf. Empfehlungen zur Optimierung der Nutzung / Pflege vorgelegt werden. Als Bezugsbasis für die Populationsgrößen und ihre Entwicklung dienten rund 150 Staatsexamens-, Diplom- und Doktorarbeiten der letzten Jahrzehnte, überwiegend aus der Abteilung Geobotanik und Naturschutz der landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn, und zwar für den Zeitraum , z. B. SCHUMACHER (1977, 1995, 2006), MÜLLER (1978), MÖSELER (1980), LUDWIG (1987), OSTERMANN (1989), MÜNZEL (1991), SCHULZE (1991), RÖHLINGER-NORD (1992), BILSTEIN (1994), WALTER (1994), KLINGENSTEIN (1996), BASSOW (1998), OLDENBRUCH (1998), GLATZL (1999), ZINKE (1999), MÜRTZ (2000), WEIS (2001), LEX (2003), KAM (2004), KÜHNE (2004). Anhand dieser und weiterer Bestandserhebungen, insbesondere durch die Herren F. OPITZ (Euskirchen) und R. WEHNER (Köln) sowie durch den Arbeitskreis Heimische Orchideen, sind ab 1995 erste Publikationen veröffentlicht worden, welche bei vorsichtiger Schätzung eine positive Populationsentwicklung für eine Reihe gefährdeter Arten zeigten (SCHUMACHER 1995, SCHUMACHER et al. 1998, SCHUMACHER 2005). Die teilweise noch lückigen Ergebnisse bedürfen aber nicht nur einer umfangreicheren Datenbasis, sondern auch einer Absicherung durch statistische und geostatistische Schätzverfahren, die aufbauend auf entsprechenden Erfahrungen im Mathematischen Seminar in Kooperation mit Prof. Dr. HELFRICH erarbeitet werden sollten. Folgende Teilziele standen daher im Vordergrund des Forschungsprojektes: Ermittlung aktueller Daten zu Populationsgrößen seltener und gefährdeter Farn- und Blütenpflanzen ausgewählter Pflanzengesellschaften / Biotyptypen Dokumentation der Populationsentwicklung der Arten über längere Zeiträume, ggf. mit Vorschlägen zu einer modifizierten Einstufung von Arten in die Rote Liste NRW Vergleich der aktuellen Populationsgrößen mit den Bestandszahlen vor Beginn des Vertragsnaturschutzes ( ) Erprobung statistischer und geostatistischer Verfahren zur Erfassung sehr großer Populationen mit einem vertretbaren Aufwand Vergleich der Untersuchungsflächen mit angrenzenden Wiesen und Weiden im Hinblick auf Biodiversität Beurteilung der Vertragsnaturschutzmaßnahmen, ggf. mit Empfehlungen zur Optimierung der Naturschutzprogramme. Erarbeitung von Empfehlungen zur naturschutzfachlichen Aufwertung von Wiesen und Weiden mit derzeit geringer Biodiversität Einrichtung einer Datenbank zur Dokumentation der Populationsgrößen und -entwicklung seltener und gefährdeter Pflanzenarten in NRW.

9 3 2 Naturräumliche Grundlagen der Untersuchungsregionen Die Darstellung der naturräumlichen Grundlagen bezieht sich im Wesentlichen auf die bearbeiteten Gebiete, die überwiegend im nordrhein-westfälischen Teil der Eifel liegen, zum geringeren Teil im Hochsauerland. 2.1 Geografische Lage Nördliche Eifel Die Großlandschaft Eifel stellt den linksrheinischen Teil des Rheinischen Schiefergebirges dar und ist begrenzt durch das Mittelrheintal (O), das Moseltal (S), die Ardennen (W) und die Kölner Bucht (N) (HAEUPLER et al. 2003, GERMANN 2002). Die naturräumlichen Haupteinheiten, in denen die Untersuchungsflächen (Höhenlagen zwischen 200 und 600 m ü. NN) liegen, sind in Tabelle 2.1 aufgeführt (HAEUPLER et al. 2003). Politisch gehören die untersuchten Gebiete zu den Kreisen Euskirchen (Gemeinden Bad Münstereifel, Blankenheim, Dahlem, Hellenthal, Kall, Mechernich, Nettersheim), Aachen (Gemeinden Monschau, Simmerath) und Düren (Gemeinde Nideggen). Tabelle 2.1: Naturräumliche Zuordnung der Untersuchungsgebiete Großlandschaft Eifel Naturräumliche Haupteinheit Münstereifeler Wald und Nordöstlicher Eifelfuß Mechernicher Voreifel Kalkeifel Westliche Hocheifel Rureifel Hohes Venn Hochsauerlandkreis Die Untersuchungsgebiete im Hochsauerland sind dem rechtsrheinischen Teil des Rheinischen Schiefergebirges zuzuordnen. Naturräumlich gehören sie zur Großlandschaft Süderbergland (Bergisch-Sauerländisches Gebirge) mit Höhen von 300 bis 800 m ü. NN. Sie werden begrenzt durch das Hessische Bergland (O), die Soester Börde (N), das Bergische Land (W) und das Siegtal (GERMANN 2002). Im Rothaargebirge sind die höchsten Erhebungen des Süderberglandes mit mehr als 840 m ü- ber Meereshöhe zu finden, z.b. Langenberg (843 m) und Kahler Asten (841 m). Da-

10 4 gegen liegt die Medebacher Bucht, die zum Ostsauerländer Gebirgsrand gehört, nur 300 bis 600 m hoch (BEHRENS 2003). In der Nähe von Marsberg im äußersten Süden der Paderborner Hochfläche, die naturräumlich bereits zum Weserbergland gehört, befindet sich eine isolierte Untersuchungsfläche. Sie grenzt an das Süderbergland an. Die Höhenlagen reichen hier etwa von 200 bis 300 m, stellenweise auch bis über 400 m ü. NN (Schwarze 2001). Die naturräumlichen Haupteinheiten, in denen sich die untersuchten Flächen befinden, sind in Tabelle 2.2 aufgelistet. Politisch gehören sie zum Hochsauerlandkreis Tabelle 2.2: Naturräumliche Zuordnung der Untersuchungsgebiete Großlandschaft Süderbergland Weserbergland Naturräumliche Haupteinheit Ostsauerländer Gebirgsrand Rothaargebirge Paderborner Hochflächen 2.2 Geologie und Böden Eifel und Hochsauerland sind Teil des Rheinischen Schiefergebirges, das während der variscischen Gebirgsbildung im Karbon aufgefaltet wurde. Es folgten weitere Hebungs- und Abtragungsphasen. Insbesondere durch die periglaziale Verwitterung entstanden große Schuttmengen (BLOTEVOGEL 2002). So bildete sich ein Rumpf aus überwiegend devonischen Gesteinen, der vor allem in Rheinnähe stark zerteilt und terrassiert wurde (GERMANN 2002, BLOTEVOGEL 2002). Beide Mittelgebirge weisen heute ähnliche Reliefformen auf, die durch flachwellige, teils terassenförmige Hochflächen mit einzelnen höheren Bergen gekennzeichnet sind Nördliche Eifel Der Untergrund der Rumpfflächen besteht meist aus unterdevonischem Tonschiefer, Quarzit und Sandstein. Mitteldevonischer Kalkstein, Mergel und Dolomite kennzeichnen die in N-S Richtung verlaufenden Kalkmulden der Eifel, z.b. Sötenicher, Blankenheimer, Rohrer und Dollendorfer Kalkmulde (WEIS 2001, HAEUPLER et al. 2003). Im Raum Mechernich / Bad Münstereifel gibt es außerdem Buntsandstein und Muschelkalk (Mechernicher Trias-Dreieck) sowie im Raum Aachen kambrische Sedimente (BLOTEVOGEL 2002, DILLMANN 2006). Aus den unterdevonischen Gesteinen entwickelten sich saure, teils auch podsolierte Braunerden oder Ranker (HAEUPLER et al. 2003, BLOTEVOGEL 2002). Für die Kalkmulden sind neben Braunerden flachgründige Rendzinen charakteristisch (GER-

11 5 MANN 2002). An feuchten und nassen Standorten treten Pseudogleye, Gleye, Niedermoore und im Hohen Venn auch Hochmoore auf (SCHUMACHER et al. 1999) Hochsauerlandkreis Das Sauerland besteht überwiegend aus unterdevonischen Schiefern, Grauwacken und Sandsteinen. Dazwischen treten mittel- und oberdevonische Massenkalke auf, z.b. Attendorner Kalksenke, Briloner Hochfläche (GERMANN 2002, BLOTEVOGEL 2002). Karsterscheinungen sind in diesen Regionen keine Seltenheit. Die Paderborner Hochfläche im Weserbergland gehört nicht mehr zum Rheinischen Schiefergebirge. Es handelt sich um eine Bruchschollenlandschaft aus verschiedenen Sedimentgesteinen, vor allem aus Kalkstein, Mergel und Dolomit (SCHU- BERT 1990, OESTERREICH 2000, BLOTEVOGEL 2002). Über den kalkarmen Gesteinen entwickelten sich saure und basenarme, teils podsolierte Braunerden und Ranker (HAEUPLER et al. 2003). In den Kalkgebieten entstanden Braunerden und Rendzinen (SCHWARZE 2001). Feuchte bis nasse, z. T. gewässernahe Standorte werden von Pseudogleyen, Gleyen oder Niedermooren eingenommen (GERMANN 2002). 2.3 Klima Nördliche Eifel Die Eifel befindet sich am Rand der (sub-)atlantischen Klimazone in der submontanen bis montanen Stufe (BLOTEVOGEL 2002). Die Winter sind relativ mild, aber schneereich, die Sommer nicht zu warm. Durch den Regenschatten des Hohen Venns nehmen die Niederschläge nach Osten hin ab (SCHUMACHER et al. 1999, Nationalpark Eifel 2006). Im Westen fallen im Mittel zwischen und mm Niederschlag / Jahr (HAEUPLER et al. 2003). Die Spitzenwerte im Hohen Venn und der Rureifel liegen sogar über mm (HAKE & RORMANN 1999). Im Raum Bad Münstereifel Mechernich gibt es dagegen Jahresniederschläge von 600 bis 700 mm (HAEUPLER et al. 2003). Die jährlichen Durchschnittstemperaturen in der Eifel schwanken von 6 C in den Hochlagen bis 9 C am Nordostrand bei Bad Münstereifel - Arloff (HAKE & RORMANN 1999) Hochsauerlandkreis Das Gebiet gehört ebenfalls zum Randbereich der subatlantischen Klimazone (Regionalverband Ruhr 2006). Die höchsten Erhebungen des Rothaargebirges erstrecken sich bis in die montane Stufe. Die Niederschlagsmengen sind durch die Luvlage sehr hoch (GERMANN 2002, BLOTEVOGEL 2002). Jährlich fallen zwischen mm im Bergischen Land und mm im Sauerland (HAEUPLER et al. 2003). In den höchsten Regionen (Kahler Asten, Langenberg) treten auch Werte bis zu

12 mm Niederschlag pro Jahr auf. (BLOTEVOGEL 2002) In den westlicheren Gebieten des Hochsauerlandkreises sinkt die mittlere Niederschlagssumme auf 900 bis 750 mm, im Ostsauerländer Gebirgsrand (z.b. Medebacher Bucht) durch den Regenschatten des Rothaargebirges sogar auf 700 bis 600 mm (BEHRENS 2003, Regionalverband Ruhr 2006). Im Weserbergland steigen die Niederschläge wieder auf 700 bis 900 mm pro Jahr. Die mittleren Jahrestemperaturen liegen im Untersuchungsgebiet zwischen 6 C und 7 C und bei etwa 8 C im Weserbergland. 3 Methoden 3.1 Auswahl der Arten und Flächen Für das Projekt wurden in Abstimmung mit der Landesanstalt für Ökologie NRW zunächst solche Arten in die engere Wahl gezogen, die aufgrund ihrer Ansprüche an Standort und Nutzung am ehesten Rückschlüsse auf die Wirksamkeit des Vertragsnaturschutzes zulassen. Es handelt sich um die unten genannten gefährdeten und / oder seltenen Arten folgender Pflanzengesellschaften / Biotoptypen Kalkmagerrasen, Magerwiesen und -weiden, Bergwiesen, Borstgrasrasen und Feuchtheiden, Feuchtwiesen, Kalksümpfe und Heidemoore, deren Populationen auf rund 100 Untersuchungsflächen gezählt oder mit Hilfe statistischer und geostatistischer Verfahren geschätzt werden sollten. Arten der Kalkmagerrasen, Magerwiesen und -weiden: Aceras anthropophorum Antennaria dioica Aster amellus Coronilla vaginalis (Gentianella ciliata) Gentianella germanica Gymnadenia conopsea ssp. conopsea Gymnadenia conopsea ssp. densiflora Herminium monorchis Himantoglossum hircinum Ophrys apifera Ophrys insectifera Orchis militaris Orchis morio Orchis purpurea Orchis tridentata Orchis ustulata (Peucedanum carvifolia) Pulsatilla vulgaris Seseli annuum Teucrium montanum Hängender Mensch Zweihäusiges Katzenpfötchen Berg-Aster Scheidige Kronwicke Fransen-Enzian Deutscher Enzian Große Händelwurz Dichtblütige Händelwurz Honigorchis Bocks-Riemenzunge Bienen-Ragwurz Fliegen-Ragwurz Helm-Knabenkraut Kleines Knabenkraut Purpur-Knabenkraut Dreizähniges Knabenkraut Brand-Knabenkraut Kümmelblättriger Haarstrang Gewöhnliche Kuhschelle Steppenfenchel Berg-Gamander

13 7 Arten der Bergwiesen, Borstgrasrasen und Feuchtheiden: Arnica montana Arnika Botrychium lunaria Mondraute Coeloglossum viride Grüne Hohlzunge Euphrasia frigida Nordischer Augentrost Gentiana pneumonanthe Lungen-Enzian (Juncus squarrosus) Sparrige Binse Narcissus pseudonarcissus Gelbe Narzisse Pedicularis sylvatica Wald-Läusekraut Platanthera bifolia Zweiblättrige Kuckucksblume (Polygala vulgaris) Gewöhnliches Kreuzblümchen Pseudorchis albida Weiße Höswurz Trollius europaeus Trollblume Vicia orobus Heide-Wicke Arten der Feuchtwiesen, Kalksümpfe und Heidemoore: (Carex davalliana) Davall-Segge Cirsium tuberosum Knollen-Kratzdistel Dactylorhiza maculata Geflecktes Knabenkraut Dactylorhiza majalis Breitblättriges Knabenkraut Epipactis palustris Sumpf-Stendelwurz Narthecium ossifragum Moorlilie Ophioglossum vulgatum Natternzunge (Parnassia palustris) Sumpf-Herzblatt Serratula tinctoria Färber-Scharte (Silaum silaus) Wiesen-Silge Von den oben genannten 44 Arten wurden nach Voruntersuchungen 37 für weiter gehende Untersuchungen ausgewählt und i. d. R. sämtliche größeren Populationen durch Zählungen und / oder Schätzungen erfasst. Dabei sollten verschiedene Schätzverfahren erprobt und die für bestimmte Artengruppen jeweils geeignetsten ermittelt werden. Die in Klammern aufgeführten Arten wurden nicht näher untersucht. Die Auswahl der Untersuchungsflächen erfolgte vor allem danach, dass ihre Nutzungsgeschichte bekannt war bzw. zurückverfolgt werden konnte und dass der Beginn der Vertragsnaturschutzmaßnahmen, z.b. Entbuschungen, Restitution, Erstpflege, Mahd, Hüteschafhaltung etc. dokumentiert war. 3.2 Zählung Die Zählung der blühenden Pflanzen oder Triebe eines Bestandes ist die einfachste, häufigste und wahrscheinlich auch genaueste Methode zur Erfassung von Populationsgrößen. Durch Handzählgeräte werden die Zählungen vereinfacht und mögliche Fehler eingeschränkt. Gut sichtbare, vereinzelte oder in kleinen Gruppen wachsende fertile Pflanzen o- der Triebe können direkt während der systematischen Begehung einer Fläche aus-

14 8 gezählt werden. Dadurch ist es möglich, mit zwei bis drei Personen sogar relativ große Flächen in vertretbarer Zeit zu erfassen. Die Erfassung sehr großer Bestände auffälliger Arten erfolgte meist durch drei (oder mehr) Personen, die in Abständen von 3-5 m eine Reihe bildeten. So konnten die Populationen systematisch erfasst, Doppelzählungen vermieden und Übersehen unscheinbarer Pflanzen minimiert werden. Während der Erhebung konzentriert sich jede Person auf einen 3-5 m breiten Korridor, der von der eigenen Position bis zu der seines Nachbarn reicht. Personen am Rand der Zählfläche erfassen die Arten bis zu einer markanten natürlichen Grenze (z.b. Geländekanten, Gehölze) oder selbst gesteckten Markierungen (z.b. farbige Stäbe). Bei der Ermittlung der Gesamtpopulation wurde zusätzlich der Anteil vegetativer Pflanzen / Triebe in 1 m² großen Zählquadraten erfasst (s. Kapitel 3.4). 3.3 Stichprobenverfahren (Sampling) Sampling-Verfahren kommen zum Einsatz, wenn Populationsgrößen aufgrund von zu hohem Zeit- und Arbeitsaufwand nicht durch Zählungen erfasst werden können. Dies ist bei sehr dichten, großen und unübersichtlichen Beständen der Fall, ferner bei kleinen und unauffälligen oder schwierig zu erfassenden Arten (z.b. bei vegetativer Vermehrung durch Ausläufer, Wurzelsprosse u.a.). Dann werden zur Ermittlung der Populationsgröße im Gelände Stichproben erhoben. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren, von denen die folgenden in der Geländearbeit angewandt wurden: - Simple Random Sampling - Stratified Random Sampling - Systematic Sampling Abhängig von der jeweiligen Situation wurden die Verfahren variiert bzw. kombiniert. In der Regel wurden für die Erfassung der Populationen quadratische, seltener rechteckige Probeflächen (samples) ausgewählt und dann die Anzahl der Pflanzen / Triebe pro Probefläche gezählt. Die Sampling-Verfahren unterscheiden sich durch die Anordnung der Probeflächen, also durch das Aufnahmedesign (TREMP 2005) Random Sampling Aus statistischer Sicht ist eine zufällige Anordnung der Probeflächen das Verfahren der Wahl, da die meisten parametrischen Tests Zufälligkeit als Voraussetzung verlangen. Nachteilig sind hier der oft sehr hohe Stichprobenumfang und die schlechte Verteilung der Aufnahmepunkte auf der Untersuchungsfläche (ELZINGA et al. 2001, RINK 2003). Damit jeder Punkt nur einmal in die Stichprobe gelangt ( Ziehen ohne Zurücklegen ), muss eine bereits erfasste Stelle markiert werden. Die Anzahl der Probequadrate richtet sich nach der Flächengröße und der Verteilung auf der Fläche.

15 Stratified Random Sampling Diese Methode ist gekennzeichnet durch eine Unterteilung (Stratifizierung) der Gesamtfläche in zwei oder mehr Teilbereiche (strata). Innerhalb der Teilflächen soll die Dichte der Pflanzen oder Sprosse möglichst homogen sein, während die Unterschiede zwischen den Bereichen häufig sehr deutlich sind. Innerhalb der strata erfolgt die Probennahme nach dem Prinzip des Random Sampling (ELZINGA et al. 2001, THOMPSON 2002). Je nach Größe und/oder Homogenität der Teilbereiche wurde eine unterschiedliche Anzahl von Probeflächen aufgenommen Systematic Sampling Beim Systematic Sampling sind die samples regelmäßig auf der Gesamtfläche angeordnet (ELZINGA et al. 2001, TREMP 2005). Dabei gehen von einer Grundlinie zahlreiche rechtwinklig angeordnete Transekte mit gleichen Zwischenabständen ab. Entlang dieser Linien werden systematisch Probeflächen ausgewählt. Abhängig von Wuchsort und Verteilung der Art können die Transekte ein- oder beidseitig von der Grundlinie angeordnet sein, ebenso variabel ist die Länge der Transekte (Abb. 3.1). Sowohl die Lage des ersten Transektes, als auch die der ersten Probeflächen jeder Linie werden zufällig bestimmt. Dadurch kann die Schätzung der Populationsgrößen später mathematisch nach dem Prinzip des Random Sampling erfolgen (THOMPSON 2002). Die Abstände zwischen den Transekten sowie zwischen den Probeflächen sind abhängig von den zu untersuchenden Pflanzenarten und der Größe der Untersuchungsfläche. Bei der Geländearbeit für das Projekt erfolgte z. T. eine grobe Einteilung (Stratifizierung) der Gesamtflächen nach der Dichte der Pflanzen oder Sprosse. Erst danach wurde in den dichten Bereichen ein Systematic Sampling durchgeführt (vgl. Stratified Random Sampling). Dadurch sollten die Varianzen der Stichproben verringert werden. Abb. 3.1: Systematic Sampling einseitig und beidseitig der Grundlinie

16 Sampling für Rosettenpflanzen (Cluster Sampling) Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Art Cluster Sampling (ELZINGA et al 2001). Die einzelnen Rosetten der Pflanzen liegen häufig dicht beieinander und bilden mehr oder weniger große Flecken (spots oder cluster), die aufgrund des Aussehens und der Farbe von der übrigen Vegetation gut zu unterscheiden sind. Für einen Teil der Spots wurde die Zahl der Rosetten erfasst (LEX 2003). Die Auswahl dieser Rosettenflecken erfolgte systematisch mit einem zufälligen Startpunkt. Darüber hinaus wurden entweder die Flächengrößen oder die Deckungsgrade aller vorhandenen Spots ermittelt. 3.4 Ermittlung der Flächengröße Zur Berechnung der Populationsgrößen ist es nötig, die Größe der Teilflächen genau zu kennen, insbesondere die Offenlandflächen ohne Gehölze. Auch neuere Luftbilder können hierfür nur bedingt herangezogen werden. Daher wurden die jeweiligen Flächen abgeschritten bzw. mit einem Bandmaß gemessen und dabei die Positionsdaten mittels eines GPS-Gerätes aufgenommen. Um die Genauigkeit der Daten abschätzen zu können, mussten einzelne Abschnitte mehrfach begangen bzw. Strecken abgemessen werden. Zum Auslesen der GPS-Daten fand das Programm GPS Utility Anwendung. Danach erfolgte die Darstellung der aufgezeichneten Daten als digitales Bild in ArcView 3.2. Als Grundlage dienten neben den Luftbildern die digitalen Rasterkarten der Deutschen Grundkarte 1:5000 (DGK 5) des Landesvermessungsamtes Nordrhein- Westfalen. Die GPS-Daten, digitalen Karten und Referenzmessungen ermöglichen eine relativ sichere Festlegung der Grenzen. Danach können die Flächengrößen berechnet werden. 3.5 Erfassung des Verhältnisses blühender / vegetativer Pflanzen Der Anteil vegetativer Pflanzen an den Populationen ist oft unbekannt und wird häufig vernachlässigt. Daher erfolgte im Anschluss an die meisten Zählungen die Erfassung der blühenden und vegetativen Pflanzen/Triebe an Hand von 5-10 Probeflächen á 1 m². Auch bei den Sampling-Verfahren wurde zumindest für einen Teil der Flächen dieses Verfahren angewendet. 3.6 Stichprobenbeschreibung Um die Eigenschaften der Grundgesamtheit abschätzen zu können, muss man die Beobachtungswerte einer Stichprobe anschaulich darstellen (Schönwiese 2000). Dies ist Hauptaufgabe der beschreibenden Statistik (BOSCH 1998). Als statistische Maßzahlen gibt es Lage- und Streuungsparameter. Der bedeutendste Lageparameter

17 11 ist der Mittelwert. Dieser gibt die zentrale Tendenz der Verteilung wieder (KÖHLER et al. 2002). Für die anschließenden Schätzungen der Populationsgrößen wurden als weitere Lageparameter der Median und der gestutzte arithmetische Mittelwert verwendet. Die Streuungsparameter beschreiben die Variation (Streuung) der gemessenen Daten (SCHÖNWIESE 2000). Solche Angaben sind insofern wichtig, da die Mittelwerte an Aussagewert verlieren, wenn die Variabilität der Daten zu hoch ist (VOß et al. 2000, SACHS 2002). Als Streuungsparameter werden die Varianz, Standardabweichung, Median-Deviation (MAD) und der dimensionslose Variationskoeffizient der Stichprobe berechnet. Neben den statistischen Maßzahlen sind graphische Darstellungen eine sehr anschauliche und recht einfache Form der Stichprobenbeschreibung (BOSCH 1998). Deshalb erfolgt die Darstellung der Häufigkeitsverteilungen in Histogrammen. Darüber hinaus wird der Klumpungsfaktor für die Stichproben berechnet, da die Vermutung besteht, dass viele Populationen geklumpt verteilt sind. Eine Aufarbeitung der gesammelten Daten auf diese Weise erleichtert den Überblick und damit letztendlich die Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Auswertungsverfahren. 3.7 Auswertung mit statistischen und geostatistischen Verfahren Mit den folgenden Verfahren wurden die Populationsgrößen anhand der Stichproben aus dem Gelände (vgl. Kapitel 3.3) geschätzt. Für die Genauigkeit dieser Schätzung ist es wichtig, dass die Stichprobe repräsentativ für die Grundgesamtheit ist. Für die Auswertung der Daten wurden mehrere statistische oder geostatistische Verfahren verwendet, die in den folgenden Abschnitten beschrieben werden. Die Datenauswertung erfolgte an Personalcomputern, für die statistischen Berechnungen wurde das Programm MS Excel verwendet. Zusätzlich wurde eine Trendbestimmung für die vorliegende Populationsentwicklung bestimmter Arten durchgeführt Negative Binomialverteilung Die negative Binomialverteilung (NGB) wird als theoretisches Modell für aggregierte Verteilungen verwendet (vgl. RICHTER 1990, SOUTHWOOD 1978). In den seltensten Fällen sind natürliche Populationen von Tieren oder Pflanzen gleichmäßig auf einer Fläche verteilt. Meist liegt eine mehr oder weniger geklumpte Verteilung der Pflanzen vor, die sich durch dichte und fast leere Bereiche ausdrückt (ELZINGA et al 2001, RINK 2003). Als Grundmodell zur Beschreibung des Grades einer Klumpung dient der Parameter k der negativen Binomialverteilung. Die beiden Parameter (µ und k) können über die Momente geschätzt werden (SCHMIDT 1987, RICHTER & SÖND- GERATH 1990). Mit dem Klumpungsparameter k ist es möglich, bei bekannter Populationsgröße die zu erwartende Varianz abzuschätzen und damit den Stichprobenumfang zu überprüfen.

18 Hochrechung Das folgende Verfahren wird bei der Schätzung von Populationsgrößen häufig angewendet. Bei dieser einfachen Hochrechnung, einer unkomplizierten Form der Schätzung, multipliziert man einen Mittelwert (arithmetisches Mittel, Median, gestutztes arithmetisches Mittel) der Stichprobe mit der entsprechenden Flächengröße. Die Schwankungsbereiche der verwendeten Mittelwerte wurden mit Hilfe der Streuungsparameter Standardabweichung, Median-Deviation (MAD) und Variationskoeffizient überprüft Regression Die Schätzung der Populationsgröße bei Rosettenpflanzen wird u. a. mittels Korrelations- und Regressionsanalyse durchgeführt. Aufgrund der im Gelände ermittelten Daten werden einfache lineare Modelle verwendet. Zur Klärung der Frage, ob ein Zusammenhang zwischen den Merkmalen besteht und wie stark dieser ist, wird der Maßkorrelationskoeffizient nach Pearson (r) berechnet (JANSSEN & LAATZ 1999, KÖH- LER et al. 2002). Mit Hilfe der Regressionsanalyse soll die Art des Zusammenhangs der Merkmale beschrieben werden. Für die Schätzung der Population von Rosettenpflanzen wurde von folgendem Modell ausgegangen: Die Anzahl der Rosetten (y) ist von der Flächengröße bzw. dem Deckungsgrad (x) abhängig. Dieser Zusammenhang kann durch eine lineare Funktionsgleichung dargestellt werden (JANSSEN & LAATZ 1999). Zur Beurteilung der Güte der Schätzung der Regressionsfunktion wird das Bestimmtheitsmaß (B = r²) herangezogen. Je näher dieser Wert bei eins liegt, desto besser ist die Anpassung der Werte an die vorliegenden Geraden (KÖHLER et al. 2002). Anhand eines Residuenplots wurden die Daten der Stichproben auf Autokorrelation und dadurch zugleich die Güte der Modellanpassung überprüft (STELAND 2004). Des Weiteren kam die Methode bei der Trendbestimmung der Populationsentwicklung zum Einsatz. Da es sich hierbei um Zeitreihen handelt, liegen andere Voraussetzungen vor. Zum Beispiel ist bei Zeitreihen von einer Autokorrelation der Einzelwerte auszugehen, da neuere Werte auf den älteren aufbauen (TREMP 2005). Mit einem Trend ist die systematische, langfristige Veränderung einer Zeitreihe, also eines Wachstums gemeint (METZ 2002, HUBER 2005). Für die Darstellung der Populationsentwicklung wird auf lineare und exponentielle Trendlinien zurückgegriffen. Dabei geben die Ergebnisse des F-Tests Auskunft über die Signifikanz des linearen Trends (APEL 2005), nach dem Logarithmieren auch für exponentielle Trendlinien. Das Bestimmtheitsmaß wiederum lässt Aussagen zur Güte der linearen Anpassung des Modells an die Beobachtungswerte zu. Die Berechnungen erfolgten mit den Analyse-Tools von MS Excel.

19 Kriging Kriging ist die Bezeichnung für eine Reihe von geostatistischen Interpolationsverfahren, die Regressionstechniken anwenden und die Minimierung der Schätzvarianz zum Ziel haben (Heinrich 1992, Olea 1999). Ziel ist es, aus punktuellen Messdaten eine Flächenaussage zu treffen. Angewendet wird das Ordinary Kriging. Dieser räumliche Zusammenhang wird durch das Variogramm beschrieben. Grundsätzlich stellt es den räumlichen Zusammenhang zwischen Messwerten (Autokorrelation) dar, und zwar unter der Annahme, dass die Ähnlichkeit zweier Punkte mit zunehmender Entfernung abnimmt (Tremp 2005). Vor der eigentlichen Durchführung des Krigings erfolgt die Schätzung des Variogramms. (Swan et al. 1995). Dieses nimmt in der Geostatistik eine entscheidende Rolle ein. Von der Schätzung des Variogramms hängt in starkem Maße auch die Güte der späteren Interpolation, also das Ergebnis des Krigingprozesses, ab Variogrammschätzung und Kriging mit ArcView Mit dem Kriging-Interpolator, einer Erweiterung der GIS-Software ArcView / Spatial Analyst, wurden die Variogrammschätzung und das Kriging durchgeführt. Dabei wird ein Variogramm-Modell an eine aus den Messwerten geschätzte Varianzkurve angepasst. Das Modell wählt man aus einer Reihe von sogenannten zulässigen Funktionen aus (Heinrich 1992). Bei ArcView sind das die Gauss sche, die exponentielle, die sphärische, die zirkulare und die lineare Funktion mit einem Schwellenwert (sill). Dafür muss ein Suchradius festlegt werden, der bei den meisten Schätzungen für dieses Projekt zwölf Messpunkte einschließt. Für praktische Anwendungen wird von OLEA (1999) ein Suchradius von mindestens 3 bis etwa 25 Beobachtungswerten empfohlen. Der Kriging-Interpolator berechnet auch die Kriging-Varianz (Krigevarianz). Abb. 3.2: Prinzipbild eines Variogramms (SCHULZ 1986, S.102)

20 14 Die Güte der Variogrammschätzung kann man zum einen subjektiv über den Vergleich der beiden Kurvenverläufe beurteilen, zum anderen muss eine der berechneten Maßzahlen AIC (Akaike s information criterion), BIC (Sawa s Bayesian information criterion), SSE (error sum of squares- Fehlerquadratsumme), RMSE (root mean square error- Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers) minimiert werden. Nach der Erstellung der Variogramms erfolgt der eigentliche Krigingprozess, bei dem die unbekannten Werte mit Hilfe des Variogramms und bei minimierter Krigevarianz geschätzt werden. 3.8 Datengrundlage / Literaturrecherche Neben den eigenen Erhebungen der Populationsgrößen seltener / gefährdeter Arten sollten in größerem Umfang Quellen ausgewertet werden. Deshalb wurden Angaben zu Populationsgrößen aus Dissertationen, Diplom- und Staatsexamensarbeiten aus dem Zeitraum von 1975 bis 2005 zusammengetragen, die in der Abt. Geobotanik und Naturschutz vorliegen. Eine weitere Datengrundlage stellten die umfangreichen Populationserhebungen des Arbeitskreises Heimische Orchideen (AHO), Arbeitsgruppe Eifel dar. Von F. O- pitz und R. Wehner, ebenso von W. Schumacher (1971, 1974, 1977 u. a.; ferner mdl. Mitt.) liegen z.t. seit den 1970/80er Jahren recht gut dokumentierte Populationsgrößen für eine Reihe von Orchideenarten aus dem Bereich der nördlichen Eifel vor. Darüber hinaus wurden in den Jahren 2002 und 2003 als Vorbereitung zu diesem Projekt umfangreiche Zählungen und Schätzungen einzelner Arten durchgeführt, und zwar im Rahmen der Diplomarbeiten von LEX (2003), KAM (2004) und KÜHNE (2004). 3.9 Vergleich der Untersuchungsflächen mit benachbarten Wiesen und Weiden im Hinblick auf Biodiversität Zum Vergleich des Arteninventars auf Vertragsnaturschutzflächen und benachbarten Wiesen und Weiden mit MSL-Extensivierung oder Ökolandbau wurde ein von SCHUMACHER et al. (1999) entwickeltes Verfahren eingesetzt (vgl. WEIS 2001). Dabei handelt es sich um eine qualitative Erhebung der Artenzahl auf 9 m² großen Probeflächen, die mindestens 80% der Fläche mit ihrem Arteninventar repräsentieren sollen, wobei Zaunbereiche, Störstellen und kleinflächige Sonderstandorte ausgespart werden. Die Anzahl der Probeflächen ist abhängig von der Größe der Parzellen: Sind diese größer als 1 Hektar, werden mindestens drei Probeflächen aufgenommen, bei kleineren zwei. Durch die Untersuchungen von WEIS (2001) konnte belegt werden, dass mit diesem Verfahren - Summe der Arten der drei 9 m² großen repräsentativen Probeflächen - auch das Gesamtartenspektrum der Parzelle zu einem hohen Prozentsatz (ø 83 % bei einer geringen Varianz) abgebildet werden kann.

21 15 Neben eigenen Bestandserhebungen wurden Daten von HÖVELBORN & ZIESENIß (2005) in die Auswertung mit einbezogen. Störzeiger wie Urtica dioica, Cirsium arvense, Rumex obtusifolius, Stellaria media und Capsella bursa-pastoris wurden in den Probeflächen nicht berücksichtigt. 4 Aktuelle Populationsgrößen ausgewählter Arten Im folgenden Kapitel sind die Ergebnisse der Zählungen und Schätzungen für die ausgewählten Arten dargestellt, und zwar geordnet nach Lebensräumen: Kalkmagerrasen, Magerwiesen und -weiden (Mesobromion und Übergänge zum Arrhenatherion bzw. Cynosurion) Bergwiesen, Borstgrasrasen und Feuchtheiden (Polygono-Trisetion, Violion und Ericion) Feuchtwiesen, Kalksümpfe und Heidemoore (Molinion, Caricion davallianae, Oxycocco-Ericion) Sämtliche Flächen sind im Vertragsnaturschutz (überwiegend in öffentlichem Eigentum) oder dienen mit gleichen Auflagen als Ausgleichs- oder Ersatzflächen. Für jede Art werden zunächst biologische Merkmale, Verbreitung in Nordrhein- Westfalen nach HAEUPLER et al. (2003), der Gefährdungsgrad nach der Roten Liste für BRD, NRW und Naturräume (WOLFF STRAUB et al. 1999), Schutzstatus nach Bundesartenschutzverordnung (Floraweb 2005), Wuchsorte sowie Gefährdungsursachen aufgeführt. Die Ergebnisse einzelner Teilflächen werden zur besseren Ü- bersicht - soweit möglich - zu Gebieten zusammengefasst. Bei den Schätzungen liegen die Ergebnisse der Hochrechnungen und des Kriging zugrunde. Erläuterungen: Bei den Fundorten handelt es sich überwiegend um die jeweils größten bekannten Vorkommen im nordrhein-westfälischen Teil der Eifel. Im Hochsauerland konnten nur einige Populationen exemplarisch erfasst werden. Zur Berechung der aktuellen Gesamtpopulation wurde jeweils die höchste Bestandszahl blühender Pflanzen pro Fläche im Untersuchungszeitraum (6) zugrunde gelegt und - soweit bekannt - der Anteil vegetativer Pflanzen / Triebe nach Zählung oder Schätzung bzw. Literaturangaben hinzugefügt. Bei den angegebenen Gesamtgrößen der Populationen handelt es sich i.d.r. um Mindestgrößen. Es bedeuten: N hinter dem Gefährdungsgrad (z.b. 3N), die gefährdete Art ist durch Naturschutzmaßnahmen gefördert worden. * : Art ist in NRW oder im betreffenden Naturraum nicht gefährdet - : Art kommt im Naturraum nicht vor bzw. wurde im betr. Jahr nicht erfasst. EI / SG: Eifel/Siebengebirge SÜBGL: Süderbergland (Bergisches Land und Sauerland), WEBGL: Weserbergland

22 Arten der Kalkmagerrasen, Magerwiesen und weiden Aceras anthropophorum / Hängender Mensch (Orchidaceae) Biologische Merkmale: Der Hängende Mensch ist ein Knollengeophyt mit rosettig gehäuften Blättern am Stängelgrund, die schon im Herbst austreiben. Der Blütenstand besitzt zahlreiche spornlose Blüten (bis 75), deren Form an eine menschliche Gestalt erinnert. Aufgrund des meist geringen Fruchtansatzes (ca. 20 %) ist davon auszugehen, dass die Art allogam ist (BAUMANN 1998). BAUMANN & MÜLLER (2001) geben Insekten (vermutlich Wildbienen) als Bestäuber an. Die zahlreichen, staubfeinen Samen (ohne Endosperm wie bei allen Orchideen!) werden durch den Wind verbreitet. Wuchsort / Gefährdung: Die Wärme liebende Orchidee wächst vorwiegend in südexponierten Kalkmagerrasen auf nicht zu trockenen, kalkreichen Böden. Es handelt es sich meist um Enzian-Schillergrasrasen, die beweidet oder gemäht werden. Durch Intensivierung, Aufgabe der Nutzung und Aufforstung ist die Art gefährdet (BAUMANN & MÜLLER 2001). Populationsgröße: In klimatisch begünstigten, stärker subatlantisch beeinflussten Gebieten wie der nördlichen Kalkeifel sind z. T. sehr individuenreiche Bestände vorhanden (WEIS 2001). Neben außergewöhnlich großen Populationen mit rund blühenden Pflanzen bei Iversheim/Arloff, im Muschelkalk bei Nideggen und bei Mechernich-Berg gibt es eine Reihe weiterer Populationen mit einigen hundert bis tausend Individuen. Umfangreiche Zählungen fanden bereits im Jahr 2002 statt. Verbreitung in Nordrhein- Westfalen: Hauptvorkommen in der Eifel, ein Fundort im Weserbergland. Gefährdungsgrad: RL BRD 3 RL NRW 3N EI/SG 3N SÜBGL - WEBGL 1 Schutzstatus: bes. geschützt Abb. 4.1: Verbreitung von Aceras anthropophorum in NRW (aus: HAEUPLER et al. 2003)

23 17 Für mehrere Vorkommen liegen weitere Bestandszahlen aus den Jahren vor (Opitz, schriftl. Mitt.). Tabelle 4.1 zeigt die Ergebnisse der untersuchten Populationen Die Anzahl blühender Pflanzen kann bei Aceras anthropophorum von Jahr zu Jahr stark schwanken. Auf einer Fläche wurde in den 1980er bzw. 1990er Jahren Anteile von 67 % bis 7 % blühender Pflanzen festgestellt (Opitz, schr. Mitt. vgl. auch WEIS 2001). Tatsächlich haben sich die Populationen von Aceras anthropophorum in der Eifel deutlich vergrößert. Insgesamt wurden blühende Pflanzen im Jahr 2002 auf den oben genannten Teilflächen erfasst, während WEIS (2001) für die Eifel (Stand 1998) noch eine Gesamtpopulation von ca blühenden Pflanzen angibt. In Kapitel 5 ist die Entwicklung einiger Bestände grafisch dargestellt. Tab. 4.1: Die größten Populationen von Aceras anthropophorum im nordrheinwestfälischen Teil der Eifel. Anzahl der Fundorte insgesamt: 65 (HAEUPLER et al. 2003, AHO, schr. Mitt.) Anteil blühender Pflanzen in den Populationen: 67% bis 7%. Gesamtgröße der u.g. Populationen: mind Pflanzen (67% blühend, 33% vegetativ) Kartierung: Kam, Kühne, Lex, Olzem, Opitz, Schumacher, Wehner Fundort Anzahl blühender Pflanzen/Jahr Tiesberg bei Iversheim Hühlesberg bei Iversheim Hänge an der B51 S Arloff Kalkmagerrasen NÖ Holzheim Schafberg bei Pesch Bürvenicher Berg bei Mechernich-Berg Biesberg bei Muldenau Galgenberg bei Embken Fläche N Galgenberg Antennaria dioica / Gewöhnliches Katzenpfötchen (Asteraceae) Biologische Merkmale: Antennaria dioica ist eine ausdauernde, zweihäusige Rosettenpflanze mit verholztem Wurzelstock (GOTTSCHLICH 1996). Die Blüten stehen in dichten Doldentrauben mit zwei bis zehn Köpfchen. Blütenbesucher sind Schwebfliegen, Falter und Grabwespen (SCHWABE 1990). Sexuelle Fortpflanzung ist möglich, Keimlinge werden in der Natur aber selten gefunden (SCHWABE 1990). Die Ausbreitung erfolgt überwiegend vegetativ durch Polycormonbildung, und zwar mit oberirdischen Ausläufern (SCHWABE 1990).

24 18 Wuchsort / Gefährdung: Die nordisch-eurasiatische Art wächst im Gebiet meist in Kalkmagerrasen und nur selten in Borstgrasrasen. Antennaria dioica ist konkurrenzschwach und benötigt daher kurzrasige Vegetation oder lückige Stellen, um sich auszubreiten. Sie ist durch Brache, Aufforstung und Stickstoffeinträge gefährdet (BAUMANN & MÜLLER 2001). Populationsgröße: Antennaria dioica kommt in der Eifel zerstreut in Kalkmagerrasen vor. Sehr große, für das Projekt interessante Populationen sind im Ahrtal bei Ahrhütte und auf den Alendorfer Kalktriften zu finden. Bereits 2003 wurden erste Schätzungen mit einem Clusterverfahren auf verschiedenen Hängen in Alendorf erprobt und im Rahmen einer Diplomarbeit ausgewertet (KRAFT 2004). Die dabei gesammelten Daten wurden noch einmal überprüft und in Tabelle 4.2 zusammengestellt. Die Schätzungen geben die Populationsgrößen für die aufgenommenen Teilbereiche wieder. Es handelt sich insgesamt um Teilflächen mit einer Größe von 16 m² bis 97 m², welche die besonders dicht besiedelten Spots beherbergen. Teilpopulationen von bis Rosetten erscheinen daher durchaus realistisch. Das Verfahren an sich ist jedoch bei den oben genannten Flächen relativ aufwendig (vgl. Kapitel 7). Aus diesem Grund wurde im Jahr 2004 versucht, Hauptvorkommen auf den Flächen bei Alendorf und zusätzlich bei Ahrhütte abzugrenzen. Dabei wurden Stichprobenerhebungen mit einem 1m² großen Rahmen entlang von Linien- Transekten durchgeführt. Die für die Schätzungen zugrunde gelegte Flächengröße variierte zwischen 340 und m². Verbreitung in Nordrhein- Westfalen: Hauptvorkommen in Eifel und Weserbergland, vereinzelt im Süderbergland, selten in der Westfälischen Bucht. Gefährdungsgrad: RL BRD 3 RL NRW 3N EI/SG 3N SÜBGL 2 WEBGL 3N Schutzstatus: bes. geschützt Abb. 4.2: Verbreitung von Antennaria dioica in NRW (aus: HAEUPLER et al. 2003)

25 19 Die Ergebnisse von fünf Fundorten lagen 2004 in einer Größenordnung zwischen und Rosetten (Tabelle 4.2). Die Vorkommen auf dem Eierberg hatten bei beiden Verfahren die höchsten Mittelwerte, so dass sie sich aufgrund der höheren Dichte deutlich von den übrigen Flächen abheben. Weitere Versuche im Jahr 2005 mit einem Random Sampling und einem Clusterverfahren auf der Fläche im Ahrtal, auf der nur die dichtesten Spots geschätzt wurden, erwiesen sich als ungeeignet. Für das erste Verfahren war die Klumpung zu stark. Beim zweiten Verfahren wurde nur ein Bruchteil der Population (ca Rosetten) in den abgrenzbaren Spots geschätzt. Tab. 4.2: Die größten Populationen von Antennaria dioica im nordrheinwestfälischen Teil der Eifel. Anzahl der Fundorte insgesamt: > 50 (HAEUPLER et al. 2003, Opitz, Schumacher, mdl. Mitt.) Anteil blühender Pflanzen in den Populationen:? Gesamtgröße der u.g Populationen: mind Rosetten Kartierung: Kam, Kühne, Lex, Metzmacher Fundort Anzahl Rosetten/Jahr Kalvarienberg bei Alendorf Hämmersberg bei Alendorf Eierberg bei Alendorf Griesbeuel bei Alendorf Fuchsloch bei Ahrhütte Bei dieser Art sollte das Verfahren zur Aufnahme der Population noch optimiert werden. Eine starke Zunahme der Rosetten gegenüber den Brachestadien früherer Jahrzehnte ist aufgrund der Wiederaufnahme der Schafbeweidung seit 1987 jedoch unverkennbar Coronilla vaginalis / Scheiden-Kronwicke (Fabaceae) Biologische Merkmale: Coronilla vaginalis ist eine niederliegende, ca. 10 cm große Pflanze mit bläulich-grünen, eiförmigen, gefiederten Blättern. Die Dolden setzen sich aus drei bis acht gelben Blüten zusammen, die von Insekten bestäubt werden (HEGI 1975, SEBALD 1992, Floraweb 2005). Die Samen werden durch den Wind verbreitet. Eine Verwechslung mit Hippocrepis comosa kann u. a. durch die blaugrüne Farbe der Fiederblättchen und ihre sehr kurzen Stiele ausgeschlossen werden (vgl. SEBALD 1992). Wuchsort / Gefährdung: Die präalpine Scheiden-Kronwicke kommt in NRW und Rheinland-Pfalz im Gebiet nur in der Dollendorfer Kalkmulde vor und zwar im Raum