Südwesten der Iberischen Halbinsel

Präsentation zum Thema: "Südwesten der Iberischen Halbinsel"—  Präsentation transkript:

1 Südwesten der Iberischen Halbinsel
Zwergbinsenrasen im Südwesten der Iberischen Halbinsel eine Analyse räumlicher und zeitlicher Vegetationsmuster Gefördert von der DFG FKZ:402/3-4 Promotionskolloquium in Freiburg, Michael Rudner LS Geobotanik, Universität Freiburg AG Landschaftsökologie, Universität Oldenburg

2 Übersicht Inhalt I Untersuchungsrahmen
II Lage der Zwergbinsenrasen im Raum III Standort IV Kleinräumige Vegetationsmuster V Dynamik von Bodenwasserhaushalt und Vegetation VI Innere Struktur der Zwergbinsenrasen VII Zusammenfassung Michael Rudner LS Geobotanik

3 I - Untersuchungs- rahmen
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz I - Untersuchungs- rahmen Michael Rudner LS Geobotanik

4 Im Zwergengarten der Geobotanik
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz Im Zwergengarten der Geobotanik Michael Rudner LS Geobotanik

5 Welche Standortbedingungen und Prozesse sind für das
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz Welche Standortbedingungen und Prozesse sind für das Auftreten und die Dynamik von Zwergbinsenrasen in west- mediterranen Korkeichenwaldlandschaften verantwortlich? Einbettung in die Landschaft Standörtliche und floristische Differenzierung von Zwergbinsenrasen-Typen Zeitliche Variabilität der Zwergbinsenrasen (saisonal / interannuell) Innere Struktur der Zwergbinsenrasen Michael Rudner LS Geobotanik

6 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz Michael Rudner LS Geobotanik

7 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz 1 km I I II III 10 m II N Exposition 1 dm III N Michael Rudner LS Geobotanik

8 erfasste vegetations- kundliche Daten
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz räumliche Skalen differenzierende Faktoren erhobene standörtliche Parameter erfasste vegetations- kundliche Daten Makro =Landschaft großräumige Substrat- und Klimagradienten Auswertung topografischer und thematischer Kartenwerke Verbreitung der Vegetationstypen Meso = Catena Reliefposition: edaphische, hydro- logische und meso- klimatische Einflüsse Bodenform, pF-Wg-Kurven, Nährstoffversorgung, Bestandesklima Vegetations- aufnahmen nach Braun-Blanquet, Vegetationskartierung Mikro = Ökotop Geomorphodynamik: zyklisch Phänologie: rhythmisch Bodenmächtigkeit, Mikrorelief, Bodenfeuchte individuenscharfe Aufnahmen auf Dauerflächen Michael Rudner LS Geobotanik

9 II - Lage der Zwergbinsenrasen im Raum
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Höhenlage, Exposition | DGM | Einzugsgebiet und Hangneigung | Profil Serra de Monchique II - Lage der Zwergbinsenrasen im Raum Michael Rudner LS Geobotanik

10 Höhenlage und Exposition
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Höhenlage, Exposition | DGM | Einzugsgebiet und Hangneigung | Profil Serra de Monchique Höhenlage und Exposition Lage der Vegetationsaufnahmen Exposition und Höhe [m ü. NN] N S W E 800 600 400 200 Lage der Aufnahmefläche Exposition und Höhenlage [m ü. NN] Michael Rudner LS Geobotanik

11 N Serra de Monchique Picota (773 m) Monchique Fornalha
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Höhenlage, Exposition | DGM | Einzugsgebiet und Hangneigung | Profil Serra de Monchique Picota (773 m) Serra de Monchique Monchique Fornalha Siedlung Vorkommen von Zwergbinsenrasen Höhenschichten Caldas de Monchique N Michael Rudner LS Geobotanik Ausschnitt: 5 km x 5 km

12 Hangneigung Teileinzugsgebiet Gesamt ZBR Gesamt ZBR 4 0,8 0,6 3 0,4 2
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Höhenlage, Exposition | DGM | Einzugsgebiet und Hangneigung | Profil Serra de Monchique 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Gesamt ZBR Hangneigung 4 3 2 1 Gesamt ZBR Teileinzugsgebiet Michael Rudner LS Geobotanik

13 Reliefsituation der Zwergbinsenrasen
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Höhenlage, Exposition | DGM | Einzugsgebiet und Hangneigung | Profil Serra de Monchique Reliefsituation der Zwergbinsenrasen Michael Rudner LS Geobotanik

14 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenprofile | pF-WG-Kurven | Porenverteilung | Ordination zur Bodenphysik III - Standort Michael Rudner LS Geobotanik

15 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenprofile | pF-WG-Kurven | Porenverteilung | Ordination zur Bodenphysik Bodenprofile Michael Rudner LS Geobotanik

16 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenprofile | pF-WG-Kurven | Porenverteilung | Ordination zur Bodenphysik pF-WG-Kurven 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10 20 30 40 50 60 Wassergehalt [Vol.%] Wasserspannung [pF] Hel.-Plant. Laur.-Junc. Loto-Chaet. ausd. Rasen Sandboden Schluffboden Tonboden Michael Rudner LS Geobotanik

17 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenprofile | pF-WG-Kurven | Porenverteilung | Ordination zur Bodenphysik Porenverteilung Michael Rudner LS Geobotanik

18 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenprofile | pF-WG-Kurven | Porenverteilung | Ordination zur Bodenphysik CCA kumulative Eigenwerte Varianz (Art-Umwelt) 1. Achse 0, % 2. Achse 0, % 3. Achse 0, % Code Replacement: Deckung:Klassenmitte [%], Frequenz:auf 100 normiert Transformation: x=Log(y+3) downweighting of rare species Michael Rudner LS Geobotanik

19 IV - Kleinräumige Vegetationsmuster
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke IV - Kleinräumige Vegetationsmuster Michael Rudner LS Geobotanik

20 Hangausschnitt bei Caldas de Monchique
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Hangausschnitt bei Caldas de Monchique (16 m x 35 m, m ü, NN) Laurentio-Juncetum Junco-Isoetetum Loto-Chaetopogonetum Helianthemo-Plantaginetum Hyparrhenia-Asphodelus-Rasen Kryptogamenreiche Gesellschaft • Stauden Sträucher Fels Nasser Fels Isohypsen (0,25 m) Michael Rudner LS Geobotanik

21 Topografischer Feuchteindex
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Topografischer Feuchteindex 12 10 8 6 4 2 Mit Berücksichtigung von Zuschusswasser 12 10 8 6 4 2 Für schwache Niederschlagsereignisse 1 Laurentio-Juncetum 3 Junco-Isoetetum 4 Loto-Chatopogonetum 5 Helianthemo-Plantaginetum arenarietosum 6 Helianthemo-Plantaginetum 7 ausdauernde Rasen 8 kryptogamenreiche Gesellschaften Michael Rudner LS Geobotanik

22 Bodenmächtigkeit [cm]
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Bodenmächtigkeit [cm] 1 Laurentio-Juncetum 2 Laurentio-Juncetum pinguiculetosum 3 Loto-Chatopogonetum 4 Junco-Isoetetum 5 Helianthemo-Plantaginetum 6 Helianthemo-Plantaginetum arenarietosum 7 Sedum album-Gesellschaft 8 Hyparrhenia-Asphodelus-Rasen, Anthoxanthum-Fazies 9 Hyparrhenia-Asphodelus-Rasen 10 Hyparrhenia-Asphodelus-Rasen, Margotia-Ausbildung Michael Rudner LS Geobotanik

23 Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke Phasen Grus- Zulauf- decke fläche Länge [m] Grusauflage [m] Feinmaterial [m] 0.2 - Neigung 5°-20° ca. 20° HSIEH et al. (2000): VS2DI. USGS, Lakewood CO. Michael Rudner LS Geobotanik

24 Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Phasen [mm/Tag] 1 Regen +5.0 2 Zuschusswasser potenzielle Evapotranspiration -3.75 3 Zuschusswasser +2.0 potenzielle Evapotranspiration -3.75 4 potenzielle Evapotranspiration -3.75 Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke 3,5 mm 2 mm 5 mm 3,75 mm 1 2 15 20 30 13 25 12 11 10 4 3 5 6 8 9 7 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Volumetrischer Bodenwasser- gehalt Michael Rudner LS Geobotanik

25 Vegetation auf einer Grusdecke (schematisch)
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Vegetation auf einer Grusdecke (schematisch) Wasser Grus und Feinmaterial aktuelle Oberfläche Oberfläche in einem Jahr Loto-Chaetopogonetum ausdauernde Rasen Laurentio-Juncetum pinguiculetosum Junco- Isoetetum Helianthemo-Plantaginetum arenarietosum Michael Rudner LS Geobotanik

26 wasserhaushalt und Vegetation
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser | Vegetation V - Dynamik von Boden- wasserhaushalt und Vegetation Michael Rudner LS Geobotanik

27 Verlauf des Bodenwasserpotenzials (schematisch)
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser: Verlauf generell | Verlauf detailliert | Vegetation Verlauf des Bodenwasserpotenzials (schematisch) >-0,05 -0,5 -1,0 <-1,5 Y[MPa] 1997/ / /2000 Michael Rudner LS Geobotanik

28 Verlauf des Boden- wasser- potenzials
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser: Verlauf generell | Verlauf detailliert | Vegetation Verlauf des Boden- wasser- potenzials -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 <-1,5 cm cm cm Mächtigkeit der Grusdecke -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 <-1,5 Michael Rudner LS Geobotanik

29 Saisonale Veränderung
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser| Vegetation : Saisonale Veränderung 1 | Diversität | Fluktuation Saisonale Veränderung CA phänologisch differenziert Michael Rudner LS Geobotanik

30 Saisonale Veränderung
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser| Vegetation : Saisonale Veränderung 2 | Diversität | Fluktuation Saisonale Veränderung GLM (Poisson) Isoeto-Nanojuncetea-Arten: Cf: Cicendia filiformis Chf: Chaetopogon fasciculatus Ih: Isoetes histrix Rl: Radiola linoides Sl: Solenopsis laurentia Tuberarietea-Arten: Aa: Anthoxanthum aristatum Cc: Chaetonychia cymosa Ll: Leontodon longirostris Lp: Lotus parviflorus Ssc: Silene scabriflora Tb: Tolpis barbata Tg: Tuberaria guttata Michael Rudner LS Geobotanik

31 Saisonale Veränderung
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser| Vegetation : Saisonale Veränderung 2 | Diversität | Fluktuation Saisonale Veränderung Diversität 3.0 2.5 250 m Diversitäts - Index H 300 m 2.0 530 m 710 m 1.5 1.0 April Mai 1 Mai 2 Juni 1 Juni 2 Aufnahmezeitraum (1998) Diversitäts index (Shannon-Wiener) S : Artenzahl Pi : Anteil der Art i in der Aufnahme Michael Rudner LS Geobotanik

32 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Bodenwasser| Vegetation : Saisonale Veränderung 2 | Diversität | Fluktuation Arten-Turnover NA : Artenzahl bei der Erfassung A NB : Artenzahl bei der Erfassung B NA\B : Zahl der Arten, die nur zum Zeitpunkt A auftreten NB\A : Zahl der Arten, die nur zum Zeitpunkt B auftreten Michael Rudner LS Geobotanik

33 VI - Innere Struktur der Zwergbinsenrasen
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Punktmusteranalyse | Bestandsanalyse | Bodenmächtigkeit VI - Innere Struktur der Zwergbinsenrasen Michael Rudner LS Geobotanik

34 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Punktmusteranalyse | Bestandsanalyse | Bodenmächtigkeit Ripley‘s K Michael Rudner LS Geobotanik

35 Multiscale Ordination
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Punktmusteranalyse | Bestandsanalyse | Bodenmächtigkeit Multiscale Ordination EV1 Rechtswert Hochwert Ausschnitt 150 cm x 50 cm Michael Rudner LS Geobotanik

36 Multiscale Ordination
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Punktmusteranalyse | Bestandsanalyse | Bodenmächtigkeit Multiscale Ordination Michael Rudner LS Geobotanik

37 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung
Titel | Ergebnisse | Ausblick | Schluss VII - Zusammenfassung Michael Rudner LS Geobotanik

38 Ergebnisse Lage in der Landschaft Standort Dynamik innere Struktur:
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Ergebnisse | Ausblick | Schluss Ergebnisse Lage in der Landschaft Höhenstufung der Gesellschaften (LJ - LC- JI/HPl - Id) potentielle Standorte in der Landschaft sind gekennzeichnet durch relativ geringe Hangneigung und relativ kleines Einzugsgebiet Standort Boden mit Wasserstauer in 5-40 cm Tiefe großes Porenvolumen, hohe nutzbare Feldkapazität (LC: hoher Feinporenanteil) Porenvolumen in Grusdecken größer als in Sandsteinschuttdecken Feuchteindex (Zuschusswasser) + Bodenmächtigkiet + Simulation liefern Erklärung für Standorteignung auf Grusdecke Dynamik Fluktuation gleich stark wie saisonaler Turnover keine scharfen Chronozönosen (Ausnahme: Herbst) Übergangskomplex (Mierwald 1988) Steuerung durch Wasser- und Energiehaushalt innere Struktur: Homogenitätsniveau bei ca. 15 cm klare Abhängigkeit zweier Arten von Bodenmächtigkeit Michael Rudner LS Geobotanik

39 skalenübergreifender Ansatz
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Ergebnisse | Ausblick | Schluss Ausblick Standort Abhängigkeit der Arten von der Bodenmächtigkeit und feinskaligen topografischen Parametern Dynamik Rechnerische Überprüfung der Anwendbarkeit des Karussell-Modells Überprüfung der Awendbarkeit des Core-Satellite Species-Ansatzes. skalenübergreifender Ansatz Populationsdynamische Simulation mit hierarchischen zellulären Automaten Michael Rudner LS Geobotanik

40 Ich danke allen, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben!
Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Ergebnisse | Ausblick | Schluss Ich danke allen, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben! Michael Rudner LS Geobotanik