dc.contributor.advisor | Gerold, Gerhard Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Lezcano Caceres, Hilda Luz | de |
dc.date.accessioned | 2010-10-27T12:11:33Z | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-18T11:26:32Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:50:14Z | de |
dc.date.issued | 2010-10-27 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B69A-B | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2373 | |
dc.description.abstract | Seit vielen Jahren ändern fremden Arten (Neophyten)
Ökosysteme und Ökologische Prozessen. Diese Einflüsse
sind z.B. die Ausrottung heimischer Arten, die
Bedrohung wertvoller Ökosysteme und eine übermäßige
Zunahme der Kosten die Ausbreitung dieser Pflanzen zu
verhindern.Ein Grund für die Einfuhr dieser Arten ist die
wachsende Nachfrage nach Nutzpflanzen, die für Holz,
Medizin oder Nahrung verwendet werden können. Andere
Arten wurden nur aus wissenschaftlichem Interesse
gehalten, entkamen aber ihrer Obhut. Auf freier
Wildbahn wurden sie zu ernst zu nehmenden Problemen.
Der trifft auch für Götterbaum Ailanthus altissima aus
der Familie der Simaroubaceae zu.A. altissima wurde vor über 200 Jahren in Europa
eingeführt und hat seitdem zu starken Schäden in die
Stadt geführt, da die Wurzeln so stark sind, dass sie
Wände, Fundamente, Abwasserleitungen, Straßen und
Schienenwege durchbrechen können. Aufgrund der
Konkurrenzstärke und der Produktion von
allelopathischen Substanzen ist die Pflanze in der Lage
einheimische Arten zu verdrängen. Außerdem verfügt A.
altissima über stark allergene Pollen die zu
Vergiftungserscheinungen führen können.Mit dieser Studie wurde in Hessen die Verteilung und
Ausbreitung von A. altissima eines Stadt-Land
Gradienten untersucht durch die Grafen von Individuen
in drei Größenklassen [(1) Jungpflanzen und kleine
Bäumchen: 1cm Höhe - 1cm Durchmesser von 1,3 m über dem
Boden, dbh), (2) große Setzlinge und Jugendliche: 1 cm
dbh - 10 cm dbh und (3) Bäume> 10 cm dbh] in einem
Gradienten rural - urban, wo die Stadt Frankfurt und
dem Taunus aufgenommen wurden, um zu überprüfen, ob es
Unterschiede in der Verteilung im Hinblick auf den
Verlauf, die Verteilung und Häufigkeit in den Bahnhöfen
in Hessen zur Karte Verteilung der Arten. A. altissima
wurde auf verschieden Substraten (Normale Boden, Kies,
Boden mit grass gepflanzt werden), und mit
unterschiedlicher Samenmenge (100, 150 und 200 ind.m-2)
gepflanzt und daraufhin auf physiologische hin
untersucht um festzustellen, ob es Unterschiede in der
Keimung und Wachstum in verschiedenen Arten von
Substraten, analysierte auch die intraspezifische
Konkurrenz in verschiedenen Pflanzendichten von
Individuen,Die Populationsdynamik wurde mit der Untersuchung
von Flächen in der Stadt und am Stadtrand untersucht
mit Hilfe von Lefkovitch Matrix. Außerdem wurden
Interviews mit Landschafts- und Friedhofsgärtnern,
Unternehmern, Vorsitzende der Deutschen Bahn und
Allergologen durchgeführt, um das Ausmaß der Gefährdung
und der Kosten der Eindämmung von A. altissima zu
ermitteln.Die Ergebnisse zeigen, dass A. altissima eine
städtische Art kommt aber auch in natürlicher Umgebung
vor, wo sie offene Flächen nutzt, die auf natürliche
oder anthropogene Einflüsse zurück zu führen sind. Vor
allem das schnelle Wachstum, die Anpassungsfähigkeit
und die Produktion von einer großen Samenmenge,
kombiniert mit der Konkurrenzstärke gegenüber
einheimischen Pflanzen, führen zum Kolonisationserfolg
von A. altissima, der sich quer durch Europa zieht. In
Hessen wurde A. altissima eher in der Umgebung von
offenen Flächen in Stadtnähe gefunden, aber seltener in
Parks und auf Friedhöfen. Die Abwesenheit in der
Taunus-Region läßt sich auf die ausschließende
Konkurrenz durch den Schatten-toleranten Pflanzen, die
dort vorkommen, zurückführen. In Nord-Hessen, wo andere
klimatische Verhältnisse herrschen, kam A. altissima
seltener vor. Eine regionale Verbreitungskarte von A.
altissima, die für diese Studie angefertigt wurde
zeigt, dass die Pflanze am häufigsten in Städten mit
vielen Einwohnern vorkommt. Das zeigt, dass wohlmöglich
ein Zusammenhang zwischen der Populationsdichte und dem
Verkehr besteht. Durch den Fahrtwind der Autos und Züge
werden Samen über weite Strecken in zufällig diese
Regionen getragen. Ailanthus altissima trat in der Nähe
von großen Stationen mit vielen Personen und Zügen
häufiger und verbreiteter auf. Dies besonders an
Bahnhöfe in Süd-Hessen, wie Frankfurt, Hanau und
Darmstadt. Das könnte bedeuten, dass die Größe eines
Bahnhofs eine Rolle spielt, sowie der Bodentyp, der in
dessen Umgebung zu finden ist. Ailanthus altissima hat
in allen Substrat-Typen eine hohe Keimungsrate.
Besonders hoch ist die Keimungsrate auf normale Boden,
gefolgt von Schotter. Dies könnte erklären, warum die
Pflanze an Bahndämmen so häufig vorkommt, da diese mit
Steinen aufgeschüttet sind. Auf Grasflächen hingegen
sinkt die Keimungsrate dramatisch auf den
Nullpunkt.Eine höhere Samendichte scheint die Keimungsrate zu
erhöhen und größere Pflanzen in Substraten wie normaler
Boden und Schotter zur Folge zu haben. Auf dem nackten
Boden nahm die Wurzeldichte mit zunehmender Samendichte
ab. Bei Kiesel-Böden ist der Effekt genau umgekehrt.
Ähnliche Ergebnisse konnten mit dem basalen
Stammdurchmesser und der feuchten und trockenen
Biomasse erfasst werden. Die Untersuchung der
Populationsdynamik zeigt, dass die Wachstumsrate bei
Populationen im Stadtzentrum und am Stadtrand sehr groß
ist. Obwohl die Pflanzen in der Stadt zurückgeschnitten
werden, scheint diese Kontrolle keinen Effekt zu haben,
da die gestutzten Pflanzen eine höhere Samenproduktion
aufzeigen. Die hohe Anzahl an Samen, der große
Keimungserfolg und die große Konkurrenzstärke, führen
zu einer großen Steigerung der Wachstumsrate der
Population. Ailanthus altissima erzeugt eine große Zahl
an Nachkommen (zwischen 530.000 und 560.000 Setzlingen
pro Jahr). Die Setzlinge können im ersten Jahr zwischen
einem und zwei Metern wachsen. Hat eine Pflanze erst
mal diesen Höhestatus erreicht, ist sie, aufgrund der
hohen Anzahl an Neutrieben nach
Beschneidungsaktivitäten schwieriger zu kontrollieren.
Der Höhepunkt der Samenproduktion ist nach zwölf Jahren
erreicht mit 300.000 bis 1.000.000 Samen pro Baum und
Jahr. Diese Ergebnisse legen nahe, dass adulte A.
altissima Bäume ab einem BHD (Brusthöhendurchmesser)
von 10 cm zurücksgeschnitten werden sollten. Dieses
Stadium ist besonders in der Wachstumsphase zwischen
Juni und Juli für den Reproduktionszyklus entscheidend.
In Hessen belaufen sich die Kosten innerhalb des
Managements von A. altissima auf mehr als 5 Millionen
Euros im Jahr. Zur Vermeidung der Ausbreitung werden im
Wesentlichen physische, chemische und thermale
Maßnahmen eingesetzt. Die chemische Methode ist
kostengünstiger, sie ist aber in Europa stark
beschränkt, um Verschmutzungen zu vermeiden. Die
physikalische Methode wird häufiger angewandt,
allerdings hat ihr Einsatz nicht zu einer Eindämmung
des Populationswachstums geführt und sie erfordert
einen zusätzlichen Einsatz von Chemikalien, die unter
strengen Auflagen stehen. Die thermische Methode wird
vor allem von der Deutschen Bahn durchgeführt, die ihre
Schienenstränge ein bis zwei Mal im Jahr in Kombination
mit Chemikalien behandelt. Sie zeigt bessere Ergebnisse
in der Eindämmung der Pflanzen.Zusammenfassend ist festzustellen, dass aus
technischer sowie ökonomischer Sicht ein
Zurückschneiden der Bäume innerhalb der Wachstumsphase
einen entscheidenden Einfluss auf die
Populationsregulation hat. Das Zurückschneiden ist auch
aus biologischer Sicht sinnvoll, da es schonend mit
anderen Arten umgeht. Darüber hinaus befürworten wir
eine Anpflanzung von Gräsern an Bahndämmen vor, um eine
Keimung von A. altissima an Bahnhöfen zu
verhindern. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | ECOLOGICAL CHARACTERISTICS AND ECONOMIC IMPACT OF NON NATIVE Ailanthus altissima (MILL.) SWINGLE IN HESSE, GERMANY | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Ökologische Eigenschaften und Wirtschaftlichen Auswirkungen der Neophyten Ailanthus altissima (Mill.) Swingle in Hessen, Deutschland | de |
dc.contributor.referee | Jungkunst, Hermann PD Dr. | de |
dc.date.examination | 2010-09-29 | de |
dc.subject.dnb | 580 Pflanzen (Botanik) | de |
dc.description.abstracteng | The introduction of alien species into new
environments for many centuries has led to global
biodiversity impacts which have been altering
ecological processes gradually. These alterations
include the extinction of species and even the
endangering of valuable ecosystems as well as an
irrational increase in the economics and cost
controls.One of the reasons for species introduction is the
growing need for using them as timber, medicinal plants
or food. Other species have been introduced for purely
scientific purposes so escaping cultivation and
becoming real problems in the ecosystems where they are
included. This is the case of Ailanthus altissima
(Mill), swingle (ailanto or tree of heaven ), Quassia
family (Simaroubaceae).More than 200 years ago, Alianthus was introduced in
Europe where it has been causing serious damage due to
the size and strength of its roots which are able to
break up walls, foundations, water pipes, sewage
systems, roads and rails. Thanks to its strong
competitive ability and to its production of
alellopathic substances, this plant limited and
displaced native species. Apart from that, its pollen
and chemicals are capable of producing allergies and,
in some instances, poisoning deaths.This research studied the distribution and dispersal
of A. altissima in a rural-urban gradient and its
distribution and frequency in the train stations in
Hesse, Germany. The eco - physiological characteristics
of the species were analyzed after planting them in
different types of substrates and seed densities. The
population dynamics was analyzed and determined by
comparing plots within the city and outskirts, by
interviewing managers of green areas, parks and
cemeteries; private company directors and the Central
German Train Company directors as well as physicians of
the Allergology Centre. Then, the damage and population
control cost of this invasive species was
determined.The results show that A. altissima is an urban
species, although this condition does not exclude its
presence in natural ecosystems where plant uses open
space left by natural or anthropogenic disturbances.
The eco-physiological characteristics were identified
through the species´ pioneer ability to colonize with
rapid growth (1 or 2 m.y-1), versatility, adaptation
and mass seed production (300000 to 1 million
seed.y-1), combined with a vegetative success
reproduction. For all these reasons Ailanthus has
become a successful invasive plant species in
Europe.In Hesse, Ailanthus was found more frequently
associated with neighbourhoods and open areas near
cities, but less frequently in parks and cemeteries.
Its absence in the Taunus region reminds us of an
apparent limitation caused by the exclusive competition
caused by shade tolerant species present in this place.
In North Hesse, where climatic conditions are
apparently different, A. altissima was found less
frequently.The distribution map generated from the results of
this study shows that A. altissima is more abundant in
cities with highest human population. This suggests a
dependence on population density and traffic because
winged-seeds are easily blown by the movement of
automobiles and trains in these areas.Ailanthus altissima was more frequent and abundant
at big size stations with greater movement of trains
and people, especially in the southern part of Hesse,
and in the Frankfurt, Wiesbaden, Hanau and Darmstadt
stations. This suggests a dependence on the station
size and substrate type.Ailanthus altissima has a high germination rate in
all types of substrate, especially when planted in bare
soil, followed by soils with gravel, which explains its
growth near the train stations where gravel accumulates
at the edge of the rails. When the seeds fall into the
grass-covered soil, the germination rate drops
drastically, and there is no germination at all.The increase in population density appears to
stimulate seed germination rate and plant elongation in
substrates such as bare soil and gravel. Root
development decreases with increasing seed density on
bare soil. The opposite was observed in gravel. Similar
results were obtained with the basal stem diameter and
wet and dry plant weight.The population dynamics study demonstrated that the
population growth rate of Ailantus altissima located in
the centre and outskirts of the city is very high.
Although in the city pruning is more frequent, the
controls do not appear to be effective due to the
abundance of seed-producer trees. The amount of seeds,
the high germination rate and the yearly survival of
this species produced a great increasing growth rate of
the population.Every year, A. altissima produces a large number of
new individuals (530,000 - 560,000). Seedlings can grow
one or two meters during its first year of life. Once
the plant reaches this stage, it is more difficult to
control especially for the large number of re-sprouts
produced after cutting and for its high survival rate
during this period. Once the plant reaches 3- or 4-
year old, it begins to produce seeds (less than 80,000
per year). The higher seed production is reached by 10-
to-12 year old trees with a production of 300,000 to
1,000,000 seeds per tree per year.According to the results of this study, management
and control of the A. altissima population should
include the pruning of mature trees dbh> 10 cm
(vital stage in the reproductive cycle), especially
during the seed production period, i.e. June and July,
with emphasis on cutting branches with abundance of
seeds.Costs incurred by the control of A. altissima in
Hesse, represent 5 million Euros per hectare per year.
Control management is threefold: physical, chemical and
thermal. Chemical control is cheaper, although in
Europe is highly restricted in order to preserve
biodiversity prevent and to avoid soil and water
pollution. Physical control is more common and
frequent; but its implementation has not succeeded in
controlling the population growth of the above
mentioned species. It includes a combination with
chemical products under strict security controls. Once
or twice a year, thermal control (along with some
chemicals) is used by the German Train Company to avoid
the growth of species near the rails.For technical, economic and social reasons, the
recommendations of this study are based on the use of
physical control applied during the vital life-cycle
stages of A. altissima, so that in a couple of years
the population growth of the species is stabilized. For
social reasons, personnel recruitment is recommended
for carrying out this control which will create more
jobs. With regard to biology, physical control is more
appropriate to protect the diversity of species.
Furthermore, the planting of grass on the banks of the
rails should prevent the germination and growth of A.
altissima. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Computer Science | de |
dc.subject.ger | Competence | de |
dc.subject.ger | Cost control | de |
dc.subject.ger | Matrix model Population | de |
dc.subject.ger | Tree of heaven | de |
dc.subject.ger | Urban-rural gradient | de |
dc.subject.eng | Götterbaum | de |
dc.subject.eng | Konkurrenz | de |
dc.subject.eng | Kostkontrollen | de |
dc.subject.eng | Matrix model population | de |
dc.subject.eng | Urban-rural gradient | de |
dc.subject.bk | 42.44 Pflanzengeographie | de |
dc.subject.bk | Pflanzenökologie | de |
dc.subject.bk | Pflanzensoziologie | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2665-8 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-2665 | de |
dc.affiliation.institute | Fakultät für Geowissenschaften und Geographie | de |
dc.subject.gokfull | WN 000 Ökologie | de |
dc.identifier.ppn | 642400229 | de |