| dc.contributor.advisor | Bergmeier, Erwin Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Mahdavi, Parastoo | |
| dc.date.accessioned | 2017-08-08T07:55:48Z | |
| dc.date.available | 2017-09-13T22:50:05Z | |
| dc.date.issued | 2017-08-08 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-3EC5-4 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6427 | |
| dc.language.iso | eng | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 570 | de |
| dc.title | Vegetation and functional diversity of sand dune habitats between and within different bioclimatic regions | de |
| dc.type | cumulativeThesis | de |
| dc.contributor.referee | Bergmeier, Erwin Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2017-04-26 | |
| dc.description.abstractger | Die Verwendung von funktionellen Gruppen bei Pflanzen hat eine lange Tradition in der Ökologie, spätestens seit von Humboldt die erste physiognomische Klassifikation auf der Grundlage von Wuchsformen zusammenstellte. In den letzten Jahren wurden sie zunehmend benutzt, wobei eine Vielzahl neuer Meßverfahren und statistischer Methoden entwickelt wurde. Funktionelle Gruppen setzen sich aus Arten mit ähnlichen Eigenschaften zusammen und weisen demnach ähnliche ökologische Anpassungen auf und haben gemeinsame Auswirkungen auf Ökosystemprozesse. Deshalb kann man erwarten, daß ihre Zusammensetzung eher durch eine Ähnlichkeit des Standorts, als durch biogeographische Regionen geprägt wird. Vergleichbarkeit und Anwendbarkeit funktioneller Gruppen auf überregionaler oder gar globaler Ebene wurden aber bisher kaum untersucht.
Sandökosysteme sind von Streß geprägt und enthalten oft nur wenige daran angepaßte Arten. Dennoch treten lange ökologische Gradienten auf kleiner Fläche auf, die zu relativ hoher ökologischer und standörtlicher Vielfalt führen. Dies macht Sandökosysteme zu geeigneten Modellen für ökologische Forschungen. Des weiteren ist, trotz steigendem Interesse an funktionellen Gruppen, das Wissen um die funktionelle Ökologie von Sandökosystemen noch beschränkt. Die vorliegende Arbeit füllt zahlreiche Wissenslücken zur funktionellen Ökologie von Sandökosystemen. So werden funktionelle Artengruppen über Cluster-Analysen definiert und die funktionelle Zusammensetzung für Pflanzengesellschaften über mehrere biogeographische Regionen hinweg beschrieben. Weiterhin wird der Einfluß von Lebensraum und Klimaregion auf funktionelle Gruppen untersucht sowie die Ähnlichkeit von Sandlebensräumen jeweils für die Ebene der Pflanzenarten, der Pflanzengesellschaften und der funktionellen Gruppen untersucht. Schlußendlich wird auch die Verteilung von Photosynthesetypen in unterschiedlichen Sandlebensräumen dargestellt und diskutiert. Um die genannten Zielstellungen zu bearbeiten wurden verschiedene Lebensräume (Spülsäume, Wanderdünen, stabilisierte Dünenbereiche, Salzmarschen, (teil)feuchte Sandbereiche und gestörte Sandhabitate) in unterschiedlichen Klimaregionen studiert (Atlantische, Mediterrane, Hyrkanische und Irano-Turanische Region).
Wir zeigen, daß Sandökosysteme trotz großer Unterschiede bei regionalem Klima und Artenzusammensetzung durch Zusammenstellungen von funktionellen Gruppen definiert werden können. Dies untermauert, daß sich die Klassifikationen funktioneller Merkmale auf andere Regionen übertragen lassen. Durch Klassifikation funktioneller Merkmale können Sandökosysteme auf Grundlage von drei Anpassungsstrategien ausdauernder Arten und vier Strategietypen der Annuellen beschrieben werden. Ordinationsanalysen zeigen, daß sich funktionelle Merkmale unabhängig von der Region gemeinsam anordnen. Das macht deutlich, daß Pflanzenmerkmale in Sandökosystemen eher eine Bindung an den Lebensraum als einen regionalen Bezug aufweisen.
Weiterhin verglichen wir Sandhabitate auf den Ebenen von Pflanzenarten, Pflanzengesellschaften und funktionellen Gruppen. Es ist erkennbar, daß bei einer Fokussierung auf Arten, Gesellschaften und zuletzt funktionelle Gruppen, die Ähnlichkeit zwischen gleichartigen Habitaten zunimmt. Die höchste Ähnlichkeit wurde auf funktioneller Ebene ermittelt, die niedrigste auf taxonomischer Ebene. Die Vegetation aller untersuchten Habitate auf der funktionellen Ebene, kann als azonal und damit unabhängig von der Klimaregion angesehen werden. Wir fanden zudem heraus, daß stärkere Stress-abhängigkeit der Vegetation, eine stärkere Bindung an den Lebensraum als an die Klimaregion bedingt. Wir testeten auch die funktionelle Zusammensetzung der Vegetation um unterschiedliche Regionen zu vergleichen. Dies ist nützlich um Pflanzengesellschaften ökologisch zu verstehen und zu beschreiben, da Merkmalsgruppen Habitat- und Ökosystembedingungen widerspiegeln. Allerdings weist die Artenzusammensetzung der Lebensräume in diesem Teil regionale Muster auf und es überwiegt die biogeographische Distanz im Gegensatz zu ökologischer Ähnlichkeit.
Wir fanden zudem heraus, daß C4 Pflanzen einen nennenswerten Beitrag auf die Vegetationsbedeckung von Salzmarschen, Wanderdünen und gestörten Sandbereichen haben, obwohl nur wenige solcher Arten auftreten. Unsere Ergebnisse zeigen, daß C4 Arten am stärksten die Bedeckung und beeinflussen und weniger die Artenvielfalt im Vergleich zu C3 Pflanzen. Dies zeigt, daß zumindest in einigen Sandlebensräumen C4-Pflanzen gefördert werden und dominieren können. Hohe Lichtintensität, hohe Sommertemperaturen und ausgeprägte Trockenheit sind typische Eigenschaften von Sandökosystemen, die C4-Photosynthese gegenüber dem C3-Weg effizienter machen. Wir konnten eine generelle Zunahme von Artenreichtum und Bedeckung von C4 Pflanzen mit zunehmender Trockenheit feststellen. Der höchste Anteil von C4 Arten trat im Inland von Iran auf, der trockendsten und heißesten Region. | de |
| dc.description.abstracteng | Use of plant functional types has a long tradition in ecology from the time that von Humboldt offered the first physiognomic classification of plants based on growth form. In recent years, the application of functional traits in ecological studies increased and a variety of new measuring and statistical methods were developed. Functional groups comprise species with similar traits and thus similar response to environmental pressures and similar effects on ecosystem processes. Therefore, it is expected that they are affected rather by niche similarities than by biogeographic regions. However, the feasibility and applicability of functional groups at global scale and across different regions is still an open question.
Sand ecosystems are stress-prone habitats with quite low number of species, characterized by long environmental gradients on relatively small area and high ecological and habitat diversity. Considering these facts, sand ecosystems are a suitable model for ecological research. Furthermore, despite increasing attention to functional traits, the knowledge on functional ecology of sand ecosystems is limited. This thesis contributes to fill the gap on functional ecology of sand dunes by defining cluster-based functional groups of species and functional composition of plant communities across different biogeographic regions. Further, the effect of habitat and climatic region on functional groups and the similarity of sand habitats at species, community and functional level were investigated. Finally, the distribution of photosynthesis types across different sand habitats was examined. To achieve the targets, various sand habitat types (drift lines, mobile dunes, stabilized dunes, salt marshes, semi-wet sand and sandy disturbed habitats) across different climatic regions (Atlantic, Mediterranean, Hyrcanian and Irano-Turanian) were studied.
We found that sand ecosystems can be defined by sets of functional groups despite their regional climatic and species pool differences. It provides further support to the idea that classification of functional traits should be applicable to other regions. Based on our trait classification, sand dune ecosystems can be described with three main adaptive strategies among perennials and four strategy types in annuals. Ordination analysis of traits also shows that functional traits of the same habitat assembled together irrespective of their regions. This indicates that plant traits in sand ecosystems are grouped reflecting habitat affiliation rather than regional belonging.
Furthermore, we investigate the similarity of sand habitats at species, community and functional level. We found by changing the focus from species to community and to functional level, sand habitats of the same kind represent more similarity across regions. The highest habitat similarity was observed at functional level and the lowest at taxonomic level. The vegetation of all habitats at functional level is considered as azonal vegetation and independent from the climatic region. We found out that the more stress-prone a habitat, the more is its vegetation habitat-related and independent from the region. We also tested the functional composition of the vegetation to compare plant communities across different regions. This is useful to understand and describe plant communities as trait groups reflect habitat and ecosystem conditions. However, species composition of habitats shows more region-related patterns. In this case, biogeographical distance prevails over environmental similarity.
We found C4 plants to have notable contribution to the vegetation cover in salt marshes, mobile dunes and disturbed sandy grounds despite their low number of species. Our results reveal that C4 species contribute most notably to the vegetation cover and less to the richness in comparison to C3 species. It indicates that environmental conditions (at least in some sand habitats) favor C4 plants to form dominant vegetation. Intensive light, high summer temperature and dryness are features of sand ecosystems which make C4 photosynthesis more efficient than the C3 pathway. We observed a general increasing trend in richness and cover of C4 species with increase of aridity. The highest proportion of C4 species occurred in C Iran, the driest and warmest study region. | de |
| dc.contributor.coReferee | Leuschner, Christoph Prof. Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Behling, Hermann Prof. Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Friedl, Thomas Prof. Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Waltert, Matthias Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Kreft, Holger Prof. Dr. | |
| dc.subject.eng | Coastal vegetation | de |
| dc.subject.eng | Functional trait | de |
| dc.subject.eng | Salt marshes | de |
| dc.subject.eng | Iran | de |
| dc.subject.eng | Greece | de |
| dc.subject.eng | Germany | de |
| dc.subject.eng | Mediterranean | de |
| dc.subject.eng | Atlantic | de |
| dc.subject.eng | Classification | de |
| dc.subject.eng | C4 plants | de |
| dc.subject.eng | azonal habitat | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-3EC5-4-0 | |
| dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät für Biologie und Psychologie | de |
| dc.subject.gokfull | Biologie (PPN619462639) | de |
| dc.description.embargoed | 2017-09-13 | |
| dc.identifier.ppn | 895206951 | |