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

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

ca. ¼ Viertel wird landwirtschaftlich genutzt (rund 2´500 km2)

Gesömmerte Tiere im Urserntal Talarchiv Andermatt ?

Flächen wurden früher als Wiesen und Weiden genutzt Kulturlandverlust in den Schweizer Alpen zwischen 1979/85 and 1992/1997 -695 -558 -1143 -2196 -3655 -8567 -1401 +355 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 1000 Forest Bushes Unproductive Agriculture (lowland) Without vegetation ha -18`000 ha Settlement Traffic Woods Flächen wurden früher als Wiesen und Weiden genutzt

Ch. Körner

Ch. Körner

Ergebnisse aus 3 Studien ‘Monitoring‘ Studie Einfluss der alpinen Vegetation auf Oberflächenabfluss, Sedimentabtrag Experiment (global change, Interaktionen von Einflussfaktoren) Auswirkungen von klimatischer Erwärmung, erhöhtem Stickstoffeintrag und Trittbelastung auf alpine Rasengesellschaften Störungsexperiment (2003-2007) 3 Typen von Störungen Einfluss auf pflanzliche Diversität, Produktivität, morphologische Anpassungen

‘Monitoring‘ Studie 182 Regensimulationen in alpinem Grasland ( 2050-2500 m a.s.l., 2 km2)

Total plant species richness Per irrigated plot (means, SD) Total plant cover (%) 77.1 ± 21.0 Species richness 12.2 ± 3.7 Shannon diversity index 1.54 ± 0.45 Evenness index 0.62 ± 0.15 Portable rain simulator (16 mm)

Water runoff (L m-2) Sediment loss (g m-2) Vascular plant cover (%) P<0.001 (n=182) P<0.001 (n=107, >20% soil moisture) Vascular plant cover (%) Diversity indices (Shannon, Evenness) were not directly correlated to runoff nor sediment loss.

Water run off (L m-2) 15 Soil moisture 10 5 160 steps m-2 15 10 5 < 20 vol% (n=75) > 20 vol% (n=107) 10 ± se 5 Control Trampling 160 steps m-2 Water run off (L m-2) 15 Areas with dwarf shrubs p < 0.01 (n=57) 10 5 20 40 60 80 100 Dwarf shrub cover (%) 13 dwarf shrub species (Calluna, Empetrum, Loiseleuria, Vaccinium, Salix)

3-faktorielles Experiment (2002-2005) Krummseggenrasen Erwärmung Tritt N-Deposition 25 kg ha-1 a-1

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

Rooting density 0-5cm 100 cm3 0-~2.0 cm fully organic layer Bulk density 0.71 ± 0.10 (sd) ~2.0-5.0 cm organic layer Bulk density 0.74 ± 0.10 (sd) Rooting density 0-5cm 77.2% ± 7.7 (sd) of the total root mass are fine and finest roots <1 mm

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

Störungsexperiment (2003-2007): Clipping / Rasur 0.5 m2 Wurzelschnitt/Transplantat (Ø 28 cm) Überschüttung 2 x 15 L /0.5 m2 2004 2005

Erste Ergebnisse aus dem Störungsexperiment 2003-2007 Veränderte Artenzusammensetzung (z.B.  Agrostis schraderiana, verschüttet) Störungen (2003, 2004) 2003 2004 2005 2006 2007 Masterprojekt L.Reissig 2007

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)

After 3 years of experimental treatments  rain simulations were conducted

Surface runoff Sediment loss Runoff  Warming P<0.001 soil moisture (vol %) Trampling W p<0.001 T n.s. Surface runoff Sediment loss Runoff  Warming P<0.001  Trampling P<0.001  LAI P<0.01 (  Soil moisture T P=0.104) Multiple reg.model R2=0.769, n=79, P<0.001 Sed. loss  Warming P<0.01  Trampling P<0.05 Multiple reg.model R2=0.364, n=77, P<0.01 Tritt Tritt