| License: Publishing license for publications excluding print on demand (857kB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-268643
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.26864
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 12 December 2012 |
| Referee: | Prof. Dr. Peter Poschlod |
| Date of exam: | 14 March 2012 |
| Institutions: | Biology, Preclinical Medicine > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Ökologie und Naturschutzbiologie (Prof. Dr. Peter Poschlod) |
| Keywords: | grazing, Mediterranean grassland, dehesa, fire, ploughing, endozoochory, germination ecology, soil seed bank / Dehesa, mediterranes Grassland, Beweidung, Feuer, Endozoochorie, Samenbank, Ausbreitung, Pflügen |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 580 Botanical sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 26864 |
Abstract (English)
The Mediterranean dehesas are an example of an agro-ecosystem with very high biodiversity. The management regimes of the Spanish and Portuguese dehesas are complex due to their traditional, multi-factorial use by different livestock, extensive agricultural exploitation as well as production of firewood and cork over many centuries. The formerly huge areas covered with a dehesa type ecosystem in ...
Abstract (English)
The Mediterranean dehesas are an example of an agro-ecosystem with very high biodiversity. The management regimes of the Spanish and Portuguese dehesas are complex due to their traditional, multi-factorial use by different livestock, extensive agricultural exploitation as well as production of firewood and cork over many centuries. The formerly huge areas covered with a dehesa type ecosystem in Mediterranean Spain are nowadays reduced to about 3 – 3.5 Mio. ha. However, the decline of open, semi-natural grasslands like the Spanish dehesas as well as their typical and species-rich flora and fauna is caused both by abandonment and agricultural intensification and represents a global problem.
A special role in the pasturing system of a dehesa plays the Iberian pig, which roam traditionally free on large pastures in herds mixed with cattle. Besides their grazing activities, pigs have a special impact on vegetation due to their digging in soil. With the disruption of the normally dense vegetation cover, digging increases patchiness and vegetation dynamics. Therewith, in the present work, the effect of changes of the traditional grazing system of a Mediterranean dehesa with mixed herds of cattle and pigs in single pig grazing and abandonment on vegetation was studied. The different management regimes resulted not only in different species numbers, but also in specific plant compositions. After four years, species number was highest on pig pasture, followed by cattle and pig pasture, being lowest at fallow. Whereas species composition changed after change in grazing system, the influence of slope remained clearly visible throughout the years.
The effects of other traditional managements (burning, ploughing and a combination of both), often being used against shrub encroachment in grazed Mediterranean dehesas, were also studied. Both, species composition as well as species number differed between the managed areas as well as between the managed areas and the solely grazed area. As species composition differed until the end of the project compared to the solely grazed areas, some kind of memory of the vegetation regarding disturbances was indicated through several persistent species. Cistus spec. as typical phryganic plants from the Mediterranean Basin showed an increase on the burned and burned and ploughed areas compared to the ploughed and solely grazed pastures, indicating the management problems of encroachment of these unwanted shrubs after fire hazards.
To reveal the mechanisms behind the effect of management regimes on vegetation patterns and dynamics, dispersal in space and time were also studied. Therefore, endozoochorous dispersal for both cattle and pigs was analysed. A broad range of species was dispersed through the dung of both livestock with partly high numbers of seedlings per species. Both seedling number as well as species number emerged from pig dung was lower than from cattle dung. However, due to the broad range of species germinated from both pig and cattle dung, both pigs and cattle must be considered as important dispersal vectors for Mediterranean dehesa vegetation. Since resilience of plant species gains in importance with increasing disturbance intensity and frequency, the composition of soil seed bank from differently managed areas were investigated, too. Here, the investigation focused on the influence of management on soil seed bank composition and similarity of soil seed bank and actual vegetation. Species number and seedling number varied both between soil depth as well as management of the respective area. Similarity of soil seed bank composition and actual vegetation was generally low, and similarity decreased with increasing disturbance intensities. Besides grazing, fire is one of the major factors shaping Mediterranean type ecosystems. Taking this fact into account the effect of heat and smoke on the germination of 27 selected species has been tested in a laboratory experiment. Altogether, species tested in this experiment showed a wide variation in their response to heat and smoke treatments. Using the results of this experiment as a basis for interpretation, the influence of the management tool fire as well as an increasing number of wildfires should have serious influence on species composition of dehesa grasslands.
Interpreting the results of the present study, processes like climate change and fragmentation of the landscape have to be considered as well, in order to find effective conservation measures. In addition, if management influences the adaptiveness of Mediterranean species to changing climate, an adapted management may play a decisive factor for the survival of these ecosystems on a longer perspective. As efficient dispersal mechanisms may be decisive both in changing environments as well as with increasing fragmentation, conservation measures should be implemented which support and restore these dispersal mechanisms.
Translation of the abstract (German)
Die Dehesa Spaniens ist ein Beispiel eines landwirtschaftlich genutzten mediterranen Ökosystems mit einer sehr hohen botanischen als auch zoologischen Diversität. Das Managementsystem einer Dehesa ist aufgrund ihrer jahrhundertealten, traditionell sylvo-agropastoralen Nutzung durch unterschiedliches Weidetier, extensiven Anbau von Nutzpflanzen sowie der Produktion von Feuerholz und Kork sehr ...
Translation of the abstract (German)
Die Dehesa Spaniens ist ein Beispiel eines landwirtschaftlich genutzten mediterranen Ökosystems mit einer sehr hohen botanischen als auch zoologischen Diversität. Das Managementsystem einer Dehesa ist aufgrund ihrer jahrhundertealten, traditionell sylvo-agropastoralen Nutzung durch unterschiedliches Weidetier, extensiven Anbau von Nutzpflanzen sowie der Produktion von Feuerholz und Kork sehr komplex. Die ehemals großen Flächen, welche in Spanien mit Dehesa bedeckt waren, haben sich heutzutage auf 3-3,5 Mio. Hektar reduziert. Der Rückgang von offenen, semi-natürlichem Grasland durch Nutzungsaufgabe als auch Nutzungsintensivierung und damit einhergehend der daran angepassten artenreichen Flora und Fauna stellt heutzutage ein globales Problem dar. Eine besondere Rolle im Beweidungssystem der Dehesa spielt das Iberische Schwein, welches traditionell in gemischten Herden mit Rindern frei weidet. Neben dem Abgrasen der oberirdischen Vegetation haben Schweine aufgrund ihrer ausgeprägten Wühltätigkeit zur Futtersuche einen besonderen Einfluss auf die Vegetation.
In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von Nutzungsänderung der traditionellen Beweidung mit Rindern und Schweinen zu alleiniger Schweinebeweidung und Nutzungsaufgabe auf die Vegetation einer Dehesa untersucht. Die Nutzungsänderung konnte nicht nur durch die Artenanzahl, sondern auch anhand der Artzusammensetzung nachgewiesen werden. Nach vier Untersuchungsjahren war die Artenanzahl auf der Schweineweide am höchsten, gefolgt von der gemischten Rinder- und Schweineweide und am niedrigsten auf der Brache. Während sich die Artenzusammensetzung nach dem Wechsel des Beweidungssystems änderte, blieb der Einfluss der Hangneigung über die Jahre und Beweidungssysteme hinweg deutlich sichtbar.
Neben einer Änderung des Beweidungssystems wurde zusätzlich der Einfluss einzelner Managementmethoden (Brennen, Pflügen und eine Kombination aus beiden), welche traditionell gegen die drohende Verbuschung der Weiden eingesetzt werden, auf die Artenzusammensetzung der beweideten Flächen untersucht. Die Flächen unterschieden sich nicht nur in der Artenanzahl und der Artenzusammensetzung, sondern auch in der Wasserkapazität des Bodens. Cistus spec., als typische feuerangepasste Pflanzengattung des mediterranen Beckens, zeigte eine Zunahme auf den gebrannten sowie gebrannten und gepflügten Flächen im Vergleich zu den gepflügten und ausschließlich beweideten Flächen.
Auch die Analyse der Ausbreitung in Raum und Zeit wurde in die aktuelle Studie mit einbezogen, um die entscheidenden Faktoren bezüglich der Vegetationsentwicklung bei einer Änderung des Managements mit zu betrachten. Die Wichtigkeit der Ausbreitung für die Arten des Untersuchungsgebietes zeigte sich sowohl in der Untersuchung der Endozoochorie von Rindern und Schweinen als auch in der Untersuchung der Diasporenbank. Obwohl sowohl die Anzahl der Keimlinge als auch der gekeimten Arten von Schweinekot geringer waren als von Rinderkot, müssen aufgrund der großen Bandbreite an Arten sowohl Schweine als auch Rinder als wichtige Ausbreitungsvektoren für die Vegetation einer mediterranen Dehesa betrachtet werden. Bei der Untersuchung der Diasporenbank variierte die Anzahl der Arten, welche aus den Bodenproben keimten, je nach Bodentiefe und dem Management der jeweiligen Weide. Die Ähnlichkeit zwischen der Bodensamenbank und der entsprechenden Vegetation gemessen mit dem Sørensen’s similarity index war insgesamt gering, und die Ähnlichkeit nahm mit zunehmender Störungsintensität ab.
Da Feuer eine wichtige Rolle in der Entwicklung der Mediterranen Vegetation spielt, wurde der Einfluss von Temperatur und Rauch auf die Keimungsökologie von 27 typischen Arten des Untersuchungsgebiets im Rahmen eines Laborexperiments untersucht. Insgesamt zeigten die in diesem Experiment getesteten Arten eine große zwischenartliche Varianz in ihren Reaktionen auf die Hitze- und Rauchbehandlungen. Die Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass der Einfluss des Managements Feuer als auch die zunehmende Anzahl an Wildfeuer einen erheblichen Einfluss auf die Artenzusammensetzung haben kann.
Aus den Ergebnissen der Studie lässt sich ableiten, dass zusätzliche Prozesse wie der zu erwartende Klimawandel als auch die zunehmende Fragmentierung der Landschaft mit in die Betrachtung einbezogen werden müssen, um effektive Maßnahmen für den Erhalt dieses Lebensraumes zu schaffen. Wenn Management die Widerstandskraft und Anpassungsfähigkeit von mediterranen Arten zu einem sich ändernden Klima beeinflusst, spielt ein angepasstes Management eine entscheidende Rolle für das Überleben dieser Ökosysteme auf lange Sicht. Da effiziente Ausbreitungsmechanismen eine entscheidende Rolle sowohl in sich ändernden Ökosystemen als auch mit zunehmender Fragmentierung spielen mögen, sollten Maßnahmen zum Erhalt dieser Lebensräume eingeführt werden, welche die bestehenden Ausbreitungsmechanismen fördern und erhalten.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 03:39
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