ALLGEMEINE UND PFLANZENSOZIOLOGISCHE VEGETATIONSÖKOLOGIE (M.Biodiv.403)

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1 Prof. Dr. Erwin Bergmeier Abteilung Vegetationsanalyse & Phytodiversität Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften Georg-August-Universität Göttingen ALLGEMEINE UND PFLANZENSOZIOLOGISCHE VEGETATIONSÖKOLOGIE (M.Biodiv.403) EINFÜHRUNG IN DIE VEGETATIONSÖKOLOGIE und SPEZIELLE VEGETATIONSÖKOLOGIE MITTELEUROPA (B.Biodiv.339) Folien zur Vorlesung können Sie unter Intern Benutzerkennwort und Passwort veganalyse herunterladen. WiSe 2016/17

2 Allg. & Pflanzensoz. Vegetationsökologie WS 16/ Therophytenreiche Pioniervegetation: Zwergbinsen- Gesellschaften Therophytenreiche Pioniervegetation: Ackerunkrautgesellschaften Küstenvegetation I: Dünen Küstenvegetation II: Salzwiesen u.a Gesteinsschuttvegetation, Felsspalten- und Mauerfugenvegetation Wasserpflanzengesellschaften I Wasserpflanzengesellschaften II, Röhrichte und Großseggenriede, Quellfluren Moore Trockene Zwergstrauch-Heiden und Borstgras-Rasen, Sandtrockenrasen und basiphile Magerrasen Wirtschaftsgrünland Gebüsche, Laubwälder I Laubwälder II, Nadelwälder

3 Gliederung der Wasserpflanzen-Gesellschaften des Süßwassers und ihre ökologische Kennzeichnung Lemnetea - Frei schwimmende Wasserlinsen- und andere Pleustophyten-Ges. aquatisch, in stehenden, nährstoffreichen Gewässern Charetea - Limnische Armleuchteralgen-Gesellschaften aquatisch, stehend, nährstoffarm Littorelletea - Strandling-Gesellschaften amphibisch, stehend, nährstoffarm Potamogetonetea - Limnische Laichkraut-Gesellschaften aquatisch, stehend oder fließend, (mäßig) nährstoffreich

4 Klasse: Potamogetonetea Limnische wurzelnde Wasserpflanzen-Gesellschaften meso- bis eutropher Still- und Fließgewässer Ordnung 1: Callitricho-Batrachietalia Wasserstern- Wasserhahnenfuß- Gesellschaften in Flachwassern und Fließgewässern Ordnung 2: Potamogetonetalia Wurzelnde Hydrophyten-Gesellschaften mit Laichkräutern aus Vahle 2003

5 Ordnung 1: Callitricho-Batrachietalia Verband: Ranunculion fluitantis Wasserstern-Wasserhahnenfuß- Gesellschaften in Fließgewässern Pflanzenansiedlung durch Gerölltransport gehemmt Kein Nährstoffmangel in Fließgewässern Temperaturen ausgeglichen Wasserhahnenfuß (Ranunculus Subgenus Batrachium) Blätter submers, linear, tief gespalten - widerstehen der Strömung Ranunculus fluitans

6 Ordnung 1: Callitricho-Batrachietalia Verband: Ranunculion fluitantis Wasserstern-Wasserhahnenfuß- Gesellschaften in Fließgewässern R Ranunculus fluitans L Lemanea (Rotalge) M Myriophyllum C Cinclidotus fontinaloides (Laubmoos) B Brachythecium rivulare (Laubmoos) Brachythecium rivulare Fotos: M. Lüth

7 Längsdifferenzierung des Harzflusses Oker Reliefenergie Strömung ist der entscheidende Faktor Temperatur und Trophie nehmen zu, Sauerstoffgehalt nimmt ab Naturraum Fischregion Flussabschnitt Vegetation

8 Klasse: Potamogetonetea Limnische wurzelnde Wasserpflanzen-Gesellschaften meso- bis eutropher Still- und Fließgewässer Ordnung 1: Callitricho-Batrachietalia Wasserstern-Wasserhahnenfuß- Gesellschaften in Flachwassern und Fließgewässern Ordnung 2: Potamogetonetalia Hydrophyten-Gesellschaften mit Laichkräutern Verband 1: Nymphaeion albae Europäische Schwimmblatt- Decken Verband 2: Magno-Potamogetonion Großlaichkraut- Tauchvegetation Verband 3: Parvo-Potamogetonion Kleinlaichkraut- Tauchvegetation

9 Ordnung 2: Potamogetonetalia Hydrophyten-Gesellschaften mit Laichkräutern Verband 1: Nymphaeion albae Europäische Schwimmblatt-Decken Große Schwimmblätter Eutrophe Stillgewässer (oder langsam fließend) Wassertiefe 1-2 m Wind- und wellengeschützte Standorte Nuphar lutea (Gelbe Teichrose) in einem Altwasser der Wümme

10 Allg. & Pflanzensoz. Vegetationsökologie WS 16/ Ordnung 2: Potamogetonetalia Verband 1: Nymphaeion albae Europäische Schwimmblatt- Decken Myriophyllo-Nupharetum mit Schwimmblattschicht und Submersschicht aus Vahle 2011

11 Ordnung 2: Potamogetonetalia Hydrophyten-Gesellschaften mit Laichkräutern Verband 2: Magno- Potamogetonion Großlaichkraut- Tauchvegetation Submers, durch flächenblättrige Großlaichkräuter dominiert Basenreiche eutrophe Gewässer Wassertiefe < 1 bis 4 m Potamogeton compressus Potamogeton lucens

12 Ordnung 2: Potamogetonetalia - Hydrophyten-Gesellschaften mit Laichkräutern Verband 3: Parvo- Potamogetonion Kleinlaichkraut- Tauchvegetation meso- bis eutrophe Flachgewässer submers, durch fadenförmige Kleinlaichkräuter dominiert Potamogeton pusillus Potamogeton trichoides

13 Vegetationsprofile an Seeufern oligotroph: terr. Kleinseggensumpf ob.eulitoral: Eleocharition multicaulis unt. Eulitoral: Littorellion Sublitoral: Charetalia mesotroph: terr. Erlen-Sumpfwald, Gebüsch ob.eulitoral: mesotraphentes Großseggenried unt. Eulitoral: Schilf-Röhricht ob. Sublitoral: Magno-Potamogetonion unt. Sublitoral: Nymphaeion eutroph: terr. Erlen-Sumpfwald, Gebüsch ob.eulitoral: eutraphentes Großseggenried unt. Eulitoral: Schilf-Röhricht Sublitoral: Nymphaeion und Magno- Potamogetonion

14 Phragmito-Magno-Caricetea - Röhrichte und Großseggenriede Horst tussock, tuft horstig cespitose, tufted ohne Ausläufer Horstförmige und rasige Gestalttypen: Strukturelle Vielfalt, klonale Dominanz, relative Artenarmut Carex elata-sumpf Carex appropinquata-sumpf Rasen - mat rasig rhizomatous, stoloniferous mit Rhizomen oder Ausläufern Wasserseggen Calamagrostis -Ried Cladium canescens-ried mariscus-ried

15 Allg. & Pflanzensoz. Vegetationsökologie WS 16/ Phragmito-Magno-Caricetea - Röhrichte und Großseggenriede Verband 1: Glycerio-Sparganion - Bach-Kleinröhrichte Nasturtium officinale, Veronica beccabunga u.a. Verband 2: Phragmition - Teich- und Seeröhrichte Phragmites australis, Schoenoplectus lacustris, Typha latifolia u.a. Verband 3: Magnocaricion - Meso- und eutraphente Großseggensümpfe Carex acuta, C. paniculata, C. acutiformis u.a.

16 Habitatansprüche der Helm-Azurjungfer (Coenagrion mercuriale) an den Lebensraum Glycerio-Sparganion Foto: Ernst-Friedrich Kiel, Recklinghausen aus Wilmanns 1998

17 Verband 2: Phragmition - Schilf-Röhrichte Dominanzbestände aus konkurrenzstarken Graminoiden (Phragmites, Typha, Schoenoplectus) eutraphente, produktionsstarke Arten Phragmites australis, Ranunculus lingua Typha latifolia

18 Verband 2: Phragmition - Schilf-Röhrichte in Verlandungszonen eutropher Seen zwischen Laichkraut-Ges. und Bruchwäldern bzw Großseggen-Riedern Schilfbündel für Strohdächer, Niederlande 1980 Foto: H. Dierschke

19 Verband 3: Magno-Caricion - Großseggen-Rieder von hochwüchsigen Seggen-Arten dominiert schließen landseitig an Röhrichte an, oft als Ersatz von Bruchwäldern kürzere Nassphase als Röhrichte geringere Produktivität Horstige Rieder sind wichtige Rückzugs- und Bruthabitate von Watvögeln (Rallen) Carex elata Carex acuta-ried Carex appropinquata Foto: M. Chytry

20 Verband 3: Magno-Caricion - Großseggen-Rieder Vorn genutztes (einschürige Mahd), hinten brachliegendes Caricetum gracilis Białowieza, Polen, 1977 Foto: H. Dierschke

21 Montio-Cardaminetea - Quellfluren zarte hygromorphe Pflanzen, viele Moose Arktisch-alpine und atlantischsubmediterrane Pflanzen immer ausreichend Feuchtigkeit im Boden und hohe Luftfeuchtigkeit Foto: M.Chytry geringe Temperaturschwankungen (kalt-stenotherm, aber frostfrei)

22 Quelltypen (Krene) - Rheokren (Fließ-, Sturzquelle) - Helokren (Sicker-, Sumpfquelle) - Limnokren (Tümpel-, Trichterquelle) Quelle Oberlauf (quellnah) Mittellauf Unterlauf Crenale Zone Rhitral Potamal Temperatur Temperaturamplitude O 2 -Gehalt Trophie

23 Montio-Cardaminetea - Quellfluren Verband 1: Adiantion capilli-veneris - submedit.-medit. Kalk-Quellfluren Adiantum capillus-veneris u.a. Verband 2: Cratoneurion commutati - mittel- und nordeuropäische Kalk-Quellfluren Saxifraga stellaris u.a. Cardamino-Cratoneuretalia Kalk-Quellfluren mit Quellmoosen (Cratoneuron commutatum, Philonotis calcarea, Bryum pseudotriquetrum, Gymnostomum calcareum, Eucladium verticillatum) Verband 3: Epilobio nutantis-montion Weichwasser-Quellfluren Montia fontana, Epilobium nutans, u.a. Montio-Cardaminetalia Silikat-Quellfluren mit Quellmoosen (Philonotis fontana, Mniobryum albicans), Stellaria alsine u.a. Verband 4: Caricion remotae - Quellfluren nährstoffreicher Standorte Cardamine amara, Chrysosplenium alternifolium u.a.

24 Cardamino-Cratoneuretalia Kalk-Quellfluren Niederschlagswasser versickert im Boden und reichert sich dabei mit CO 2 an CO 2 + H 2 0 <=> H 2 CO 3 <=> HCO H + <=> CO H + Kohlensäure löst Kalk (CaCO 3 ) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 <=> Ca(HCO 3 ) 2 Verkarstung bei CO 2 -Entzug durch Photosynthese: Ca(HCO 3 ) 2 -> CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Adiantum capillus-veneris Kalktuff, Travertin, Kalksinter

25 Montio-Cardaminetelia - Schaumkraut-Quellflurgesellschaften Verband 3: Epilobio nutantis-montion Weichwasser-Quellfluren Montia fontana, Epilobium nutans, u.a. Montia fontana Epilobium nutans

26 Montio-Cardaminetelia - Schaumkraut-Quellflurgesellschaften Verband 4: Caricion remotae - Quellfluren nährstoffreicher Standorte mit Cardamine amara, Chrysosplenium alternifolium u.a. Chrysosplenium alternifolium Cardamine amara

27 Allg. & Pflanzensoz. Vegetationsökologie WS 16/ DIVERSITÄTSFORSCHUNG Vielfalt (Biodiversität) Die drei (bis vier) Stufen der Biodiversität einer Region: 1. genetische Diversität - Vielfalt aller Gene innerhalb einer Art 2. Artendiversität (u.a. species richness) 3. Ökosystem-Diversität (= Vielfalt an Lebensräumen) 4. Vielfalt biologischer Interaktionen (Symbionten, Herbivore...)

28 Alpha-Diversität: Vielfalt der Organismen in einem begrenzten Gebiet, das von einer Pflanzengesellschaft besiedelt ist (0,1-100 ha) Beta-Diversität (auch: Between-habitat diversity): Vielfalt der Organismen entlang eines ökologischen Gradienten oder zwischen verschiedenen Lebensräumen innerhalb eines standörtlich heterogenen Areals α β γ δ ε Gamma-Diversität: Vielfalt der Organismen in einer Landschaft, die aus mehr als einer Pflanzengesellschaft besteht ( ha) Delta-Diversität: Unterschiedlichkeit des Artenbestandes in zwei Gebieten Epsilon-Diversität (auch: Ecoregional diversity): Diversität großer Gebiete, z.b. Naturräume)

29 Alpha- und Gamma-Diversität: Maß R: Artenzahl n im Gebiet F Beta- (und Delta-)Diversität Maß: Artenwandel (species turnover rate) entlang Gradient oder zwischen verschiedenen Lebensräumen R = n/f (n = Artenzahl, F = Flächengröße) Evenness: Grad der Gleichverteilung Shannon Index: Stellt die Verschiedenheit im Ausbildungsgrad einzelner Elemente dar

30 Modell Alpha-Diversität aus: Begon et al. 1991

31 Biological mechanisms which determine species diversity (redrawn after Shmida and Wilson, 1985) aus: Kent 2012