methoden vegetationsanalyse gradienten
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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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