Effects of local and landscape factors on grassland plant diversity

Abstract

In den letzten Jahrzehnten verursachten sowohl der Flächenrückgang als auch die Fragmentierung von halbnatürlichen Habitaten in Mitteleuropa einen dramatischen Rückgang der Biodiversität auf lokalen und regionalen Skalenebenen. Diese Prozesse wurden hauptsächlich auf die Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion zurückgeführt. Zunehmende Anforderungen an die Rentabilität der landwirtschaftlichen Nutzung haben zusätzlich zu einer Nutzungsaufgabe von ertragsschwachen halbnatürlichen Grünlandhabitaten geführt. Auf der lokalen Skalenebene hat die Intensivierung der Bewirtschaftung durch hohe Nährstoffeinträge und eine erhöhte Entblätterungshäufigkeit zu vereinfachten, artenarmen Grasslandgesellschaften mit geringem Naturschutzwert geführt. Hingegen hat die Intensivierung der Bewirtschaftung auf der landschaftlichen und regionalen Skalenebene tief greifende Veränderungen verursacht, indem relativ einfache und homogene Landschaften geschaffen wurden, die von ackerbaulich genutzten Flächen bestimmt werden. In dieser Arbeit wurde die relative Bedeutung von lokalen Bewirtschaftungsvariablen, topographischen Variablen und Landschaftsvariablen auf Grünlandarten unterschiedlicher Bewirtschaftungsregime untersucht. Die Auswertungen konzentrierten sich sowohl auf den Artenreichtum als auch auf die Artenzusammensetzung. Darüber hinaus analysierten wir den Effekt des Bewirtschaftungsregimes (Wiese vs. Weide) auf lokal-regionale Muster der Artenvielfalt, um Kenntnisse über den Beitrag von unterschiedlichen Bewirtschaftungsregimen für die gesamte in der Region gemessene Artenvielfalt zu gewinnen. Letztlich untersuchten wir zudem die relative Bedeutung von lokalen und landschaftlichen Faktoren für die Artenvielfalt von gemähten Wiesen in einer Region in den südlichen Alpen. Die Daten wurden unter Verwendung unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Analyseverfahren ausgewertet. Die Untersuchung fand in dem ländlich geprägtem Landkreis Northeim in Südniedersachsen, Deutschland, und zusätzlich in mehreren Kreisen der Provinz Trento im nordöstlichen Italien statt. Der Landkreis Northeim ist durch einen hohen Anteil von Acker- und Waldflächen geprägt, in denen fragmentierte Grünlandflächen auftreten. Die untersuchten bewirtschafteten Grünlandflächen wurden zufällig ausgewählt und deckten den gesamten Gradienten vom artenarmen Wirtschaftsgrünland bis zum halbnatürlichen artenreichen Grünland, das weniger intensiv bewirtschaftet wurde, ab. In dem italienischen Untersuchungsgebiet deckten die untersuchten Wiesen einen großen Gradienten an Bewirtschaftungsintensität und Höhenlage ab.Aus den Analysen im Landkreis Northeim gingen drei wesentliche Ergebnisse hervor. (1) Lokale Bewirtschaftungsparameter wie eine geringe Stickstoffdüngung bewirkten einen hohen Artenreichtum auf Grünlandflächen, und dieser Effekt war wesentlich deutlicher auf Wiesen als auf Weiden ausgeprägt. Dies deutete darauf hin, dass hohe Stickstoffgaben einen verstärkten Ausschluss von Arten durch Konkurrenz auf Flächen verursachten, die nicht beweidet wurden. Darüber hinaus erhöhten lokale abiotische Standortfaktoren wie nährstoffarme Böden und steile Hanglagen den Artenreichtum von Weiden. (2) Der Landschaftskontext zeigte einen starken Effekt auf den Artenreichtum von Weiden. Der Artenreichtum von Weiden verringerte sich signifikant mit einem erhöhten Anteil von Ackerflächen in der Umgebung der Fläche, wohingegen der Artenreichtum von Wiesen nicht durch den Landschaftskontext beeinflusst wurde. Dies deutete darauf hin, dass sowohl die Ausbreitung von Arten durch Weidetiere als auch die Kolonisierung von Lücken im Bestand nach Störungseinflüssen, durch einen hohen Anteil von Ackerflächen in der umgebenden Landschaft verringert wird. (3) Die Heterogenität zwischen den untersuchten Grünlandflächen auf der regionalen Skalenebene leistete den größten Beitrag zu der gesamten in der Region gemessenen Artenvielfalt. Dies deutete auf hohe Unterschiede in der Artenzusammensetzung der untersuchten Grünlandflächen hin. Die Analyse von Bewirtschaftungseffekten zeigte einen indirekten positiven Effekt einer niedrigen bis mittleren Beweidungsintensität auf den Artenreichtum, der darin begründet lag, dass die beweideten Flächen sich vorrangig auf steilen Flächen mit nährstoffarmen Böden befanden. Die Analysen der alpinen Wiesen zeigten zudem, dass der Phosphorgehaltes im Boden und die Höhenlage der untersuchten Grünlandflächen einen starken Einfluss auf die Artenvielfalt haben.Um die Variation in den Mustern der Artenvielfalt besser erklären zu können, weisen die Ergebnisse dieser Untersuchung deutlich darauf hin, dass es erforderlich ist, Analysen unter Berücksichtigung verschiedener räumlicher Skaldenebenen durchzuführen. Diese Arbeit deutet zudem an, dass zukünftige Strategien der Landbewirtschaftung sowohl die Reduzierung der Stickstoffdüngungsmengen auf der lokalen Skalenebene als auch die Erhaltung von großflächigen Beweidungssystemen auf der regionalen Skalenebene anstreben sollten. Diese Maßnahmen könnten einen wirksamen Beitrag zum Erhalt einer hohen Vielfalt von Grünlandarten leisten.