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Vegetation dynamics on abandoned terraces of Sicily: the course and driving factors of succession
(2007)
Secondary succession processes have been widely studied in Europe for some agroecosystems, but not for terraced ones. The first part of the present study focuses on a description of the plant communities involved in secondary succession processes on Sicily (Italy) a) from a floristic and structural point of view and b) from a species diversity point of view. In order to obtain these results, 129 vegetation relevés (sensu Braun-Blanquet) were made on abandoned terraces in five of the main terraced areas of Siciliy: 1) the Aeolian Islands, 2) Pantelleria Island, 3) Mt. Etna, 4) the Palermo Mts. and 5) the Hyblaean Plateau. Only abandoned vineyards or grain crop fields were selected as sample plots, always 50 m2-sized. The results of biodiversity evaluation by t-tests and ANOVA showed that vascular plant diversity is linked to disturbance regime and to abiotic factors (especially geological substrate). Especially grazing increases species richness. Moreover, it was found that on limestone species richness is higher than on volcanic substrates. Vegetation relevés were also analysed with DCA and TWINSPAN. The resulting 14 sample plot groups (= clusters) were then used to check the dynamic relations. From a floristic point of view, plant communities involved in secondary succession processes on Sicilian terraces are quite different between and within the five study areas. This is mainly due to different substrate and bioclimatic conditions. Moreover, vegetation is strongly influenced by abandonment age and disturbance status. If no disturbance biases succession, then plant communities evolve rather rapidly (30-50 years) to maquis communities. If frequent fires or intense grazing occur, secondary succession is blocked in a "steady state". The second part of the present study focuses on the colonization mechanisms of old fields by woody species. In a first section, the existence of 1) the neighbourhood effect and 2) the safe-site effect are checked by analyzing 51 transect relevés, made up of 357 subplot relevés (1x1m). The transects were made in target fields 1) with older neighbour (i.e. old succession stage characterized by maquis communities) and 2) with older neighbour absent within a 100 m-distance. All woody species individuals were counted, recording if they grew within the influence of a potential safe site (former crop plants of vine and the terrace wall base). Data evaluation by Kruskal-Wallis ANOVA and Mann-Whitney Rank Sum confirmed the existence of the two effects. Moreover, it was shown that animals as dispersal vectors strongly influence these effects. For the neighbourhood effect, seed dispersal distance is the crucial point, while for the safe site effect 1) passive facilitation (i.e. animals tend to create heterogeneous seed rain patterns because they frequent certain microhabitats more often than others) and 2) active facilitation (i.e. the positive influence of an existing woody or herbaceous plant individual on the establishment or the growth of another one) are crucial. The second section describes the performance of establishment of Quercus ilex L. in different microsites of terraced old fields. In November 2004, acorns were buried on a North-facing slope and on a South-facing slope in five different microsites: 1) under vine plants, 2) at wall bases, 3) under the canopies of isolated shrubs, 4) between small rock accumulations and 5) in open spaces (i.e. outside of any of the previously named microsites). In monthly checks, seedling emergence, survival, height and leaf number were recorded. Moreover, in April and July were measured air temperature and air humidity in the different microsites. Overall emergence rate was 52.4% (n = 1,020). More seedlings emerged on the South-facing slope (S; 59.8%) than on the North-facing slope (N; 45.0%). Emergence was higher when acorns were buried under vine plants and at the wall base than in other microsites of the old fields. At the end of the experiment (September 2006), 45.3% of all emerged seedlings were still alive (29.2% on N, 58.9% on S). Survival was higher in general on the South-facing slope, and higher under vine plants and at the wall base than in the open spaces of the old fields. From literature, it is known that seed vitality, seed germination and seedling survival of Quercus ilex are favoured by shady, wet and fresh conditions. The temperature and air humidity measurements showed that at the wall base, under vine plants and under isolated shrubs environmental conditions are milder than in open spaces. However, even if temperature and relative air humidity seem to play an important role for Quercus ilex seedling emergence and survival, they did not unambiguously explain the differences between the safe site types. A factor of major importance is probably soil moisture. As a last part, the present study discusses what does the obtained results mean for terrace landscape conservation and biodiversity management.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden über einen Zeitraum von sechs Jahren zwei unabhängige, kleinräumige Windwürfe im Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft (2000 bis 2005) und im Müritz Nationalpark (2002 bis 2007) ökofaunistisch untersucht. Dabei wurde die Coleopterenfauna von drei Windwurfflächen sowie drei ausgewählten Referenzflächen aus verschiedenen Straten beprobt. Zur Erfassung der xylobionten Coleopteren et Diversa kamen verschiedene Fallensysteme in den unterschiedlichen Straten zur Anwendung (Bodenfallen und Schlitzfallen in allen Jahren; Kronenfallen, Fensterfallen, Farbschalen sowie Käferzuchten und Handaufsammlungen nur teilweise in einzelnen Jahren). Insgesamt konnten 82.981 Coleopteren (exkl. Staphylinidae) aus 708 Arten und 80 verschiedenen Familien ermittelt werden. Dabei zeigte sich besonders in den ersten Jahren nach dem Windwurf eine große Attraktivität der Windwurfgebiete auf xylophage Coleopterenarten. Erst im weiteren Verlauf kam es zu einer Abnahme der Xylophagen zu Gunsten von verschiedenen Pilz- und Mulmbesiedlern. Im gesamten Untersuchungszeitraum ließen sich kaum Unterschiede der Coleopterenzoenosen zwischen dem Windwurf und der entsprechenden Vergleichsfläche herausstellen. Durch den direkten Vergleich mit einer benachbarten Referenzfläche verdeutlichte sich, dass vor allem regionale Einflüsse, insbesondere das Arteninventar der umgebenden Flächen, für die rasche Besiedlung von Bedeutung waren. Als typische Leitarten der Windwurfsukzession erwiesen sich verschiedene Vertreter der Borkenkäferfamilie (Scolytiden), welche auf den Windwurfflächen mit insgesamt etwa 12.500 Individuen aus 44 verschiedenen Arten (entspricht etwa 13 %!) vertreten waren. Dennoch ließen sich keine expandierenden Kalamitäten forstrelevanter Coleopteren ausmachen, lediglich im Darßwald kam es zu einer Gradation des Buchdruckers Ips typographus und seiner Begleitarten, welche im dritten Jahr nach dem Sturmereignis ihren Gipfel erreichte. Für viele Käferarten stellten gerade die Windwurfflächen ein wichtiges Refugium als Lebensraum mit der Möglichkeit zum genetischen Austausch dar. Dabei spielen gerade diese kleinräumigen und mosaikartig verteilten Bereiche der Windwurfareale eine bedeutende Rolle als Trittsteine für die Ausbreitung seltener Coleopteren, was sich sehr eindrucksvoll anhand der ermittelten Zahl der gefährdeten Arten in dieser Untersuchung abzeichnete. Insgesamt konnten 124 Arten aus 49 Familien in der Roten Liste Deutschlands sowie 72 faunistisch bedeutsame Funde für Mecklenburg-Vorpommern erbracht werden. Mit der vorliegenden Arbeit zum Windwurfgeschehen im Norddeutschen Tiefland konnten somit einerseits verschiedene biologische Aspekte, wie die Betrachtung der Phänologie, die Zusammensetzung der Coleopterenzoenosen sowie der Nachweis neuer bzw. seltener Arten aufgezeigt werden. Andererseits wurde herausgestellt, dass diese kleinräumigen Windwürfe kaum eine forstwirtschaftliche Relevanz haben, da es zu keiner lang anhaltenden und sich vergrößernden Kalamität einzelner Schadinsekten (bes. aus der Familie der Scolytiden) kam.
Das Gezeter des Seggenrohrsängers, die Alarmrufe der Uferschnepfe, das Gemecker der Bekassine, das Geschnarre des Wachtelkönigs und die Pfiffe des Tüpfelsumpfhuhns - kaum ein anderer Lebensraum weist so viele exklusive Vogelarten auf wie die Flusstalmoore. Dieser Moortyp dominiert die Grundmoränenlandschaft des südlichen Ostseeraumes. Jedoch wurde auch kein anderer Lebensraum vom Menschen so gründlich in seiner ökologischen Funktionstüchtigkeit gestört. Insbesondere die grossflächigen und tief gehenden Entwässerungen des 20. Jahrhunderts führten zum Verstummen zahlreicher Vogelarten. So ist etwa der Seggenrohrsänger heute vom globalen Aussterben bedroht. In Nordostdeutschland wurden in den letzten 15 Jahren grosse Anstrengungen unternommen, die Ökosystemleistungen der Flusstalmoore neu zu beleben. Dazu wurden über 20 000 Hektar Moorfläche wiedervernässt. Wie reagiert die Vogelwelt auf diese neuen Veränderungen? Bestehen Chancen für eine Wiederansiedlung verschollener Vogelarten? Wie können die Wiedervernässungsmassnahmen gestaltet werden, um gefährdete Vogelarten zu begünstigen? Lässt sich das Leitbild des Artenschutzes mit den Leitbildern des Moor- und Klimaschutzes und zukünftigen Bewirtschaftungsformen vereinen? Diesen Fragen ist der Autor in einer umfassenden Studie von Vogelwelt, Vegetation und Hydrologie am Beispiel des Peene- und Trebeltals in Mecklenburg-Vorpommern nachgegangen und stellt seine Ergebnisse hier vor.