Ökologische Renaturierung eine Frage der Arten, Herkünfte und Sorten

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Eike Kneller
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1 Ökologische Renaturierung eine Frage der Arten, Herkünfte und Sorten Johannes Kollmann Renaturierungsökologie, Technische Universität München Workshop Möglichkeiten und Grenzen von Blühstreifen in der Agrarlandschaft, , Frankfurt

2 Warum Renaturierung in der Agrarlandschaft? Motivation, Konzepte und Ziele

3 wegen intensiver Landnutzung Ausgeräumte Agrarlandschaft bei Zülpich

4 wegen Habitatfragmentierung Zerschneidung einer Agrarlandschaft bei Kopenhagen

5 wegen invasiver Fremdarten Impatiens glandulifera in der Agrarlandschaft bei Freising

6 ... wegen zukünftiger Entwicklung der Landschaft Szenario A 2050 Szenario D 2050 Mais (38 %) Mais (17 %) Szenario A Szenario D (Mertelmeyer & Arndt, unpubl. Daten)

7 Ökosystemfunktion (Produktivität, Nährstoffhaushalt) Grundzüge ökologischer Renaturierung URSPRÜNGLICHES ÖKOSYSTEM Renaturierung Sukzession Degradierung Degradierung, natürliche Wiederherstellung, Renaturierung (nach Temperton et al. 2004) DEGRADIERTES ÖKOSYSTEM Ökosystemstruktur (Arten und Komplexität)

8 Ökosystemfunktion (Produktivität, Nährstoffhaushalt) Grundzüge ökologischer Renaturierung URSPRÜNGLICHES ÖKOSYSTEM 3. Re-? 1. Re- 2. Re-? Mögliches Vorgehen 4. Re-? DEGRADIERTES ÖKOSYSTEM Ökosystemstruktur (Arten und Komplexität)

9 Ökosystemfunktion (Produktivität, Nährstoffhaushalt) Grundzüge ökologischer Renaturierung URSPRÜNGLICHES ÖKOSYSTEM Rekultivierung Renaturierung Rehabilitation Regeneration Rekonstruktion Revitalisierung Derzeitiges Vorgehen DEGRADIERTES ÖKOSYSTEM Ökosystemstruktur (Arten und Komplexität)

Ziele und Vorgehen der Renaturierungsökologie Zielsetzung Erhebung Planung Ausführung Monitoring 1. Charakteristische Artenzusammensetzung 2. Vermeiden invasiver Fremdarten 3.

10 Ziele und Vorgehen der Renaturierungsökologie Zielsetzung Erhebung Planung Ausführung Monitoring 1. Charakteristische Artenzusammensetzung 2. Vermeiden invasiver Fremdarten 3. Vorkommen funktioneller Artengruppen 4. Reproduktion der Zielarten 5. Normale Ökosystemfunktionen 6. Integration in die Landschaft 7. Keine negativen Einflüsse 8. Robust gegen Stress und Störung 9. Nachhaltigkeit des Ökosystems in dynamischem Sinn (SER Primer on Ecological Restoration 2002)

11 Renaturierung der Agrarlandschaft

12 Kalkmagerrasen bedroht durch Intensivnutzung, Sukzession und Fragmentierung NSG Scheibenbuck, Kaiserstuhl ( ) (Kollmann & Staub Journal of Nature Conservation) 1975 Renaturierungsmahd

13 Wiederherstellung von Kalkmagerrasen durch Oberbodenabtrag und Mähgutübertragung (Zerbe & Wiegleb 2009)

14 Wiederherstellung von Kalkmagerrasen durch Oberbodenabtrag und Mähgutübertragung

Frisches Heu 58 46 Ausbürsten 59 36 http://www.

15 Übertragung von Grünlandarten bei Renaturierung Ausbringung Zielarten-Etablierung nach 3 Jahren (%) Mineralboden Ackerboden Getrocknetes Heu Frisches Heu Ausbürsten Direktsaat (nach Kirmer et al. 2012)

16 Entwicklung initialer Kalkmagerrasen auf Kies

17 Herkunftsabhängige Etablierung der Zielarten Dianthus carthusianorum Emer Walker

18 Herkunftsabhängige Etablierung der Zielarten Tukey-test: P < 0.05 (Walker et al., unpubl. Daten) Kultivare von Arten der Kalkmagerrasen etablieren sich schlechter

19 Revitalisierung der Agrarlandschaft

20 Wiederansiedlung von Ackerwildkräutern? Julia Prestele

21 Wiederansiedlung von Ackerwildkräutern Lithospermum arvense Legousia speculum-veneris (Prestele et al., unpubl. Daten) Tukey-test: P < 0.05 Consolida regalis

22 Wiederansiedlung von Ackerwildkräutern Legousia speculum-veneris (Prestele et al., unpubl. Daten) Reduzierte Getreidedichten nötig

23 Einrichtung von Buntbrachen und Ackerrandstreifen Frankenhausen, Hessen (Vestergaard 2007)

24 Keimung verschiedener Saatgutherkünfte unter regionalen Freilandverhältnissen Keimrate Centaurea cyanus Cichorium intybus Daucus carota ANOVA, Tukey-test: ***, P < 0.001; *, P < 0.05 Leucanthemum vulgare Silene alba (Keller & Kollmann 1999, Agriculture, Ecosystem and Environment)

25 Herkunftspezifische Herbivorie von zwei Schneckenarten Herbivorierate (LSM's) ANOVA, Tukey-test Herbivorierate (LSM's) (Keller et al. 1999, Acta Oecologica) Arion ater Deroceras reticulatum

05 Quadratwurzel der Trockenmasse Papaver rhoeas

26 Biomasse europäischer Herkünfte sowie von Hybriden mit regionalem Saatgut ANOVA, Tukey-test: *, P < 0.05 Quadratwurzel der Trockenmasse Papaver rhoeas (Keller et al. 2000, Journal of Applied Ecology) Heterosis Epistasis

27 Potentiell negative Eigenschaften fremden Saatguts (1) Samen mit fremden Arten verunreinigt (2) Fehlende Anpassung an lokale Umweltverhältnisse Geringe Etablierung der Zielarten, abweichende Artenzusammensetzung (3) Übermäßig erfolgreiche Genotypen (4) Veränderte synökologische Eigenschaften (5) Genetische Unterschiede Effekte innerhalb des Blühstreifens Effekte außerhalb des Blühstreifens Genfluss Unkrautprobleme Assoziierte Organismen betroffen Fremdzuchtprobleme lokaler Populationen (Kollmann & Keller 2001, Kieler Notizen)

28 Offene Fragen und Zusammenfassung

Nächstmögliche Vorkommen Medicago sativa

29 1. Richtlinien des Saatguts bei Renaturierung? Artengruppe Risiko Herkunft Verwilderte Kulturarten Minimal Überregional Gehandelte Arten Gering Großregion Weitverbreitete Arten Mittel Region Seltene Arten Hoch Unterregion Ausgestorbene Arten Nicht anwendbar Nächstmögliche Vorkommen Medicago sativa Dactylis glomerata Inula salicina Dianthus superbus Agrostemma githago (Kollmann & Keller 2001, Kieler Notizen)

30 2. Filter der Arteneinwanderung bei Renaturierung? (van Andel & Aronson 2006) Experimente nötig zu Ausbreitungs- oder Standortlimitierung

Pflanzenmaterial Ausbringen ungeeigneter Arten oder Genotypen Ausbleiben biotischer Wechselwirkungen Mutualismen Einwanderung

31 Zusammenfassung: Renaturierung in der Agrarlandschaft Erfolg der Renaturierung?? Probleme Herausforderungen Ungeeignete Standortsverhältnisse Referenzsysteme Unzureichende Reste natürlicher Vegetation Pflanzenmaterial Ausbringen ungeeigneter Arten oder Genotypen Ausbleiben biotischer Wechselwirkungen Mutualismen Einwanderung unerwünschter Fremdarten Invasive Arten Keine spontane Zunahme der Biodiversität Mangelnde Anpassung an klimatische Veränderungen Monitoring Ästhetisch unbefriedigende Vegetation und Landschaft

32 Danksagung

33 Danksagung Fragen?

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