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Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation Dr. Erika Hiltbrunner Botanisches Institut der Universität Basel.

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Präsentation zum Thema: "Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation Dr. Erika Hiltbrunner Botanisches Institut der Universität Basel."—  Präsentation transkript:

1 Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation Dr. Erika Hiltbrunner Botanisches Institut der Universität Basel

2 Ein Viertel der CH-Landesfläche liegt oberhalb der Waldgrenze Alpine Ökosysteme umfassen rund eine Million Hektare > ½ ist von Fels, Eis, Firn und Geröll bedeckt M.A.Jeger

3 ca. ¼ Viertel wird landwirtschaftlich genutzt (rund 2´500 km 2 )

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7 ? Gesömmerte Tiere im Urserntal Talarchiv Andermatt

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10 Forest Bushes Unproductive Agriculture (lowland) Without vegetation ha -18`000 ha Settlement Traffic Woods Kulturlandverlust in den Schweizer Alpen zwischen 1979/85 and 1992/1997 Flächen wurden früher als Wiesen und Weiden genutzt

11 Ch. Körner

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15 Ergebnisse aus 3 Studien ‘Monitoring‘ Studie Einfluss der alpinen Vegetation auf Oberflächenabfluss, Einfluss der alpinen Vegetation auf Oberflächenabfluss, Sedimentabtrag Sedimentabtrag Experiment (global change, Interaktionen von Einflussfaktoren) Auswirkungen von klimatischer Erwärmung, erhöhtem Stickstoffeintrag und Trittbelastung auf alpine Rasengesellschaften Störungsexperiment ( ) 3 Typen von Störungen Einfluss auf pflanzliche Diversität, Produktivität, morphologische Anpassungen

16 182 Regensimulationen in alpinem Grasland ( m a.s.l., 2 km 2 ) ‘ Monitoring‘ Studie

17 Portable rain simulator (16 mm) Total plant species richness162 species Per irrigated plot (means, SD) Total plant cover (%)77.1 ± 21.0 Species richness12.2 ± 3.7 Shannon diversity index1.54 ± 0.45 Evenness index0.62 ± 0.15

18 Vascular plant cover (%) Sediment loss (g m -2 ) P 20% soil moisture) P<0.001 (n=182) Water runoff (L m -2 ) Diversity indices (Shannon, Evenness) were not directly correlated to runoff nor sediment loss.

19 Water run off (L m -2 ) ± se Areas with dwarf shrubs p < 0.01 (n=57) Dwarf shrub cover (%) ControlTrampling < 20 vol% (n=75) Soil moisture dwarf shrub species (Calluna, Empetrum, Loiseleuria, Vaccinium, Salix) > 20 vol% (n=107) 160 steps m -2

20 Erwärmung Tritt 3-faktorielles Experiment ( ) Krummseggenrasen N-Deposition 25 kg ha -1 a -1

21 Biomass 2005 Warming  P<0.001 N-addition  P<0.001 Trampling  P<0.001 Warming x Trampling  P<0.05 Necromass Biomass -N+N -N No tramplingTrampling n.s. Biomass Harvest 2005 n.s. N-addition kg N ha -1 a -1 Standardized by 2002 cover data se n=10

22 100 cm 3 0-~2.0 cm fully organic layer Bulk density 0.71 ± 0.10 (sd) ~ cm organic layer Bulk density 0.74 ± 0.10 (sd) 77.2% ± 7.7 (sd) of the total root mass are fine and finest roots <1 mm Rooting density 0-5cm

23 No tramplingTrampling -N +N Fine roots density <1 mm Fine roots 2005 (ANOVA; both layers) Warming  P<0.01 N-addition n.s. Trampling n.s. Warming x N-addition  P<0.001 Soil layer P<0.001 ± se

24 Störungsexperiment ( ): Clipping / Rasur 0.5 m 2Clipping / Rasur 0.5 m 2 Wurzelschnitt/Transplantat (Ø 28 cm)Wurzelschnitt/Transplantat (Ø 28 cm) Überschüttung 2 x 15 L /0.5 m 2Überschüttung 2 x 15 L /0.5 m 2

25 Masterprojekt L.Reissig P<0.001 Erste Ergebnisse aus dem Störungsexperiment Störungen (2003, 2004) Veränderte Artenzusammensetzung (z.B.  Agrostis schraderiana, verschüttet)

26 Schlussfolgerungen Geschlossene Pflanzendecke - effizienter Erosionsschutz Funktionelle Typen (z.B. Zwergsträucher) beeinflussen Oberfläcenabfluss Unterirdische Biomasse widerspiegelt nicht die Veränderungen in der oberirdischen Biomasse (Feinwurzelmasse nimmt zu unter Erwärmung in Kombination mit erhöhtem N-Deposition) Störungen (v.a Verschüttungen) - langfristige Auswirkungen auf die alpine Vegetation (Deckung, Biomasse, Artverschiebungen)

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29 After 3 years of experimental treatments rain simulations were conducted

30 ± SE  soil moisture (vol %) Trampling W p<0.001 T n.s. Surface runoff Sediment loss Tritt Runoff  Warming P<0.001  Trampling P<0.001  LAI P<0.01 (   Soil moisture T P=0.104) Multiple reg.model R 2 =0.769, n=79, P<0.001 Sed. loss  Warming P<0.01  Trampling P<0.05 Multiple reg.model R 2 =0.364, n=77, P<0.01


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