StSP Auswirkungen großflächiger Beweidung auf die Populationsdynamik wichtiger Baumarten
Das Promotionsprojekt zielt auf eine Optimierung des Beweidungsmanagements auf den DBU Naturerbeflächen im Hinblick auf die Erhaltung und Entwicklung von strukturreichen Landschaftsmosaiken aus Offenland Lebensräumen, sowie Gebüsch- und Waldformationen. Die komplexen Auswirkungen von großflächiger extensiver Beweidung mit großen Weidetieren (hier Rinder und Pferde) auf die Gehölzbesiedlung solcher Landschaften sind bisher zu wenig erforscht, um hieraus Managementempfehlungen ableiten zu können. Der Einfluss der Beweidung (Tritt, Verbiss) auf progressive und regressive Sukzessionsprozesse (Keimung, Etablierung, Bestandsbildung und -dynamik von Baumarten) und die Populationsstruktur, sowie die durch die Klimaerwärmung zu erwartenden Veränderungen dieser Prozesse stehen daher im Mittelpunkt der Arbeit. Auf den gewonnenen Erkenntnissen basierend, sollen Möglichkeiten zu einer Einflussnahme auf die Sukzessionsgeschwindigkeit und Baumartenzusammensetzung ergründet und beispielhaft in der Oranienbaumer Heide untersucht werden.
Dazu werden die in Heiden dieser Klimazone prägenden und/oder aufgrund ihres Invasionspotentials problematischen Pionierbaumarten untersucht: Betula pendula, Populus tremula und Pinus sylvestris. Die standörtliche Vielfalt des Untersuchungsgebiets wird durch einen stratifizierten Forschungsansatz berücksichtigt, der zugleich die Übertragbarkeit der Ergebnisse gewährleistet. Nach edaphischen und vegetationsstrukturellen Gesichtspunkten werden vier Straten unterschieden: (a) gehölzarme basenreiche Sandtrockenrasen, (b) gehölzarme basenarme Sandheiden und (c) Pionierwälder. Zusätzlich wird in gehölzarmen Auflichtungsstadien (d), in denen zu unterschiedlichen Zeitpunkten großflächige Entbuschungsmaßnahmen durchgeführt wurden, das Wiederaustriebvermögen der Stockausschläge von B. pendula untersucht.
Der vorgesehene Zeitumfang für die gesamte Arbeit beträgt vier Jahre und 9 Monate, von Dezember 2012 bis August 2017. Das Vorhaben gliedert sich in vier Teile. Im ersten Teil wurde der aktuelle Gehölzentwicklungszustand (Vegetationsperiode 2014) zusammen mit räumlichen (Nachbarschaft von Muttergehölzen), beweidungsbedingten (z.B. Trittstörungen) und vegetationsstrukturellen (erklärenden) Variablen anhand von 70 stratifiziert zufällig verteilten Probeflächen erfasst. Auf 25 Dauerprobeflächen werden als Indikatoren der Entwicklungsdynamik die Etablierung und Regeneration (z.B. nach Verbiss) jüngerer Individuen von B. pendula und P. tremula quantifiziert. Als Kontrolle zu den Auswirkungen der Beweidung befinden sich zehn dieser Flächen in ausgezäunten Bereichen der Weide, die für die Rinder und Pferde unzugänglich sind.
Der zweite Teil wird als Freilandexperiment in einem randomisierten Blockversuch in den besonders wertgebenden Offenland Lebensräumen (Straten a und b, LRT 4030 und LRT 6120*) durchgeführt. Etablierungsverhalten und Überlebensraten der sukzessionswirksamsten Baumarten Betula pendula und Pinus sylvestris werden auf Mikroplots unter kontrollierten Beweidungsintensitäten (keine, normale, starke Beweidung) über drei Jahre hinweg getestet.
Im dritten Teil werden in einem Gewächshausversuch prognostizierte Niederschlagsreduktionen und Beweidung durch drei Gießvarianten und Teilentfernung von Blattgewebe an B. pendula und P. sylvestris simuliert (technische Durchführung schwerpunktmäßig von betreuendem Fachgebiet an der Universität Kassel). Ein Vergleich mit den Ergebnissen aus Teil 2 soll Rückschlüsse auf die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Gehölzentwicklung (Geschwindigkeit, Konkurrenzverschiebungen) ermöglichen.
Darüber hinaus hat sich im Laufe der Freilanduntersuchungen ergeben, dass Informationen über den Wiederaustrieb der regelmäßig auf den Stock gesetzten Sandbirken fehlen, welche jedoch für eine langfristige Offenhaltung der Offenland Lebensräume von großer Bedeutung sind. Aus diesem Grund werden im vierten Teil Probeflächen in den gehölzarmen Auflichtungsstadien (Stratum d) angelegt, auf denen der Wiederaustrieb auf den Stock gesetzter Individuen von B. pendula in Abhängigkeit von der Häufigkeit der bereits durchgeführten Entkusselungen, des Standorttyps, des Durchmessers und der Höhe des Stumpfes bzw. der Baumstumpfgruppen untersucht wird.
Die Auswertung erfolgt mit statistischen Methoden (Multivariate Statistik, Varianzanalyse und gemischte Modelle) zur Ermittlung der Hauptfaktoren, die die Zusammensetzung, Menge und den Zustand der Gehölzpopulationen der Experimentalarten in den vier Straten steuern. Mit der Zusammenführung der verschiedenen Promotionsteile werden einerseits Beiträge zu grundlegenden ökologischen Themen (Keimungs-, Etablierungsverhalten bei Störungen/ Beweidung) andererseits Grundlagen für die praktische Anwendung im Landschaftsmaßstab geliefert.