The Impact of Mowing and Flooding on the Diversity of Arthropods in Floodplain Grassland Habitats of the Lower Oder Valley National Park, Germany
Auswirkungen von Mahd und Überflutung auf die Arthropodendiversität der Auewiesen des Nationalparks Unteres Odertal
by Judith Rothenbücher
Date of Examination:2005-01-27
Date of issue:2005-05-25
Advisor:Prof. Dr. Matthias Schaefer
Referee:Prof. Dr. Matthias Schaefer
Referee:Prof. Dr. Ulrich Ehlers
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
It was the aim of this study to analyse the impact of land use and flooding on the diversity of arthropods living in temporarily flooded grassland habitats.The Lower Oder Valley National Park was chosen as study area. The Lower Oder is a typical lowland river in Central Europe, where flooding events are frequent in winter but exceptional in summer. The floodplain mainly consists of grassland habitats. Parts of the grassland are extensively used for farming, whereas other parts were taken out of use in 1995. Currently, dykes bordering the river Oder prevent natural inundation of the floodplain during the summer months. During winter, floodgates integrated into the dykes stay open. Thus, the typical winter flooding can reach the floodplain.The phytophagous plant- and leafhoppers (Hemiptera: Auchenorrhyncha) and the predacious spiders (Araneida) and ground beetles (Coleoptera: Carabidae) were chosen as representative groups. In a descriptive field study, the impact of mowing and flooding on the diversity of plant- and leafhoppers was analysed. Based on an experimental approach, it was investigated whether the typical wetland fauna repopulates the floodplain after each flooding event or overwinters in the habitats.It was discussed, which impact the national park s plans of conservation management and conservation of processes might have on the corncrake as a chosen target species, on the anuran fauna as a vertebrate group typically found in wetlands and on plant- and leafhoppers as a key insect group in wet grasslands.The results of the study on the impact of mowing and flooding on the diversity of plant- and leafhoppers were compared to those of studies on spiders and ground beetles, that were also carried out in the study area. Patterns common for plant- and leafhoppers and the other arthropod groups were explored. Based on these findings conclusions for the conservation of floodplain arthropods were drawn.Mowing had a stronger impact on Auchenorrhyncha and Araneida communities, whereas flooding had a stronger impact on the carabid communities. Nevertheless, mowing negatively affected numbers of species in all three taxa. Furthermore, species of all three taxa occurring in mown sites were characterised by high mobility and a low degree of specialisation. In fallows that were subject to summer and winter floods, species communities of Auchenorrhyncha and Araneida were found to be characterised by mobile and less specialised species. In ground beetles, also a mobile but very specialised community was found. The mobile specialists can successfully colonise a variety of small habitat patches on the river bank. These sites were dominated by immigrating species of all three taxa. Thus, mobility is the most important characteristic of species occurring in these sites.In fallows that were flooded for a long time during winter, very specialised communities of plant- and leafhoppers and spiders were found, which were not very rich in species. In these sites submersion tolerant species of both taxa dominated, which overwinter in the egg stage. In contrast, the typical wetland communities of ground beetles were dominated by immigrating and very mobile species. As ground beetles rarely overwinter in the egg stage, submersion tolerance is unlikely, thus flight is crucial to successfully populate floodplain habitats. Concerning the conservation of typical floodplain arthropod communities, the results of this study reveal that it is crucial to stop land use and start restoring a more natural flooding regime. Additionally, the surrounding landscape of the conservation sites in question should be taken in account, as all immigrating species are dependent on non-flooded overwintering sites within as well as in the surroundings of the floodplain.Furthermore, this study reveals that the Lower Oder Valley National Park conservation management is beneficial for the target species corncrake, but will negatively affect arthropod communities. In contrast, those areas left for succession contribute to the conservation of floodplain arthropods.
Keywords: spider; planthopper; leafhopper; ground beetle; land use; inundation; floodplain; grassland; submersion tolerance; national park
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Auswirkungen der
anthropogenen Einflussfaktoren Landnutzung und
Überflutungsmanagement auf die Diversität der
Arthropodenfauna in der Grünlandaue des Nationalparks
Unteres Odertal untersucht.Die untere Oder ist ein typischer mitteleuropäischer
Tieflandfluss. Ihre Aue ist im Winter und Frühjahr
regelmäßig für mehrere Monate überflutet.
Sommerhochwasser sind seltener, kürzer und überfluten
nicht die komplette Aue. Ein Teil der Grünlandaue wird
extensiv bewirtschaftet, kleinere Bereiche wurden schon
1995 aus der Nutzung genommen. Die Aue ist von Deichen
umgeben, die die natürliche Überflutung während der
Sommermonate verhindern. In den Deich integrierte
Wehrtore sind im Winter geöffnet und das
Winterhochwasser kann die Aue überfluten.Als Beispielorganismen wurden Zikaden (Hemiptera: Auchenorrhyncha), als
Vertreter einer phytophagen Tiergruppe, sowie Spinnen
(Araneida) und Laufkäfer (Coleoptera: Carabidae) als
prädatorische Gruppen gewählt. In einer deskriptiv
angelegten Freilanduntersuchung wurde der Einfluss von
Mahd und Überflutung auf die Diversität von Zikaden
untersucht. In einem Freilandexperiment wurde
untersucht, welcher Teil der typischen Flussauenfauna
(Zikaden, Spinnen und Laufkäfer) im überfluteten Gebiet
überwintert, und welcher Teil die Aue nach jedem
Hochwasser wieder neu besiedelt.Die Entwicklungspläne des Nationalparks sehen vor,
Zielartenschutz und Prozessschutz jeweils in
unterschiedlichen Bereichen des Schutzgebiets zu
realisieren. Es wurden die Auswirkungen dieser beiden
Schutzstrategien auf die Zielart Wachtelkönig
(Crex crex), auf die
Amphibienfauna, als typische Vertebratenguppe in
Feuchtgebieten und auf die Zikaden, als eine
Schlüsselgruppe der Insekten im Feuchtgrünland
diskutiert. Die Ergebnisse der Arbeit über den Einfluss
von Mahd und Überflutung auf die Diversität der Zikaden
wurde mit den Ergebnissen aus Arbeiten über Spinnen und
Laufkäfer verglichen, die auch im Nationalpark
durchgeführt wurden. Unterschiede und Gemeinsamkeiten
in den Mustern wurden herausgearbeitet und diskutiert.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurden
Schlussfolgerungen für den Schutz der typischen
Arthropodenfauna der Flussauen gezogen.Die Mahd prägte die Zikaden- und Spinnenzönosen
stärker als die Überflutung, bei Laufkäfern wurde ein
stärkerer Einfluss der Überflutung festgestellt. Bei
allen drei Arthropodengruppen hatte die Mahd einen
negativen Einfluss auf die Artenzahlen. Auf Mähwiesen
zeichneten sich die Artengemeinschaften aller drei Taxa
durch hohe Mobilität und geringe Spezialisierung
aus.Auf Brachen, die sowohl im Sommer als auch im Winter
überflutet werden, wurden vor allem mobile und wenig
spezialisierte Zikaden- und Spinnenarten nachgewiesen.
Die Laufkäferzönose zeichnete sich ebenfalls durch hohe
Mobilität, aber durch einen hohen Spezialisierungsgrad
aus. Spezialisierte Laufkäfer besiedeln erfolgreich
eine Reihe typischer, von der Flussdynamik geprägter,
Uferhabitate. Bei allen drei Arthropodengruppen
dominierten einwandernde Arten. Somit scheint Mobilität
eine wichtige Eigenschaft von Flussufer bewohnenden
Arthropoden zu sein.Auf Brachen, die im Winter regelmäßig und über einen
längeren Zeitraum überflutet werden, wurden sehr
spezialisierte Zikaden- und Spinnenzönosen
nachgewiesen. Allerdings waren diese nicht sehr
artenreich. Es dominierten überflutungstolerante Arten,
die im Eistadium überwintern. Bei Laufkäfern
dominierten hingegen einwandernde Arten. Überwinterung
im Eistadium ist bei Laufkäfern relativ selten, und
somit ist Überflutungstoleranz eine recht
unwahrscheinliche Anpassung an das Leben in den Auen.
Bei Laufkäfern wurde Flugfähigkeit als wichtige
Eigenschaft identifiziert, um eine erfolgreiche
Besiedlung der Auen zu gewährleisten.Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen im
Hinblick auf den Schutz typischer Arthropodenzönosen
der Auen folgende Schlussfolgerungen zu: Landnutzung
sollte in den Auenwiesen eingestellt und ein möglichst
naturnahes Überflutungsregime hergestellt werden. Die
Umgebung von Schutzgebieten sollte mit in die Planung
einbezogen werden, da viele einwandernde Arten trockene
Überwinterungshabitate nicht nur innerhalb sondern auch
in der Umgebung der Aue benötigen.Die im Nationalpark Unteres Odertal eingesetzten
Pflegemaßnahmen zur Erhaltung des Wachtelkönigs haben
negative Auswirkungen auf die Arthropodenfauna. Im
Gegensatz dazu leisten die der Sukzession überlassenen
Gebiete einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung der für
Flussauen typischen Arthropodenfauna.
Schlagwörter: Araneida; Auchenorrhyncha; Carabidae; Spinnen; Zikaden; Laufkäfer; Landnutzung; Überflutung; Aue; Grasland; Wiese; Nationalpark; Überflutungstoleranz