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Agrarforschung

Samenbank im Boden unter ausgewählten Grünlandbeständen der Bracheversuche zur Offenhaltung der Kulturlandschaft in Baden-Württemberg

Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenbau und Grünland
H. Jacob u. Doris Hülß-Metzger                                                              
März 1992 - Dezember 1994

Problemstellung

Als Folge des fortschreitenden Strukturwandels in der Landwirtschaft fallen bereits seit den 60er Jahren zunehmend auch Grünlandflächen der Brache anheim.

Brache ist, zumindest unter den Klimabedingungen Zentraleuropas, in aller Regel mit einer früher oder später einsetzenden Verbuschung oder Wiederbewaldung verbunden. Solche Entwicklungen sind im Interesse einer nach Wald, Acker und Dauergrünland angemessen gegliederten Landschaft indessen zumeist unerwünscht. Brachfallende Flächen bedürfen daher einer Mindestpflege, sofern der bisherige Landschaftscharakter erhalten bleiben soll. Wie diese Minimalpflege beschaffen sein soll und ggf. standortbezogen variiert werden muß, wird mit dem Forschungsprojekt "Offenhaltung der Kulturlandschaft (Bracheversuche)" an 14 Standorten Baden-Württembergs, die die wichtigsten ökologischen Gradienten erfassen, untersucht. Kern des Vorhabens ist die Gewinnung von Erkenntnissen über die ökologischen Langzeitwirkungen diverser Pflegeverfahren, insbesondere deren langfristige Wirkungen auf Flora, Fauna und Standorteigenschaften. Zumindest für die floristische Entwicklung zeigte sich im Laufe der (mittlerweile 25 Jahre erfassenden) Untersuchung, daß die Beobachtung der aktuellen Vegetation allein nicht ausreicht, kausale Ursachen der Vegetationsentwicklung der behandelten oder nicht behandelten Brachen (natürliche Sukzession) zu erklären. Ganz offensichtlich kommt neben natürlichen Standortfaktoren auch populationsbiologischen Parametern wie der Diasporenausbreitung und dem Diasporenvorrat im Boden erhebliche Bedeutung zu.

Zielsetzung

An sechs der 1975 eingerichteten (14) Dauerversuchsflächen wurden die generativen Diasporenbanken differenziert behandelter Grünlandbrachen untersucht. Es sollte geklärt werden, inwiefern Versuchsstandort, Lagerungstiefe im Boden sowie die Art des Pflegeregimes im Verlauf von etwa 20 Jahren auf die Diasporenbank Einfluß genommen haben. Gleichzeitig war zu prüfen, inwieweit generative Diasporenbanken umgekehrt auf die Vegetationsentwicklung von brachgefallenem Grünland unter differenziertem Pflegeeinfluß einwirken.

Die Untersuchungen waren auf folgende (ausgewählte) Pflegevarianten ausgerichtet: "Mulchen zweimal jährlich" (in der zeitlichen Abfolge zweimaliger Schnittnutzung angenähert), "Mulchen einmal jährlich", "Mulchen jedes zweite Jahr", "kontrolliertes Brennen jährlich", "ungestörte Sukzession" sowie (an zwei Standorten) "Beweidung" mit Schafen (Wanderschäferei). Die Versuchsstandorte befanden sich auf den Gemarkungen Oberstetten (Taubergebiet), Rangendingen (Keuperstufenrand), St. Johann (Schwäbische Alb), Fischweier (Nordschwarzwald), Ettenheimmünster (mittlerer Schwarzwald) und Bernau (südlicher Hochschwarzwald).

Untersuchungsmethoden

Die Diasporenbankuntersuchungen sind nach der "Auflaufmethode" vorgenommen worden. Zusätzlich wurde mittels des SØRENSEN-Quotienten die Ähnlichkeit der Artenspektren der untersuchten Diasporenbanken berechnet. Der "SØRENSEN-Quotient" ist ein Ähnlichkeitsmaß für den Vergleich der Qualität (Artenspektrum) der Samenbanken.

Ergebnisse

Sowohl die Anzahl keimbereiter Diasporen im Boden als auch das Artenspektrum generativer Diasporenbanken stehen in deutlicher Beziehung zu Versuchsstandort und Bodenschicht. Die Diasporenbanken der frischen bis feuchten Standorte (Ettenheimmünster, Fischweier und Bernau) wiesen quantitativ jeweils einen größeren Samenvorrat im Boden auf (bis zu ca. 31.000 Keimpflanzen/m² in der Bodenschicht von 0-20 cm), gleichzeitig jedoch eine geringere Artenvielfalt (maximal 66 Arten) als diejenigen der trockeneren Flächen (Oberstetten, Rangendingen und St. Johann) mit bis zu ca. 8.000 Keimpflanzen/m² sowie maximal 80 Arten.

Sowohl die Anzahl keimbereiter Samen als auch die Artenvielfalt der Diasporenbanken vermindert sich unabhängig vom Versuchsstandort mit zunehmender Lagerungstiefe im Boden. Die vertikale Verteilung der Diasporen im Boden spiegelt deren (genetisch bedingte) Überlebensdauer wieder. Die langlebigeren Diasporen der Sauergräser, Leguminosen und einjährigen Kräuter, letztere meist Akerbegleitarten, fanden sich häufiger in der tieferen, die zumeist kurzlebigeren Diasporen von Süßgräsern und Gehölzen dagegen überwiegend in der oberen Bodenschicht.

Die über etwa 20 Jahre differenzierte Pflege hat die Pflanzenbestände in ihrer botanischen Zusammensetzung erwartungsgemäß nachhaltig beeinflußt. Die jeweiligen Diasporenbanken vollzogen die behandlungsbedingt verschiedenen Entwicklungen der Vegetation jedoch nur begrenzt nach. Sie glichen sich untereinander artenbezogen in St. Johann, Fischweier und Bernau nach zwei Jahrzehnten differenzierter Pflege noch immer zu 70 bis 80%, in Oberstetten, Rangendingen und Ettenheimmünster immerhin noch zu 55 bis 70%. Die Zusammensetzung der Diasporenbanken wird demnach nur in sehr kleinen Schritten von Änderungen des Pflanzenbestandes als Folge differenzierter Bestandspflege beeinflußt.

Diasporenbanken und aktuelle Pflanzenbestände stimmten nach den jeweiligen Artanteilen nur wenig, wohl aber deutlich in ihrer artbezogenen Zusammensetzung überein. Ursache für die geringe quantitative Übereinstimmung zwischen Pflanzenbestand und Diasporenbanken sind populationsbiologisch bedingte Eigenheiten einzelner im Bestand vorkommender Arten, die deren Diasporenbanktyp bestimmen. Zu diesen Eigenschaften gehören unter anderem die Fähigkeit zu vegetativer Ausbreitung, die Anzahl gebildeter Samen oder Früchte pro Pflanze, das Dormanzmuster und die genetisch bedingte Lebensdauer der Diasporen.

Die Ähnlichkeit der Artenspektren von Diasporenbank und aktueller Vegetation lag außer in Oberstetten innerhalb der untersuchten Versuchsstandorte zumindest auf einem Teil der Pflegevarianten über 50%. Ab diesem Relativwert ist von der gleichen Assoziation (im pflanzensoziologischen Sinne) auszugehen.

Hauptursache für die Unterschiede zwischen den Versuchsstandorten ist die Nutzungsweise der Flächen vor Beginn des Brache-Forschungsprojekts. Diasporenbanken repräsentieren demnach auch die Nutzungsgeschichte eines Standorts.

Während vor allem in jenen Mulchvarianten, deren Pflege der früheren Grünlandnutzung (1- und 2-Schnitt) nahekommt, die Artenspektren der 1992 bestimmten Diasporenbanken gleichbleibend mit der Zusammensetzung der Vegetation zwischen 1975 und 1991 übereinstimmten, glichen die Artenspektren der Diasporenbanken der Sukzessionsvarianten eher den Pflanzenbeständen, die vor 15 bis 20 Jahren anstanden. Generative Diasporenbanken vermögen mithin das Artenspektrum früherer Zeiten zumindest über die hier übersehbare Frist von zwei Jahrzehnten partiell zu konservieren.

Neben Arten des Wirtschaftsgrünlandes und der Vegetation oft gestörter Plätze (vorrangig bei früherer Akernutzung) vermögen auch Arten besonders erhaltenswerter Pflanzengesellschaften wie Kalk-Magerrasen, Feucht- und Naßwiesen sowie Borstgrasheiden dauerhafte generative Diasporenbanken zu bilden.

Da Gehölze aufgrund der geringen Lebensdauer ihrer generativen Vermehrungsorgane in dauerhaften generativen Diasporenbanken kaum Bedeutung erlangen, müssen deren Diasporen im Falle von Verbrachung folglich anemochor oder zoochor aus der Umgebung einwandern. Eine Vermehrung bereits etablierter Gehölze innerhalb der untersuchten Flächen erfolgte im vorliegenden Fall nur, sofern die Arten zu vegetativer Ausbreitung (wie beispielsweise Prunus spinosa am Standort Oberstetten) befähigt waren.

Im Rahmen der Untersuchungen fanden sich in den Diasporenbanken fünf Arten der "Roten Liste" von Baden-Württemberg. Alle fünf Arten wurden in den jeweiligen Pflanzenbeständen zumindest seit 1975 nicht mehr beobachtet.

Schlußfolgerung

Aus den Untersuchungen ist zu folgern, daß Versuchsstandort und Lagerungstiefe der Diasporen im Boden bislang (20 Jahre) stärker auf die Zusammensetzung generativer Diasporenbanken von Grünlandbrachen einwirkten als unterschiedliche Behandlung (Pflege) der jeweiligen Brachebestände. Das Maß, in dem generative Diasporenbanken die Vegetation wiederspiegeln, wird, zumindest über den hier übersehbaren Zeitraum von 20 Jahren, insbesondere von der Nutzungsgeschichte der Flächen sowie von artspezifischen Eigenheiten der Diasporen bestimmt. Da Diasporenbanken vornehmlich der in der Vergangenheit ausschließlich als Grünland genutzten Versuchsstandorte auch noch knapp 20 Jahre nach Aufgabe der Grünlandnutzung die früheren Pflanzengesellschaften abbilden, können generative Diasporenbanken im Zuge von Restitutionsmaßnahmen zumindest über einen solchen Zeitraum durchaus dazu beisteuern, bestehende Pflanzenbestände in eine der früheren, meist extensiveren Nutzungsweise entsprechende Form zurückzuführen. Arten, die durch (genetisch bedingt) kurzlebige Diasporen gekennzeichnet sind, bleiben freilich grundsätzlich auf Diasporeneintrag von außerhalb angewiesen, sofern ihre Population in den Brachflächen zusammengebrochen ist. Entsprechend ausgestattete (also entweder landwirtschaftlich genutzte oder entsprechend vielfältig gepflegte) Kontaktflächen sind daher in jedem Fall erforderlich, wenn bestimmte, vom Verschwinden bedrohte Arten oder Pflanzengesellschaften im Dauergrünland erhalten werden sollen. Für nicht entsprechend genutzte oder gepflegte, also der natürlichen Sukzession überlassenen Flächen ist daher zu unterstellen, daß der Diasporenvorrat solcher erhaltenswerter Arten und Pflanzengemeinschaften im Boden im Laufe der Zeit erlischt.

Literatur:

Hülß-Metzger, Doris, 1995: Generative Diasporenbanken in verschiedenen Pflegemaßnahmen ausgesetzten Grünlandbrachen Baden-Württembergs. Diss. Hohenheim, Verl. Ulrich E. Grauer, Stuttgart, 193 S.

 

Fördernde Institution:MLR

Förderkennzeichen:  61 - 92 . 18




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