Zwergbinsenrasen im Südwesten der Iberischen Halbinsel

1. Zwergbinsenrasen im Südwesten der Iberischen Halbinsel eine Analyse räumlicher und zeitlicher Vegetationsmuster Gefördert von der DFG FKZ:402/3-4 Promotionskolloquium in Freiburg, 18.06.04 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. 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. 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. 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. I I II N 1 km III II Exposition 10 m N III 1 dm N Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Zwergengarten | Fragestellung | Untersuchungsgebiet | Skalenproblematik | Untersuchungsansatz Michael Rudner LS Geobotanik

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

9. 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. Lage der Vegetationsaufnahmen 0 Exposition und Höhe [m ü. NN] N 200 400 E W 600 800 S 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 Aufnahmefläche Exposition und Höhenlage [m ü. NN] Michael Rudner LS Geobotanik

11. Siedlung Vorkommen von Zwergbinsenrasen Höhenschichten N 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 Caldas de Monchique Ausschnitt: 5 km x 5 km Michael Rudner LS Geobotanik

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

13. 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 Porenverteilung 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 CCA kumulative Eigenwerte Varianz (Art-Umwelt) 1. Achse 0,53 40 % 2. Achse 0,27 60 % 3. Achse 0,17 73 % Code Replacement: Deckung:Klassenmitte [%], Frequenz:auf 100 normiert Transformation: x=Log(y+3) downweighting of rare species Michael Rudner LS Geobotanik

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

19. 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, 252 - 258 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

20. 12 10 8 6 4 2 0 12 10 8 6 4 2 0 1 3 4 5 6 7 8 Mit Berücksichtigung von Zuschusswasser Für schwache Niederschlagsereignisse 1 3 4 5 6 7 8 Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Topografischer Feuchteindex 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

21. Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Vegetationskarte | Feuchteindex | Bodenmächtigkeit | Simulation | Grusdecke Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke PhasenGrus- Zulauf- decke fläche Länge [m] 1.5 1.15 Grusauflage [m] 0.02 0.02 Feinmaterial [m] 0.2 - Neigung 5°-20° ca. 20° HSIEH et al. (2000): VS2DI. USGS, Lakewood CO. Michael Rudner LS Geobotanik

22. 5 mm 3,75 mm 2 mm 3,5 mm 5 mm 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 10 12 11 20 30 13 15 3 0 1 2 4 8 6 7 9 5 25 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 +3.5 potenzielle Evapotranspiration -3.75 3 Zuschusswasser +2.0potenzielle Evapotranspiration -3.75 4 potenzielle Evapotranspiration -3.75 Simulation des Wasserhaushalts einer Grusdecke Volumetrischer Bodenwasser-gehalt Michael Rudner LS Geobotanik

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

24. 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

25. >-0,05 -0,5 -1,0 <-1,5 1997/1998 1998/1999 1999/2000 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser: Verlauf generell | Verlauf detailliert | Vegetation Verlauf des Bodenwasserpotenzials(schematisch) Y[MPa] Michael Rudner LS Geobotanik

26. 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

27. 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

28. Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser| Vegetation: SaisonaleVeränderung2 | Diversität | Fluktuation Saisonale Veränderung Diversität 3.0 2.5 250 m 300 m Diversitäts - Index H 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

29. Rahmen | Lage im Raum | Standort | Kleinräumige Muster | Dynamik | Innere Struktur | Zusammenfassung Titel | Bodenwasser| Vegetation: SaisonaleVeränderung2 | 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

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

31. 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

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

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

34. 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

35. 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

36. 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