Raum-zeitliche Auswirkungen unterschiedlicher hydrologischer Bedingungen auf die Waldvegetation der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt [kumulative Dissertation]

  • Auen sind durch den Eingriff des Menschen stark in ihrem Bestand gefährdet. Die auentypische Dynamik, mit regelmäßigen Überflutungen und Grundwasserstandsschwankungen, fehlt weitgehend. Die Auwaldvegetation hat sich dadurch maßgeblich verändert und auentypische Habitate (u.a. Weichholzauen) sind in den meisten Auwäldern nicht mehr vorhanden. In dieser Arbeit werden die raum-zeitlichen Auswirkungen unterschiedlicher hydrologischer Bedingungen (fehlende Dynamik vor Maßnahmenbeginn und neu initiierte Dynamik durch ein Redynamisierungsprojekt) auf die Auwaldvegetation der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt untersucht. Dargelegt werden zum einen die Veränderung der Vegetation nach Jahren ohne Dynamik und zum anderen die Effekte einer Redynamisierung auf die Waldvegetation innerhalb der Aue. Um Veränderungen festzuhalten ist ein gut durchdachtes Monitoring essentiell. Überlegungen zur Flächenauswahl werden in Kapitel 2 ausführlich behandelt. Habitatreiche Ökosysteme, wie Auen, verlangen dabei nach unterschiedlichen Methodiken zumAuen sind durch den Eingriff des Menschen stark in ihrem Bestand gefährdet. Die auentypische Dynamik, mit regelmäßigen Überflutungen und Grundwasserstandsschwankungen, fehlt weitgehend. Die Auwaldvegetation hat sich dadurch maßgeblich verändert und auentypische Habitate (u.a. Weichholzauen) sind in den meisten Auwäldern nicht mehr vorhanden. In dieser Arbeit werden die raum-zeitlichen Auswirkungen unterschiedlicher hydrologischer Bedingungen (fehlende Dynamik vor Maßnahmenbeginn und neu initiierte Dynamik durch ein Redynamisierungsprojekt) auf die Auwaldvegetation der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt untersucht. Dargelegt werden zum einen die Veränderung der Vegetation nach Jahren ohne Dynamik und zum anderen die Effekte einer Redynamisierung auf die Waldvegetation innerhalb der Aue. Um Veränderungen festzuhalten ist ein gut durchdachtes Monitoring essentiell. Überlegungen zur Flächenauswahl werden in Kapitel 2 ausführlich behandelt. Habitatreiche Ökosysteme, wie Auen, verlangen dabei nach unterschiedlichen Methodiken zum Monitoring der verschiedenen Habitate. Die Vorteile eines stratifiziert-zufälligen Monitoringdesigns für die Auwaldvegetation werden dargelegt. Durch diese Methodik wird eine gleiche Verteilung der Flächen auf die wirksamen Umweltgradienten erreicht. Für die Ufer- und Wasservegetation ist hingegen ein Monitoring durch Transekt zu empfehlen. Die Untersuchungen zur Waldvegetation und deren Standortabhängigkeit vor Beginn der Redynamisierung zeigen auf, dass bergahornreiche Auefolgegesellschaften und eschenreiche Hartholzauen unterschiedlichen Wasserhaushalts dominieren (Kapitel 3). Eine Terrestrialisierung des Auwalds kann nachgewiesen werden. Weichholzauen hingegen sind nicht mehr anzutreffen. Die überragende Rolle des Wasserhaushalts für die Artenzusammensetzung kann bestätigt werden und der Grundwasserstand, die Höhe über dem Umgehungsbach und die Bodenfeuchte sind als die wichtigsten floristischen Hauptgradienten erkannt worden. Die Auswirkungen der Redynamisierungsmaßnahmen auf die Auwaldvegetation ist anhand von Wiederholungsaufnahmen zwischen 2008 und 2012 untersucht worden (Kapitel 4). Flächen, die nicht geflutet werden, zeigen aktuell noch keine Reaktion auf die geänderten abiotischen Bedingungen. Flächen, die hingegen regelmäßig durch den Umgehungsbach unter Wasser stehen, zeigen eine signifikante Veränderung der Artenzusammensetzung. In diesen hoch dynamischen Bereichen kann eine Entwicklung hin zu feuchteren Bedingungen nachgewiesen werden. Eine deutliche Zunahme von auentypischen Arten und ein Anstieg der Ellenberg Feuchtezahl kann beobachtet werden. Die Überflutungsdauer ist dabei als der wesentlichste Hauptgradient erkannt worden. Eine räumliche Prognose der Vegetation ist mittels der Ellenberg Feuchtezahl erstellt worden (Kapitel 5). Auf Basis von Grundwasser- und Bodendaten kann die Feuchtezahl erfolgreich vorhergesagt und die Veränderung der Vegetation, die durch die Maßnahmen initiiert wurden, räumlich erfasst werden. Durch ein Generalisiertes Adaptives Model (GAM) ist es möglich die Auswirkungen der Maßnahmen auf die Vegetation zu prognostizieren. Die Ellenberg Feuchtezahl hat sich als geeignetes Mittel für eine Prognose der Vegetation in Auwäldern erwiesen. Die kurzfristigen Auswirkungen eines zehnjährigen Hochwassers auf die Vegetation des Auwalds werden ergänzend (BOX) analysiert. Im Juni 2013 fand im Auwald ein natürliches Hochwasser statt, wodurch weite Teile des Auwalds für ca. drei Wochen geflutet waren. Die Effekte auf die Vegetation waren dabei deutlich stärker als dies bei einer ökologischen Flutung der Fall ist. Die Vegetationsdecke der Krautschicht ging deutlich zurück, während der Anteil des offenen Bodens deutlich zunahm. Das System wurde somit teilweise auf null gesetzt. In der Synthese (Kapitel 6) werden die räumlichen und zeitlichen Effekte sowie der Einfluss der Überflutung und des Grundwassers übergreifend diskutiert. Offenbar stellt die Überflutungsdauer den wichtigsten Faktor für die Artenzusammensetzung dar. Nach Maßnahmenbeginn sind die größten Veränderungen an den Standorten nachzuweisen, die durch den Umgehungsbach periodisch überflutet werden. Hier konnten sich sehr schnell neue auentypische Arten etablieren. Im Vergleich zu den nicht direkt vom Umgehungsbach beeinflussten Standorten veränderte sich die Vegetation hier hin zu Arten, die Überflutungen tolerieren können. In weiten Teilen des Projektgebietes sind jedoch aktuell noch keine Veränderungen festzustellen. Die Auswirkungen der ökologischen Flutungen und des Grundwasseranstiegs sind nicht nachzuweisen. Da das Grundwasser bereits vor Maßnahmenbeginn eindeutig als floristischer Hauptgradient nachzuweisen ist, ist davon auszugehen, dass die Vegetation zeitverzögert darauf reagieren wird und die Effekte in einem längeren Zeitraum wirksam werden. Ein langfristiges Monitoring ist daher zu empfehlen, um diese Effekte zu erfassen.zeige mehrzeige weniger
  • Floodplains are critically endangered due to anthropogenic influences like straightening and embankment of the rivers and the building of barrages. Regular floodings and groundwater fluctuations, thus the floodplain typical dynamics, are missing. As a result of this, the alluvial vegetation has drastically changed and floodplain typical habitats (e.g. softwood forests) do not exist anymore in most riparian areas. Within this work, the spatial and temporal changes of the alluvial forest vegetation under different hydrological situations (missing dynamics before the onset of restoration; newly initiated dynamics caused by a redynamisation project) are analyzed. To capture the changes on vegetation, a well thought out monitoring set-up is mandatory. Considerations on a proper plot selection are described in detail in chapter 2. Habitat rich ecosystems, like floodplains, demand for different methods for the monitoring of the different habitats (e.g. floodplain forest, semi-aquatic/aquatic sites). The advantages of a stratified-randomFloodplains are critically endangered due to anthropogenic influences like straightening and embankment of the rivers and the building of barrages. Regular floodings and groundwater fluctuations, thus the floodplain typical dynamics, are missing. As a result of this, the alluvial vegetation has drastically changed and floodplain typical habitats (e.g. softwood forests) do not exist anymore in most riparian areas. Within this work, the spatial and temporal changes of the alluvial forest vegetation under different hydrological situations (missing dynamics before the onset of restoration; newly initiated dynamics caused by a redynamisation project) are analyzed. To capture the changes on vegetation, a well thought out monitoring set-up is mandatory. Considerations on a proper plot selection are described in detail in chapter 2. Habitat rich ecosystems, like floodplains, demand for different methods for the monitoring of the different habitats (e.g. floodplain forest, semi-aquatic/aquatic sites). The advantages of a stratified-random sampling design for the floodplain forest are shown. With this design an even distribution of the plots on the ecological effective environmental gradients is guaranteed. Transect sampling is recommended for the semi-aquatic/aquatic sites, instead. The analysis of the vegetation before the restoration has started shows that successional forest communities, rich in sycamore and hardwood forests, rich in ash trees, dominate, whereas softwood forest cannot be recorded (chapter 3). A terrestrialization of the floodplain forest is detected. The main gradient for vegetation composition can be defined by the groundwater-level, the height above the floodplain river and the soil moisture content. The effects of the restoration project on the alluvial forest vegetation were investigated between 2008 and 2012 (chapter 4). Plots that are not or rarely flooded, do not yet show any response to the changed abiotic conditions. Plots which are regularly flooded due to the new floodplain river show a significant change in vegetation composition, instead. A directional vegetation change towards wetter and more dynamic conditions within these plots can be observed. The number of floodplain typical species and the mean Ellenberg moisture value increased. Flooding duration is detected as the main environmental gradient and structural changes of vegetation are mainly caused by periodic inundation. A spatial prediction of vegetation is done by the Ellenberg moisture value (chapter 5). Based on groundwater and soil data, the moisture value is successfully predicted and changes on vegetation, initiated by the measures, are captured in space. With the help of a Generalized Adaptive Model (GAM) it is possible to prognosticate the effects of the measures on the alluvial forest. The Ellenberg moisture value has proven to be a useful tool for vegetation prognosis within a floodplain. The short-term effects of a HQ10 on floodplain vegetation were analyzed in the BOX. A natural flood took place in June 2013 and large parts of the floodplain were inundated for about three weeks. The effects on vegetation were much stronger than during an ecological flooding, The vegetation cover of the herb layer was drastically reduced and the percentage of open soil increased. Thus, the system was partly set back to an early successional stage. The spatial and temporal effects and the influence of flooding and groundwater are discussed in chapter 6. Flooding duration was detected as the main gradient for changes in vegetation composition. After restoration has started, the greatest changes are observed on plots being regularly inundated by the new floodplain river. Floodplain typical species can quickly establish on these stands and, in comparison to plots that are never or hardly flooded, species tolerant of flooding can easily grow there. But, in most parts of the study area, no greater changes can be observed yet. The influence of the ecological flooding and the groundwater increase cannot be proven so far. As groundwater was detected as an important variable for vegetation composition before the onset of restoration, it is to be expected that vegetation will react with a time-lag to the groundwater increase and fluctuations. Thus, a long-term monitoring is recommended.zeige mehrzeige weniger

Volltext Dateien herunterladen

Metadaten exportieren

Weitere Dienste

Teilen auf Twitter Suche bei Google Scholar Statistik - Anzahl der Zugriffe auf das Dokument
Metadaten
Verfasserangaben:Lang, Petra
URN:urn:nbn:de:bvb:824-opus4-1842
Betreuer:Prof. Dr. Cyffka, Bernd, Prof. Dr. Ewald, Jörg
Dokumentart:Dissertation
Sprache der Veröffentlichung:Mehrsprachig
Online-Veröffentlichungsdatum:06.06.2014
Datum der Erstveröffentlichung:06.06.2014
Veröffentlichende Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt
Titel verleihende Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Mathematisch-Geographische Fakultät
Datum der Abschlussprüfung:19.05.2014
Datum der Freischaltung:06.06.2014
Freies Schlagwort / Tag:Ellenberg Feuchtezahl; Räumliche Modellierung; Vegetationsdynamik
GND-Schlagwort:Ingolstadt, Region; Neuburg a.d.Donau, Region; Donau; Vegetationsentwicklung
Seiten:47 S. : graph. Darst.
Fakultät/Lehrstuhl:Mathematisch-Geographische Fakultät
DDC-Klassifikation:9 Geschichte und Geografie / 91 Geografie, Reisen / 910 Geografie, Reisen
Lizenz (Deutsch):License LogoKeine Lizenz - es gilt das deutsche Urheberrecht