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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-14138
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1413/


Rudner, Michael

Zwergbinsenrasen im Südwesten der Iberischen Halbinsel : eine Analyse räumlicher und zeitlicher Vegetationsmuster

Dwarf rush communities in the Southwestern Iberian Peninsula : an analysis of spatial and temporal vegetation patterns

Dokument1.pdf (13.158 KB) (md5sum: 3d7578f58c19aca298c3d36fb6dd0a03)

Kurzfassung in Deutsch

Raumzeitliche Vegetationsmuster in mediterranen Zwergbinsenrasen wurden in zwei Gebieten im Südwesten der Iberischen Halbinsel, der Serra de Monchique (Algarve, Portugal) und dem Campo de Gibraltar (Andalusien, Spanien), untersucht. Im westlichen Mittelmeerraum treten Zwergbinsenrasen (Isoeto-Nanojuncetea) häufig auf gering-mächtigen Böden gemeinsam mit Helianthemetea-Gesellschaften auf. Die Vegetations-periode beginnt mit den ersten Regenfällen im Herbst und endet spätestens vier Wochen nach den letzten Winterregen. Gegen Ende der Regenperiode zeichnet sich ein rascher Arten-umsatz ab. Arten der Zwergbinsenrasen werden durch Arten der Sandtrockenrasen (Helianthemetea) ersetzt. Zeitliche Muster werden durch räumliche Muster ergänzt, die vom Wasserhaushalt und Materialverfrachtung abhängen. Zwergbinsenrasen sind in Lücken der Heiden oder aus-dauernder Rasen einerseits und therophytenreiche Trockenrasen oder Felsgesellschaften andererseits eingebettet.

Aufbauend auf den Kenntnisstand zu mediterranen Zwergbinsenrasen wird ein konzeptio-nelles Modell zu ihrer Ökologie aufgestellt, das die Grundlage für den Untersuchungsansatz bietet. Zur Erfassung der raumzeitlichen Muster wurde ein dreiskaliger Ansatz gewählt, der auf jeder Maßstabsebene sowohl die Erfassung der Vegetation als auch der Standortfaktoren beinhaltet. Der Einführung in den westmediterranen, ozeanisch getönten Untersuchungs-raum folgt eine Darstellung der angewendeten standörtlichen Erfassungsmethoden, der vegetationskundlichen Methoden und schließlich Ausführungen zur Probenahme.
Im Landschaftsmaßstab zeichnen sich potentielle Zwergbinsenrasen-Standorte durch ein relativ kleines Einzugsgebiet und flachere Hangneigung aus als im Mittel des Gebirgs-raums. Es kommen Kuppenlagen und Feinmaterialansammlungen an Verflachun-gen, ob als Sand-steinschuttdecken am Unterhang oder Grusdecken am Mittel- oder Unterhang, in Betracht. Ein gemeinsames Charakteristikum ist die Anordnung einer wasserleitenden Locker-materialschicht über einem Wasserstauer, der aus Festgestein oder tonigem Material aufgebaut sein kann.

Die Klassifikation von 260 Vegetationsaufnahmen wird nach Untersuchungsgebiet gegliedert, da in der Serra de Monchique die mit einbezogenen Trockenrasengesellschaften der Klasse Helianthemetea stärker differenziert sind – es werden vier neue Subasso-ziationen des Helianthemo-Plantaginetums beschrieben – und im Campo de Gibraltar mehr Über-gänge zu ausdauernden Rasen der Molinio-Arrhenateretea oder Anagallido-Juncion-Sümpfen gegeben sind. Zudem gibt es einige Unterschiede in der Flora. Die Verteilung der beschriebenen Gesellschaften in Abhängigkeit von Exposition und Höhenlage zeigt, dass Zwergbinsenrasen in allen Höhenstufen vertreten sind und neben dem Junco-Isoetetum, das eine weite Amplitude zeigt, eine Reihung der Gesellschaften mit der Höhe abgeleitet werden kann.
In den Analysen der Vegetationskarten, die Hangausschnitte im 10er Meter-Bereich abbilden, und der begleitenden Terrainanalysen zeigt sich eine klare Reihung in Abhängigkeit von einem topografischen Feuchteindex, der die Neigung zur Wassersättigung bzw. den Stau-nässeeinfluss repräsentiert. Durch die Simulationsrechnung des Wasserhaushalts werden die Standortverhältnisse der verschiedenen Abschnitte einer Grusdecke und die jeweilige Eig-nung für Zwergbinsenrasen verständlich gemacht. Die Rolle der Porenverteilung in den Böden und deren Mächtigkeit wird dargelegt. Insbesondere für das Loto-Chaetopogonetum in Randbereichen der Grusdecken wird der entscheidende Einfluss einer über das Ende der Regen-fälle hinaus anhaltenden Versorgung mit Zuschusswasser gezeigt.
Die zeitliche Variabilität der Zwergbinsenrasen wird auf der Grundlage von Dauer-flächen-beobachtungen analysiert. Die saisonale Entwicklung vom Frühjahr zum Sommer lässt sich unabhängig von einer phänologischen Differenzierung der Arten nicht in klare Phasen auf-trennen. Der herbstliche Aspekt der Zwergbinsenrasen kann als eigenständige Chrono-zönose aufgefasst werden. Für den frühsommerlichen Übergang ist eher ein Überlagerungs-komplex von Gesellschaften der Isoeto-Nanojuncetea und der Helianthemetea zu erkennen, bei dem der Anteil der Vertreter der einen Klasse allmählich abnimmt und entsprechend der der anderen Klasse wächst. Die Vegetationsentwicklung wird im Wesentlichen vom Bodenwasserhaushalt und dem Energie-haushalt gesteuert. Die Fluktuation der Arten von Jahr zu Jahr bewegt sich in einem ähnlichen Rahmen wie die saisonale Variation, was den starken Einfluss der Variabilität der Witterungsverhältnisse auf die Artenkombination der Zwergbinsenrasen herausstellt.
Die Punktmusteranalyse zur inneren Struktur der Zwergbinsenrasen zeigt artspezifische Muster, im Wesentlichen Klumpung auf verschiedenen Niveaus auf. In einem weiteren Schritt kann die räumliche Heterogenität des Bestandes über die Abhängigkeit von der Bodenmächtigkeit auf Artniveau erklärt werden.


Kurzfassung in Englisch

In two regions in the Southwestern Iberian Peninsula, the Serra de Monchique (Algarve, Portugal) and the Campo de Gibraltar (Andalusia, Spain), spatio-temporal patterns in Mediterranean dwarf rush communities were studied. In the western Mediterranean, dwarf rush communi-ties (Isoeto-Nanojuncetea) on shallow soils often co-occur with Helianthemetea communities. The growing season starts at the first rainfalls in autumn and ends not later than four weeks after the last winter rains. There is a rapid species turnover towards the end of the wet season. Species of the dwarf rush communites are replaced by species of the Tuberaria-vegetation. Temporal patterns are complemented by spatial patterns, depending on the water balance and sediment import rates. Dwarf rush communities are embedded within scrub communities and meadows dominated by perennial herbs on the one hand and annual rich Tuberaria- oder Sedum-communities on the other hand.

Based on the current knowledge of Mediterranean dwarf rush communities, a conceptual ecologi-cal model was set up constituting the basis of this investigation. A multiscale approach was chosen for the study of spatio-temporal patterns, including vegetation records as well as measurements of habitat factors at different scales. An introduction to the western Mediterranean study region with oceanic influenced climate is followed by the description of the employed environmental survey methods, plant ecological methods and the sampling design.
On the landscape level potential habitats of dwarf rush communties are characterized by a relatively small specific catchment area and a flatter slope than the mean values of the mountain range. Hill top situations as well as fine material accumulations on flatter sections of the slope, may be sandstone debris on the lower slope may be gravel cushions on mid-slope, constitute possible habitats. A common characteristic is the position of a water permeable layer above an impermeable layer that may be formed by rock or clay.

The classification of 260 vegetation records is ordered by study region, as in the Serra de Monchique the class Helianthemetea is more intensely differentiated – four subassociations are newly defined – and in the Campo de Gibraltar more transitions to perennial meadows belonging to the class Molinio-Arrhenateretea or to Anagallido-Juncion fens are given. Moreover there are some differences in the flora. The distribution of the described communities depending on slope aspect and altitude shows that dwarf rush communities are present at all altitudinal levels. Besides the Junco-Isoetetum that shows a large amplitude, the communities may be lined up by altitude.
The analysis of the vegetation maps, each representing slope sections of 10 to 35 m, shows a distinct zonation depending on the topographic wetness index that reflects the tendency of the soils to water saturation. The environmental conditions in different sections of the gravel cushions and the subsequent habitat suitability for dwarf rush communities are explained by the simulation of the soil water balance. The role of the pore distribution in soils and of the soil thickness are shown. The influence of water inflow after the end of the rainy period on the Loto-Chaetopogonetum close to the margins of the gravel cushions is explained.
The temporal variability of dwarf rush communities is analyzed on the basis of permanent plot records. The intra-annual development from spring to summer may not be clustered to well defined phases if the species are not phenologically differentiated. The autumnal aspect of the dwarf rush communities may be interpreted as independent chronocoenosis. The transition in early summer is rather an overlapping complex of Isoeto-Nanojuncetea and Helianthemetea communities, where the proportion of species of one class declines while the proportion of the other class increases. The species diversity of the communities did not change noticeably during the transition and declined with the beginning summer drought. The vegetation development is controlled by the soil water regime and the energy balance. The interannual species fluctuation is of the same range as the intra-annual variation. This demonstrates the strong influence of the climatic variability on the species composition of dwarf rush communities.
The point pattern analysis on the internal structure of dwarf rush communities shows species specific patterns, essentially spatial aggregations on different levels. The analysis of a community by multiscale ordination shows that the most intense spatial variance may be observed on a 15 cm scale. In the next step, the spatial heterogeneity is explained by dependence on the soil thickness at species level.


SWD-Schlagwörter: Iberische Halbinsel , Andalusien , Algarve , Vegetationsentwicklung , Pflanzensoziologie , Zwergbinsengesellschaft , Sandtrockenrasen , Musteranalyse
Freie Schlagwörter (deutsch): Mehrskalige Ordination , Punktmusteranalyse
Freie Schlagwörter (englisch): vegetation pattern , multiscale ordination , point pattern , Iberian Peninsula , dwarf rush communities
Institut: Institut für Biologie 2
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Deil, Ulrich (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.07.2004
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 10.08.2004
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