Hedgerows in agricultural landscapes as a habitat for forest plant species [Elektronische Ressource] / Stephan Wehling

Stephan Strogoff

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• Publié par: universitat_bremen
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 24
• Langue: English
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Extrait

Stephan Wehling
Hedgerows in agricultural landscapes as
a habitat for forest plant species
University Bremen Front page illustrated by Mario Ziegenbalg. Stephan Wehling
Hedgerows in agricultural landscapes as
a habitat for forest plant species
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades (Dr.rer.nat.)
Fachbereich Biologie / Chemie
Universität Bremen
Bremen, im Mai 2009Gutachter der Dissertation:
Prof. Dr. Martin Diekmann
Arbeitsgruppe Vegetationsökologie und Naturschutzbiologie
Institut für Ökologie, Universität Bremen
Prof. Dr. Norbert Hölzel
Arbeitsgruppe Ökosystemforschung
Institut für Landschaftsökologie, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Tag des öffentlichen Promotionskolloquiums: 09.07.2009 TABLE OF CONTENTS
Zusammenfassung……………………………………………………………………...…….v
Summary……...………………………………………………………...…………...………vii
Chapter 1……………………...…………………………………………………...…...……..1
Introduction
Chapter 2…………………………………………………………………………...………..19
Study area
Chapter 3…………………………………………………………………………………….29
Factors influencing the spatial distribution of forest plant species in hedgerows
of North-western Germany
Wehling, S. & Diekmann, M., 2008. Biodiversity and Conservation 17,
2799-2813.
Chapter 4…………………………………………………………………………………….51
Hedgerows as an environment for forest plants: a comparative case study of five
species
Wehling, S. & Diekmann, M., 2009. Plant Ecology 204, 11-20.
Chapter 5………………..………………………………………………………...…………69
Importance of hedgerows as habitat corridors for forest plants in agricultural
landscapes
Wehling, S. & Diekmann, M., in press. Biological Conservation.
Chapter 6.................................................................................................................................93
Forest herbs in European hedgerows: prediction of changes in the species
composition of different hedgerow networks along a climate gradient
Wehling, S. & Diekmann, M., submitted.
Chapter 7………………………………………………………………………………...…113
Summary and perspectives
Appendices………………………………………………………………………………....133
Danksagung…………………………………………………………………………….......139 In all four papers integrated in this thesis, Martin Diekmann contributed to ideas and
discussion, while I carried out the field work and was responsible for data analyses and
writing of the manuscripts.
The papers that are or will be published in the journals Biodiversity and Conservation, Plant
Ecology and Biological Conservation are reproduced with the kind permission of Springer
Netherlands and Elsevier, respectively. v
Zusammenfassung
Ein Großteil der Landschaften dieser Welt wird von land- und forstwirtschaftlicher Nutzung
dominiert. Die früher vorhandenen natürlichen Lebensräume, wie z.B. Wälder, wurden im
großen Ausmaß zerstört oder in ihrer Größe und Qualität stark reduziert. In Folge dieser
Prozesse sind viele krautige Waldpflanzen in ihrem Vorkommen gefährdet. Dies gilt
insbesondere für die ackerbaulich genutzten Regionen Mitteleuropas. Ein häufiges Element
dieser ländlichen Regionen, die Hecke, bietet in Teilen eine waldähnliche Umgebung, die für
Waldarten ein Ersatzlebensraum und Ausbreitungskorridor darstellen könnte. Beweise für
diese Funktionen konnten jedoch noch nicht in ausreichender Zahl erbracht werden. Daher
wurde im Rahmen dieser Arbeit der Einfluss der Hecken auf den Erhalt von Waldpflanzen
unter besonderer Berücksichtigung der dafür ursächlichen Faktoren untersucht. Durchgeführt
wurde diese Studie in einem Gebiet im Umland von Bremen, einer Stadt in
Nordwestdeutschland, welches sich durch stark fragmentierte Wälder und ein relativ dichtes
Heckennetzwerk auszeichnet.
Am Anfang dieser Arbeit stand die Untersuchung der Vorkommen von Waldarten in Hecken
und die Bestimmung der Faktoren, die diese Vorkommen beeinflussten. In dem
Untersuchungsgebiet gehörte ca. ein Viertel aller gefundenen Arten zu den typischen
Waldpflanzen. Gefährdete Arten wurden dagegen öfter in den die Hecken umgebenden
Wäldern als in den Hecken selbst gefunden. Ursächlich für die Vorkommen waren
hauptsächlich Umweltfaktoren; wobei Waldarten vor allem von niedriger Licht- und
Nährstoffverfügbarkeit gefördert wurden.
Ein weiteres Ziel war es, die Eignung des Habitats Hecke für das längerfristige Überleben von
fünf ausgewählten Waldarten (Adoxa moschatellina, Anemone nemorosa, Circaea lutetiana,
Polygonatum multiflorum und Stellaria holostea), die häufig in Hecken gefunden wurden, zu
testen. Der Vergleich von verschiedenen individuellen und reproduktiven Parametern
pflanzlicher Fitness zwischen den Lebensräumen Wald und Hecke erbrachte nur wenige
Unterschiede, die zwischen den Arten nicht einheitlich ausfielen. Gleiche Leistungsstärke,
verglichen zwischen den Habitaten, wurde für Adoxa, Anemone und Polygonatum gefunden.
Stellaria zeigte bessere Werte in Hecken, während Circaea sich besser in Wäldern
fortpflanzte. Generell hing die pflanzliche Fitness vor allem von der Licht- und
Bodenwasserverfügbarkeit ab.
Die Untersuchung der Veränderung von Anzahl und Häufigkeit von Waldarten in Wald-
Hecke-Transekten zeigte eine stark negative Beziehung zwischen wachsender Entfernung
zum Waldrand und der Anzahl von Waldarten, was als Anzeichen für eine bestehende vi
Ausbreitungskorridorfunktion von Hecken gedeutet wurde. Es ist aber zu bedenken, dass
beinahe ein Viertel der in den benachbarten Wäldern gefundenen Arten sich nicht entlang von
Hecken ausbreiten konnten. Das Alter der Hecken beeinflusste in diesem Zusammenhang
nicht die Anzahl beherbergter Waldarten sondern es zeigte sich, dass mit steigendem Alter die
Varianz innerhalb der Artzusammensetzung geringer wurde. Weiterhin wiesen vor allem
solche Arten hohe Frequenzen in Hecken auf, denen vergleichsweise hohe Ellenbergwerte für
Licht sowie Samenausbreitung mittels Wind oder Tieren nachgewiesen wurden.
Zum Abschluss dieser Arbeit wurde versucht eine Gruppe von Faktoren zu finden, die die
gesicherte Vorhersage von Waldartenvorkommen in Hecken verschiedener europäischer
Heckennetzwerke ermöglicht. Entgegen der Erwartungen hatte der einzelne Faktor
Lichtverfügbarkeit ein stärkere Beziehung zu der Waldartenfrequenz eines getesteten
Heckennetzwerkes als die ausgewählte Faktorengruppe, die aber aus Variablen bestand, deren
Einfluss auf das Vorkommen von Waldarten in Hecken nachgewiesen werden konnte. Daher
ist es wahrscheinlich, dass die in den lokalen Wäldern vorhandene Artengemeinschaft
entscheidender für die Artzusammensetzung in den Hecken war als andere Faktoren.
Gefundene Veränderungen innerhalb der Umweltbedingungen und Artzusammensetzung
verschiedener Hecken entlang eines Klimagradienten, wie z.B. Anzeichen für trockenere und
basischere Böden sowie geringere Anteile an Chamaephyten und wintergrünen Arten in
kontinentaleren Gebieten, ließen sich größtenteils durch die Veränderung im Klima erklären.
Sowohl klimatische Veränderungen als auch die Variation in der lokal verfügbaren
Artengemeinschaft sind wichtige Einflussgrößen, die die Frequenz von Waldarten in Hecken
bestimmen.
Zusammenfassend lässt sich davon ausgehen, dass die Hecken in Nordwestdeutschland der
Mehrheit der lokalen Waldarten ein geeignetes Habitat bieten und dass sie diesen Arten,
wahrscheinlich aufgrund von erhöhter Konnektivität zwischen Lebensraumfragmenten, helfen
zu überleben. Viele bedrohte Waldarten dagegen scheinen ausschließlich an (alte) Wälder
gebunden zu sein und können keine Vorteile aus den vorhandenen Heckennetzwerken ziehen.
Zukünftige Untersuchungen in diesem Bereich müssen die lokale Artengemeinschaft der
Wälder berücksichtigen, da sie entscheidend für die Artzusammensetzung von Hecken sind. vii
Summary
In many countries of the world the landscape today is dominated by agri- and silvicultural
land, whereas the former natural habitats, such as forests, have largely been destroyed or
reduced in size and quality. As a consequence, many herbaceous forest plant species are
endangered, especially in the intensively used farming landscapes of Central Europe.
Hedgerows, common elements of rural landscapes, partly offer a similar environment as
forests. They have been proposed as habitat and conservation corridor for woodland herbs,
but their importance for the survival of these species is still not clear. In this study the value
of hedgerows for the conservation of forest plant species was examined with special attention
paid to the influencing factors mainly responsible for the occurrence of these herbs. Selected
for study was an agricultural used region with a highly fragmented forest cover and a
relatively dense hedgerow network in the hinterland of Bremen, a city in north-western
Germany.
The first objective of this study was to survey the hedgerows for the occurrence of forest
specialists and to determine which factors are infl