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- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-748627
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.74862
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Schriftenreihe der Universität Regensburg: | Dissertationsreihe Biologie |
| Datum: | 25 Februar 2025 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Peter Poschlod |
| Tag der Prüfung: | 25 Februar 2025 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Ökologie und Naturschutzbiologie (Prof. Dr. Peter Poschlod) |
| Stichwörter / Keywords: | Forest nature conservation, forest gaps, light forest, forest management, nature conservation management, gap dynamics, Danube valley, wild bees, pollination, bluebells, Campanula |
| 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: | 74862 |
Zusammenfassung (Englisch)
Chapter 1 discusses landscape development in Central Europe and the importance of small landscape elements. I focus on the development of forest gaps discuss pollinating insects and flowering plants since their interaction is an essential process of natural and semi-natural systems. Finally, I briefly outline my thesis. Chapter 2 expands on the topic of small natural features in manmade ...
Zusammenfassung (Englisch)
Chapter 1 discusses landscape development in Central Europe and the importance of small landscape elements. I focus on the development of forest gaps discuss pollinating insects and flowering plants since their interaction is an essential process of natural and semi-natural systems. Finally, I briefly outline my thesis.
Chapter 2 expands on the topic of small natural features in manmade landscapes. Historically, traditional land uses have created small natural features (SNF). SNFs include field and pasture margins, forest fringes and hedgerows, walls, mining sites and hollow ways. Many were established thousands of years ago as humans began agricultural practices. In some cases, SNFs have allowed unique ecological communities to develop; new species, such as those of the Rubus genus, evolved. SNFs can serve as biodiversity hotspots or remnants in agricultural landscapes that may otherwise support little biodiversity. They increase the agricultural landscapes´ heterogeneity and may act as corridors, or protect against erosion. SNFs are essential for bees in particular. However, land consolidation of and the intensification of agriculture and mining practices have eradicated many SNFs. This decline started in the 19thcentury and has accelerated in recent years.
The Danube Valley near Jochenstein east of Passau is known for its thermophilic flora and fauna. In Chapter 3, I examine the landscape change and focus on the emergence of open areas in the original natural landscape. Based on a literature review; I reconstruct the history of vegetation and land use since the Ice Age. Before the Neolithic Revolution, the Danube created open areas by flooding the valley floor. On the slope, dryness on the rocky outcrops and the debris created forest-free areas. A continuous settlement in the Danube Valley near Jochenstein likely persisted from the Celtic Iron Age onwards. The Romans also had a high demand for wood. Since the Early Middle Age at the latest, large-scale encroachment on the forests continuously occurred. After World War II., the intensification of agriculture and the expansion of the settlement area meant that large areas on the valley floor were no longer available as habitats for the light- and heat-loving flora and fauna; historical forest uses were no longer maintained. Since 1970, atmospheric nitrogen inputs have caused a closure of tree canopies due to improved nutrient conditions, even on the abovementioned special sites on the slopes. The open areas originally created by the free-flowing Danube and its gravel bed disappeared with the fortification of the banks and the construction of barrages, leading to a missing gravel supply.
Chapter 4 gives a detailed report on Hymenoptera. In the district of Passau and especially in the Danube Valley, other authors and I found many rare species of aculeate hymenopterans; our inventory is very comprehensive. At first glance, the Danube valley habitats do not seem particularly suitable because humans intensively use the Danube Valley floor, and only small forest gaps remain in the slopes. Possible causes could be the function of the Danube Valley as a migration corridor to Southeast Europe. Additionally, climate change may play a crucial role.
Chapter 5 describes an experiment I conducted on six autochthonous Campanula species with different light requirements. I placed them in three habitats: closed forest, large forest gaps and small forest gaps. Forest gaps and their size positively affected the number of flowering plant species in the surrounding area, flower visitor groups, and seeds produced by all six Campanula species. The flower cover was higher in large forest gaps than in closed forests. Among flower visitors, small bees varied the most between the three habitat categories, and flies varied the least. The effect on the number of seeds produced was particularly strong for three light-demanding Campanula species. This experiment allowed me to conclude on the effects of the forest gap overgrowth on the studied species.
Chapter 6 investigates how structural changes of a historical traditionally used forest landscape in Central Europe have affected vegetation and wild bee communities. Area of forest gaps decreased by 88 % from 1945 to 2020 and by 74 % from 1975 to 2020. The vegetation of the forest gaps and the adjacent meadows, as well as the wild bee communities showed a clear change in species composition. This is reflected in a change in the traits between the time points. In the traits of vegetation Ellenberg Indicator Values (EIV) for moisture and soil nutrients significantly increased in closed forest, forest gaps and meadows adjacent to forest. The EIVs for light decreased in closed forests and forest gaps, as well as EIVs for temperature in closed forests. The number of Red List plant species decreased in closed forest and adjacent meadows. The number of wild bee species that specialise in visiting flowers with long tubes and hylophilic species declined. The number of eremophilic species, species with longer phenologies, social and parasitic species increased. Red Listed species initially declined, as expected, followed by an unexpected increase from 2010 to 2020. The wild bee community of 1975 and 1990 was characterised by oligolectic species. The loss of forest gaps represents a direct loss of habitat for many plant and wild bee species. In addition, the increase in soil nutrients in closed forests and forest gaps causes canopy closure and overgrowth, so that less sunlight reached the ground. This means a deterioration in habitat quality for plants of open forests and wild bees. Among wild bees, specialists were negatively affected by the changes described. These developments were reflected in the initial decline in Red List bee species. Then, there have been changes that could be a wild bee community response to climate change: The increase in species with longer phenology, in eremophilic species, the decrease in hylophilic species, and the recent increase in red-listed species can also indicate climate change.
Chapter 7 shortly summarises the results of the previous chapters. SNFs result from human activity and are essential for plant and animal populations. In the study area, site factors and historical forms of forest use caused a continuous occurrence of forest gaps. While the valley floor offers few habitats due to intensive use, forest gaps on the slope are closing due to abandonment and nitrogen deposits. This phenomenon leads to increased availability of nutrients and lower light and temperatures, threatening the occurrence of forest gap plants, wild bees, and other pollinating insects. Typical plants need light and pollinating insects for reproduction and are threatened by the loss of forest gaps. The preservation, maintenance, and creation of new forest gaps must be a major goal of nature conservation in historical open forests. Based on my observations, I discuss further implications for the protection of forest gaps.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Kapitel 1 befasst sich mit der Landschaftsentwicklung in Mitteleuropa und der Bedeutung kleiner Landschaftsstrukturen. Ich stelle die Entwicklung von Waldlücken kurz dar und diskutiere sie als Lebensraum für bestäubende Insekten und blühende Pflanzen. Deren Interaktion ist ein wesentlicher Prozess in natürlichen und naturnahen Systemen ist. Abschließend skizziere ich kurz meine Thesen. In ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Kapitel 1 befasst sich mit der Landschaftsentwicklung in Mitteleuropa und der Bedeutung kleiner Landschaftsstrukturen. Ich stelle die Entwicklung von Waldlücken kurz dar und diskutiere sie als Lebensraum für bestäubende Insekten und blühende Pflanzen. Deren Interaktion ist ein wesentlicher Prozess in natürlichen und naturnahen Systemen ist. Abschließend skizziere ich kurz meine Thesen.
In Kapitel 2 wird das Thema der kleinen naturnahen Strukturen in vom Menschen geschaffenen Landschaften vertieft. Historisch gesehen haben traditionelle Landnutzungen kleine natrnahe Merkmale (SNF) geschaffen. Zu den SNF gehören Feld- und Weideränder, Waldränder und Hecken, Mauern, Bergbaustandorte und Hohlwege. Viele von ihnen wurden vor Tausenden von Jahren angelegt, als die Menschen mit der Landwirtschaft begannen. In einigen Fällen konnten sich auf SNFs einzigartige ökologische Gemeinschaften entwickeln; es entstanden neue Arten, wie die der Gattung Rubus. SNFs können als Hotspots der biologischen Vielfalt oder als Überbleibsel in Agrarlandschaften dienen, die ansonsten nur eine geringe Artenvielfalt aufweisen. Sie erhöhen die Heterogenität der Agrarlandschaften und können als Korridore dienen oder vor Erosion schützen. Insbesondere für Bienen sind die SNFs von großer Bedeutung. Durch die Flurbereinigung und die Intensivierung der Landwirtschaft und des Bergbaus wurden jedoch viele SNF ausgerottet. Dieser Rückgang begann im 19. Jahrhundert und hat sich in den letzten Jahren beschleunigt.
In Kapitel 3 untersuche ich den Landschaftswandel und konzentriere mich auf die Entstehung von offenen Flächen in der ursprünglichen Naturlandschaft. Auf der Grundlage einer Literaturrecherche rekonstruiere ich die Geschichte der Vegetation und Landnutzung seit der Eiszeit. Vor der neolithischen Revolution schuf die Donau durch Überflutung des Talbodens offene Flächen. Am Hang schufen Trockenheit auf den Felsen und der Schutt waldfreie Flächen. Eine kontinuierliche Besiedlung des Donautals bei Jochenstein bestand wahrscheinlich ab der keltischen Eisenzeit. Auch die Römer hatten einen hohen Bedarf an Holz. Spätestens seit dem Frühmittelalter kam es immer wieder zu großflächigen Eingriffen in die Wälder. Nach dem Zweiten Weltkrieg standen durch die Intensivierung der Landwirtschaft und die Ausdehnung des Siedlungsraumes große Flächen im Talboden als Lebensraum für die licht- und wärmeliebende Flora und Fauna nicht mehr zur Verfügung; die historische Waldnutzung wurde nicht mehr aufrechterhalten. Seit 1970 führten atmosphärische Stickstoffeinträge aufgrund verbesserter Nährstoffverhältnisse zu einer Schließung der Baumkronen, auch auf den oben genannten Sonderstandorten an den Hängen. Die ursprünglich durch die frei fließende Donau und ihr Kiesbett geschaffenen offenen Flächen verschwanden mit der Befestigung der Ufer und dem Bau von Staustufen.
Kapitel 4 enthält einen ausführlichen Bericht über die Hautflügler (Hymenoptera). Im Landkreis Passau und insbesondere im Donautal haben andere Autoren und ich viele seltene Arten von Hautflüglern gefunden; auch die Summe aller Arten ist sehr umfangreich. Auf den ersten Blick scheinen die Donautal-Lebensräume nicht besonders geeignet zu sein, da der Mensch den Donautalboden intensiv nutzt und an den Hängen nur noch kleine Waldlücken vorhanden sind. Mögliche Ursachen könnten in der Funktion des Donautals als Migrationskorridor nach Südosteuropa liegen. Auch der Klimawandel könnte eine entscheidende Rolle spielen.
Kapitel 5 beschreibt ein Experiment, das ich mit sechs autochthonen Campanula-Arten mit unterschiedlichen Lichtansprüchen durchgeführt habe. Ich platzierte sie in den drei Lebensräumen: geschlossener Wald, große Waldlücken und kleine Waldlücken. Waldlücken und ihre Größe wirkten sich positiv auf die Anzahl der blühenden Pflanzenarten in der Umgebung, die Anzahl der Blütenbesucher und die von allen sechs Campanula-Arten produzierten Samen aus. Die Blumendecke war in großen Waldlücken höher als in geschlossenen Wäldern. Die Campanula-Blüten in den Lücken wurden von allen untersuchten Gruppen stärker besuchtals im geschlossenen Wald. Unter den Blütenbesuchern stellten Bienen, die kleiner als ein Zentimeter waren, die stärkste Gruppe dar. Die Fliegen waren am stärksten in den kleinen Waldlücken vertreten. Der Einfluss auf die Anzahl der produzierten Samen war bei drei lichtbedürftigen Campanula-Arten besonders stark. Dieses Experiment ermöglichte es mir, die Auswirkungen der Überwucherung von Waldlücken auf die untersuchten Arten zu beurteilen.
In Kapitel 6 wird untersucht, wie sich der Strukturwandel einer historischen, traditionell genutzten Waldlandschaft in Mitteleuropa auf die Vegetation und die Wildbienengemeinschaften ausgewirkt hat. Die Fläche der Waldlücken nahm von 1945 bis 2020 um 88 % und von 1975 bis 2020 um 74 % ab. Die Vegetation der Waldlücken und der angrenzenden Wiesen sowie die Wildbienengemeinschaften zeigten eine deutliche Veränderung der Artenzusammensetzung. Dies spiegelt sich in einer Veränderung der Merkmale zwischen den Zeitpunkten wider. Bei den Vegetationsmerkmalen stiegen die Ellenberg-Indikatorwerte (EIV) für Feuchtigkeit und Bodennährstoffe in geschlossenen Wäldern, Waldlücken und waldnahen Wiesen deutlich an. Die EIVs für Licht nahmen in geschlossenen Wäldern und Waldlücken ab, ebenso die EIVs für Temperatur in geschlossenen Wäldern. Die Anzahl der Pflanzenarten der Roten Liste nahm in geschlossenen Wäldern und angrenzenden Wiesen ab. Die Zahl der Wildbienenarten, die auf den Besuch von Blüten mit langen Röhren spezialisiert sind, und der hylophilen Arten ging zurück. Die Zahl der eremophilen Arten, der Arten mit längerer Phänologie sowie der sozialen und parasitären Arten nahm zu. Die Arten der Roten Liste gingen zunächst erwartungsgemäß zurück, um dann von 2010 bis 2020 unerwartet zuzunehmen. Die Wildbienengemeinschaft von 1975 und 1990 war durch oligolektische Arten gekennzeichnet. Der Verlust von Waldlücken bedeutet einen direkten Verlust von Lebensraum für viele Pflanzen- und Wildbienenarten. Unter den Wildbienen waren die Spezialisten von den beschriebenen Veränderungen negativ betroffen. Diese Entwicklungen spiegelten sich im anfänglichen Rückgang von Bienenarten der Roten Liste wider. Dann gab es Veränderungen, die eine Reaktion der Wildbienengemeinschaft auf den Klimawandel sein könnten: Die Zunahme von Arten mit längerer Phänologie, von eremophilen Arten, der Rückgang von hylophilen Arten und die jüngste Zunahme von Arten der Roten Liste können ebenfalls auf den Klimawandel hinweisen.
Kapitel 7 fasst die Ergebnisse der vorangegangenen Kapitel kurz zusammen. Die SNF sind das Ergebnis menschlicher Aktivitäten und für Pflanzen- und Tierpopulationen unerlässlich. Im Untersuchungsgebiet führten Standortfaktoren und historische Formen der Waldnutzung zu einem kontinuierlichen Auftreten von Waldlücken. Während aktuell die Talsohle aufgrund der intensiven Nutzung nur wenige Lebensräume bietet, schließen sich die Waldlücken am Hang aufgrund von Nutzungsaufgabe und Stickstoffeinträge. Dieses Phänomen führt zu einer erhöhten Verfügbarkeit von Nährstoffen sowie zu geringerem Licht und niedrigeren Temperaturen und bedroht das Vorkommen von Waldlückenpflanzen, Wildbienen und anderen bestäubenden Insekten. Typische Pflanzen benötigen Licht und bestäubende Insekten für ihre Fortpflanzung und sind durch den Verlust von Waldlücken bedroht. Der Erhalt, die Pflege und die Schaffung neuer Waldlücken muss ein Hauptziel des Naturschutzes in historischen offenen Wäldern sein. Auf der Grundlage meiner Beobachtungen diskutiere ich weitere Konsequenzen für den Schutz von Waldlücken.
Metadaten zuletzt geändert: 28 Feb 2025 06:59
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