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- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-540465
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.54046
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 12 April 2023 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Christoph Reisch |
| Tag der Prüfung: | 22 November 2022 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Ökologie und Naturschutzbiologie (Prof. Dr. Peter Poschlod) |
| Stichwörter / Keywords: | biodiversity conservation, genetic variation, inbreeding, outbreeding, species-rich grassland, local see mixture, local plant material, reintroduction |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 580 Pflanzen (Botanik) |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 54046 |
Zusammenfassung (Englisch)
Biodiversity is defined as the variety of life on earth, comprising genetic diversity, species diversity and ecosystem diversity. It is crucial for human life since it is the foundation of functioning ecosystems, which provide necessary ecosystem services. In the past centuries, human activities have altered the world’s ecosystems and led to massive losses in biodiversity. To counteract the ...
Zusammenfassung (Englisch)
Biodiversity is defined as the variety of life on earth, comprising genetic diversity, species diversity and ecosystem diversity. It is crucial for human life since it is the foundation of functioning ecosystems, which provide necessary ecosystem services. In the past centuries, human activities have altered the world’s ecosystems and led to massive losses in biodiversity. To counteract the ongoing decrease in biological diversity therefore is a key issue in conservation. The reintroduction of native plant species is a common and useful practice in restoration and approaches range from reintroduction of plant populations to the creation of whole plant communities.
Chapter One addresses the research question of this thesis and introduces the sci-entific context. The importance of biodiversity and its ongoing loss is described. Fur-ther, plant species reintroduction as an effective procedure to increase biodiversity on population and community level is presented with respect to the impact on genetic variation within restored populations and among natural and restored populations of herbaceous target species.
Chapter Two focuses on the genetic diversity within and the genetic differentiation among populations of the rare and endemic plant species Cochlearia bavarica. Am-plified Fragment Length Polymorphisms (AFLP) were used to analyze the genetic variation of 32 remnant populations of the species. With respect to conservation management, recommendations are presented to increase the success of future population reintroduction and reinforcement.
In Chapter Three the restoration of species-rich grassland communities by the transfer of green hay and threshed plant material was investigated. Species diversity and composition on restoration sites compared to their corresponding source sites was analyzed. Further genetic variation within and among populations on source and restoration sites of the common grassland species Knautia arvensis and Plantago lanceolata was examined using AFLPs. The study revealed no significant differences among source sites and their corresponding restoration sites, neither in species di-versity and composition nor in genetic variation within populations of the two plant species. Only marginal differences in genetic variation among populations on source sites and their corresponding restoration sites could be found. The transfer of local plant material is highly suited to preserve species composition of species-rich grass-lands and the natural genetic pattern of typical grassland plant species on a small geographical scale.
Chapter Four and Five focus on the restoration of species-rich grassland communi-ties by sowing commercially produced regional seed mixtures. Even though this is a common approach in restoration ecology today, there are only few long-term studies investigating if local seed mixtures can actually be applied successfully to restore species-rich grassland communities. Further, it is often questioned whether commer-cially produced seed material is viable enough to establish vital populations and how the sowing may affect genetic variation of neighboring natural populations. Hence, the outcome of a large-scale grassland restoration project which started about 15 years ago in south-eastern Germany provides more information about the impact of this restoration measure on species diversity and genetic variation of plant species and populations on restored sites.
The success of applying local seed mixtures to restore species-rich grasslands was analyzed within Chapter Four. Local seed mixtures can be used successfully to re-store species-rich grassland communities in practice: of all species that were present in the local seed mixtures 62 % were contained in the current and on average cov-ered up two thirds of the total vegetation cover. Moreover, restoration can be im-proved by using specific seed densities and species that are ecologically more suita-ble to restored sites.
In Chapter Five deal with the impact of the restoration management on genetic vari-ation within and among restored and natural populations of typical grassland species. Genetic variation of three common plant species (K. arvensis, Silene vulgaris and P. lanceolata) was analyzed with AFLPs. The study revealed that using commercially produced seed mixtures in restoration caused no decease in genetic diversity within restored populations of common grassland species but did not match exactly the lo-cal genetic pattern of the study species. However, commercially produced seed ma-terial reflects the genetic potential of an entire seed transfer zone and provides seeds for the reestablishment of genetically viable populations.
Finally, in Chapter Six the results of the four main chapters are reviewed in the con-text of nature conservation. Benefits and disadvantages of species (re)introductions are discussed. Recommendations are given to enhance the success of species reintroduction in restoration projects.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Biodiversität ist definiert als die Variation allen Lebens auf der Erde und umschließt nicht nur die Arten- und Ökosystemvielfalt, sondern auch die genetische Diversität. Als Grundlage funktionierender Ökosysteme spielt Biodiversität für den Menschen eine entscheidende Rolle, da funktionierende Ökosysteme überlebenswichtige Öko-systemleistungen wie zum Beispiel sauberes Wasser oder Nahrung ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Biodiversität ist definiert als die Variation allen Lebens auf der Erde und umschließt nicht nur die Arten- und Ökosystemvielfalt, sondern auch die genetische Diversität. Als Grundlage funktionierender Ökosysteme spielt Biodiversität für den Menschen eine entscheidende Rolle, da funktionierende Ökosysteme überlebenswichtige Öko-systemleistungen wie zum Beispiel sauberes Wasser oder Nahrung liefern. Im ver-gangenen Jahrhundert haben menschliche Aktivitäten weltweit zu enormen Verände-rungen unserer Ökosysteme und damit zum Verlust der biologischen Vielfalt auf allen genannten Ebenen beigetragen. Eine gängige Methode im Naturschutz diesem steti-gen Rückgang entgegen zu wirken, sind Wederansiedlungsmaßnahmen; speziell die Verwendung von lokalem Pflanzenmaterial zur Wiederansiedlung von einzelnen Pflanzenpopulationen bis hin zur Neuschaffung ganzer Pflanzengesellschaften.
Kapitel 1 gibt einen Überblick über den Inhalt dieser Arbeit und den wissenschaftli-chen Hintergrund. Beschrieben werden die Bedeutung von biologischer Vielfalt, die Folgen ihres Rückgangs sowie Wiederansiedlungsmaßnahmen als effektive Methode zur Erhöhung der Biodiversität auf genetischer, Art- und Ökosystemebene.
In Kapitel 2 wurde die genetische Diversität innerhalb und zwischen Populationen der seltenen und in Bayern endemischen Pflanzenart Cochlearia bavarica unter-sucht. Amplified Fragment Length Polymorphisms (AFLPs) wurden verwendet, um die genetische Variation der noch existierenden Populationen der Art zu untersu-chen. Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurden Empfehlungen für zukünftige Wiederansiedlungsmaßnahmen und Populationsstützungen formuliert.
In Kapitel 3 wurde die Renaturierung artenreicher Grünlandbestände durch die kombinierte Ausbringung von „grünem Heu“ und gedroschenem Pflanzenmaterial untersucht. Die Artenvielfalt und Artzusammensetzung auf den renaturierten Flächen und ihren Spenderflächen wurden erfasst und verglichen. Zusätzlich wurde die gene-tische Variation innerhalb und zwischen Populationen zweier typischer Grünlandarten (Knautia arvensis und Plantago lanceolata) auf Spender- und Empfängerflächen mit-hilfe von AFLPs analysiert. Die Untersuchung zeigte weder bei Artenvielfalt noch bei Artzusammensetzung signifikante Unterschiede zwischen Spender- und renaturierten Flächen. Ebenso konnten nur marginale Unterschiede (n. s.) bei der genetischen Variation zwischen den bearbeiteten Populationen auf den Spenderflächen und den renaturierten Populationen festgestellt werden. Die Untersuchung zeigte, dass sich der Transfer von lokalem Pflanzenmaterial in einem kleinen geographischen Rahmen nicht nur dazu eignet, das Artenset einer artenreichen Wiese im Rahmen von Rena-turierungsmaßnahmen zu übertragen, sondern gleichzeitig auch das räumlich geneti-sche Muster der untersuchten Pflanzenarten zu erhalten.
Kapitel 4 und 5 befassen sich mit der Renaturierung artenreicher Grünlandbestände durch das Aussäen von kommerziell produzierten Regio-Saatgutmischungen. Ob-wohl Regio-Saatgut heute üblicher Weise bei Renaturierungsmaßnahmen verwendet wird, gibt es nur wenige Langzeitstudien, die den Erfolg dieser Vorgehensweise un-tersuchen. Daher wird oft hinterfragt, ob durch die Verwendung von Regio-Saatgutmischungen artenreiche Grünlandbestände sowie genetisch variable und überlebensfähige Populationen etabliert werden können und ob diese Populationen das räumlich-genetische Muster der benachbarten, natürlichen Pflanzenpopulationen wiederspiegeln. Um mehr Informationen zum Erfolg dieser Renaturierungsmethode und deren Auswirkungen auf die genetische Variation renaturierter Pflanzenpopulati-onen beitragen zu können, wurde der Ausgang eines großräumiges Renaturierungs-projektes im Südosten Deutschlands, bei dem vor etwa 15 Jahren artenreiche Grün-landbestände mithilfe von Regio-Saatgutmischungen etabliert wurden, untersucht.
In Kapitel 4 wurde untersucht, wie erfolgreich die Verwendung von Regio-Saatgutmischungen ist, um artenreiche Grünlandbestände wiederherzustellen. Die Resultate zeigten, dass mithilfe von Regio-Saatgutmischungen artenreiche Pflanzen-gesellschaften renaturiert werden können: 62 % der in den Saatgutmischungen ent-haltenen Arten konnten noch nach ca. 15 Jahren auf den Untersuchungsflächen festgestellt werden; durchschnittlich zwei Drittel der Vegetationsdeckung wurde durch die angesäten Arten gebildet. Darüber hinaus könnte der Renaturierungserfolg durch die Verwendung spezifischer Samendichten und ausschließlich typischer Grünlandar-ten gesteigert werden.
In Kapitel 5 wurde analysiert, welche Auswirkung die Verwendung von Regio-Saatgut auf die genetische Variation innerhalb und zwischen Pflanzenpopulationen in natürlichen und renaturierten Grünlandbeständen hat. Analysiert wurde die geneti-sche Variation von angesäten und natürlich vorkommenden Populationen drei typi-scher Grünlandarten (K. arvensis, Silene vulgaris und P. lanceolata) mithilfe von AF-LPs. Die Untersuchung zeigte, dass die mit Regio-Saatgut begründeten Pflanzenpo-pulationen verglichen mit den natürlich vorkommenden Populationen keine reduzierte genetische Diversität aufwiesen, jedoch nicht genau das natürliche, räumlich- geneti-sche Muster der natürlichen Populationen wiederspiegelten. Kommerziell produzier-tes Regio-Saatgut beinhaltet das genetische Potential einer gesamten Herkunftsregi-on, worin die Abweichung vom natürlichen räumlich-genetischen Muster der Unter-suchungsarten begründet liegen kann. Trotzdem erscheint es mithilfe des Saatgutes möglich, genetisch variable Populationen zu etablieren.
In Kapitel 6 wurden die gewonnenen Erkenntnisse im Kontext von Naturschutz- und Renaturierungspraxis rekapituliert und die Vor- und Nachteile der verschiedenen An-wendungsbereiche von Wiederansiedlungsmaßnahmen diskutiert. Abschließend wer-den Empfehlung gegeben, um den Erfolg der Wiederansiedlung von Pflanzenpopula-tionen bzw. Pflanzengesellschaften in Renaturierungsprojekten zu erhöhen.
Metadaten zuletzt geändert: 21 Apr 2023 06:06
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