Phytodiversity in Short Rotation Coppice plantations

Baum, Sarah

dc.contributor.advisor	Bolte, Andreas Prof. Dr.	de
dc.contributor.author	Baum, Sarah	de
dc.date.accessioned	2012-07-19T15:47:16Z	de
dc.date.accessioned	2013-01-18T11:03:24Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:50:12Z	de
dc.date.issued	2012-07-19	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F05A-1	de
dc.description.abstract	Der Anbau holziger Pflanzenarten wird als wichtigste Quelle für die Energiegewinnung aus Biomasse betrachtet. Für die nahe Zukunft wird mit einer ansteigenden Nachfrage nach Holz aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) gerechnet, was zu bedeutenden Landnutzungsänderungen führen kann. Da Landwirtschaft eine große Rolle beim weltweiten Biodiversitätsverlust spielt, ist die Untersuchung möglicher Umweltauswirkungen von KUP von hoher Bedeutung.Die Phytodiversität von 15 Weiden- und Pappel-KUP (Salix ssp., Populus ssp.) in Mittelschweden und Norddeutschland wurde auf Feld-Ebene (Kap. 3), lokaler Landschaftsebene (Kap. 4) und höherer Landschaftsebene (Kap. 5) analysiert. Die Hauptziele waren (i) die Identifizierung der die Phytodiversität in Weiden- und Pappel-KUP beeinflussenden Faktoren und (ii) die Untersuchung des Beitrages, den KUP zur Phytodiversität in Agrarlandschaften leisten. Kap. 2 gibt einen Überblick über den gegenwärtigen Wissenstand zur Phytodiversität in KUP und präsentiert daraus abgeleitete Management-Empfehlungen. Obwohl KUP klare Vorteile für die Biodiversität haben können, sind auch negative Auswirkungen möglich. Der Standort von KUP sollte sorgfältig ausgewählt werden. Gegenden mit Naturschutzstatus sollten gemieden werden. Von Landwirtschaft und Nadelwald dominierte Gebiete hingegen sind geeignet. Eine angemessene Bewirtschaftung, wie z. B. Schaffung von Strukturvielfalt durch Pflanzung mehrerer kleinerer anstelle einer großen KUP, Anpflanzung unterschiedlicher Anbauarten an einem Standort und Ernte in unterschiedlichen Zyklen begünstigen die Phytodiversität.Der Einfluss des Plantagen- und Sprossalters als die Lichtverfügbarkeit beeinflussende Faktoren der Bestandesdynamik, der Einfluss der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) und der Bodeneigenschaften auf die Phytodiversität in KUP wurde untersucht (Kap. 3). Besonders Plantagenalter und Strahlung, aber auch der Bodennährstoffgehalt beeinflussten die Artenzusammensetzung und Bodendeckung der Vegetation. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass sich die Phytodiversität mit der Zeit verändert: mit zunehmendem Alter und Rückgang der Strahlung verringerte sich die Bodendeckung, und die Artenzusammensetzung verschob sich in Richtung Waldarten, nährstoffanspruchsvollen Arten und Indikatorarten für basische Bodenverhältnisse. Die Bodendeckung und der Anteil der Indikatorarten für basische Bodenverhältnisse stiegen mit der Nährstoffverfügbarkeit an. Zwischen den untersuchten Standortvariablen und der Artenzahl konnte kein Bezug festgestellt werden.Die Phytodiversität der KUP im Sinne von Artenzahl und Artenzusammensetzung wurde mit derjenigen angrenzender	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	Phytodiversity in Short Rotation Coppice plantations	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Phytodiversität in Kurzumtriebsplantagen	de
dc.contributor.referee	Weih, Martin Prof. Dr.	de
dc.date.examination	2012-06-08	de
dc.subject.dnb	580 Pflanzen (Botanik)	de
dc.subject.gok	WNO 000	de
dc.subject.gok	WV 000	de
dc.description.abstracteng	Woody biomass plantations are considered the most crucial source of biomass used for energy production. An increasing demand for wood from Short Rotation Coppice (SRC) plantations is predicted for the nearer future and could result in major land-use changes. As agriculture plays a major role in the global loss of biodiversity, it is of great importance to analyse possible impacts of SRC plantations on the environment.Analyses on phytodiversity of 15 willow (Salix spp.) and poplar (Populus spp.) SRC plantations in Central Sweden and Northern Germany were conducted on field level (chap. 3), local landscape-scale (chap. 4) and higher landscape-scale (chap. 5). The main objectives were (i) to identify factors influencing phytodiversity within willow and poplar SRC plantations and (ii) to investigate the contribution of SRC plantations to phytodiversity in agricultural landscapes.Chap. 2 gives an overview of the current state of knowledge on phytodiversity in SRC plantations and presents derived management recommendations. Although SRC plantations can have clear benefits for biodiversity, negative effects are also possible. The location of SRC establishment should be considered carefully. Areas with nature conservation status should be avoided whereas areas dominated by agriculture are suitable. A proper management, e.g. creating structural diversity by planting several smaller instead of a large SRC plantation, planting different crops at one site and harvest in different rotation regimes are beneficial for phytodiversity.The influences of light availability stand dynamics in terms of plantation and shoot age, photosynthetic active radiation (PAR), and soil properties on phytodiversity in SRC plantations were investigated (chap. 3). Particularly plantation age and irradiance, but also soil nutrient contents influenced species composition and ground vegetation cover in SRC plantations. The results implicate that phytodiversity shifts over time: with increasing age and decreasing irradiance reaching through to the ground, the ground vegetation cover decreased and species composition shifted towards more forest species, more nutrient-demanding species, and more indicator species for basic soils. Ground vegetation cover and basic soil indicator species were positively related to nutrient availability. An influence of the studied site variables on species number could not be proven. Phytodiversity in terms of species richness and species composition of SRC plantations was compared with that of adjacent arable lands, forests and grasslands (chap. 4). Species number per area was higher in SRC plantations than in arable lands, coniferous forests and mixed forests in Germany. It was similar to that of grasslands and slightly lower than in marginal grassland strips and Swedish mixed forests. Species abundances were more heterogeneous in SRC plantations than in arable lands. Arable land, coniferous forests and German mixed forests differed most from SRC plantations regarding species composition. Similarity with SRC species composition was highest in marginal grassland strips, grasslands, and Swedish mixed forests. At increased tree cover, SRC plantations became less similar to grasslands but more similar to forests. The habitat-specific species diversity was highest in SRC plantations.The suitability of landscape matrix parameters derived from CORINE land cover data and SRC characteristics for predicting the contribution of α-diversity of SRC plantations to vascular plant γ-diversity in fragmented agricultural landscapes was analysed in eight study areas (chap. 5). The number of habitat types proved to be a significant predictor for species richness: the more habitat types, the higher the γ-diversity and the lower the proportion of SRC plantation α-diversity to γ-diversity. SRC plantations contained a subset of the landscape species pool that comprised on average a share of 6.9 % and were more dominated by species adapted to frequent disturbances and anthropo-zoogenic impacts than surrounding landscapes.Our results show that SRC plantations can enhance phytodiversity in agricultural landscapes, especially in areas dominated by arable fields and coniferous forests, as well as in landscapes with low habitat heterogeneity. Plant diversity enrichment was mainly effected by additional common perennial species typical for disturbed and anthropogenic environments. Species composition changes over time. Therefore we conclude that several different SRC plantations with varying crop species, ages, and cutting cycles are more beneficial for phytodiversity than large monocultures.	de
dc.contributor.coReferee	Lamersdorf, Norbert Prof. Dr.	de
dc.subject.topic	Forest Sciences and Forest Ecology	de
dc.subject.ger	Kurzumtrieb	de
dc.subject.ger	KUP	de
dc.subject.ger	Energieholz	de
dc.subject.ger	Phytodiversität	de
dc.subject.ger	Biodiversität	de
dc.subject.ger	Landnutzung	de
dc.subject.ger	Arten-Areal-Beziehung	de
dc.subject.ger	Artenzusammensetzung	de
dc.subject.ger	photosynthetisch aktive Strahlung	de
dc.subject.ger	PAR	de
dc.subject.ger	Gamma-Diversität	de
dc.subject.eng	Short Rotation Coppice	de
dc.subject.eng	SRC	de
dc.subject.eng	energy wood	de
dc.subject.eng	phytodiversity	de
dc.subject.eng	biodiversity	de
dc.subject.eng	land use	de
dc.subject.eng	species-area relation	de
dc.subject.eng	species composition	de
dc.subject.eng	photosynthetic active radiation	de
dc.subject.eng	PAR	de
dc.subject.eng	gamma diversity	de
dc.subject.bk	48.30	de
dc.subject.bk	48.99	de
dc.subject.bk	42.59	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3621-8	de
dc.identifier.purl	webdoc-3621	de
dc.affiliation.institute	Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie	de
dc.identifier.ppn	730159728	de

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Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie (inkl. GAUSS) [380]

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