Streu
Die Bedeutung von Pflanzenstreu für die Keimlingsetablierung von krautigen Arten aus Grünland- und Waldgesellschaften.
Beteiligte Wissenschaftler: Dr. Tobias W. Donath, apl. Prof. Dr. Rolf Lutz Eckstein, Dr. Alejandro Loydi, Dr. Eszter Ruprecht (Universität Cluj, Rumänien)
Laufzeit: 2005 -
Schlagwörter: Auengrünland, Feuchtgrünland, Förderung, Galium, Inula, Keimung, Naturschutz, Peucedanum, Poa, Positive Interaktionen, Rumex, Samengröße, Silaum, Sommergrüner Laubwald, Streu, Sukzession, Viola
Kurzbeschreibung
Abgestorbene Pflanzenteile (Streu) stellen eine wichtige Komponente biogeochemischer Nährstoffzyklen dar. Die Abbaurate von Streu durch Mineralisationsprozesse ist eine Steuergröße für die Produktivität von Ökosystemen und die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften. Abgesehen von diesen langfristigen Effekten auf Ökosystemprozesse übt die Akkumulation von Pflanzenstreu jedoch auch bedeutende kurzfristige Auswirkungen auf Pflanzengemeinschaften aus. Diese können direkter Natur sein, z.B. wenn Streu als physische Barriere für die Entfaltung und Etablierung von Keimlingen wirkt, oder sie können indirekt über Veränderung abiotischer Bedingungen wirken.
Die Zusammensetzung lokaler Pflanzengemeinschaften wird durch eine Reihe von Filtern kontrolliert, die aus dem globalen Artenpool jene Arten durchlassen, die (i) einen spezifischen Wuchsort überhaupt erreichen, (ii) die lokalen Standortbedingungen tolerieren und (iii) erfolgreich Interaktionen mit anderen Organismen derselben oder anderer trophischer Ebenen eingehen.
Verschiedene Studien haben die wichtige Bedeutung von “Interaktionen nach dem Tode”, die durch die Effekte von Streu auf Artenzusammensetzung und Diversität vermittelt werden, hingewiesen. Pflanzenstreu besitzt das Potential, Etablierung und Fitness von Pflanzen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien zu beeinträchtigen. Dies geschieht durch Veränderung der chemischen (Nährstoffverfügbarkeit, Allelopathische Effekte) oder physikalischen Umwelt (Quantität und Qualität des Lichts, Temperaturamplitude, Bodenfeuchte unter einer Streudecke), durch mechanische Effekte (Streu als Barriere für das Wachstum von Keimlingen) oder durch die Beeinflussung biotischer Interaktionen, d.h. durch Auswirkungen von Streu auf Konkurrenz zwischen Pflanzenarten oder auf Herbivorie.
In einer Reihe von Experimenten haben wir verschiedene Aspekte des potentiellen Effekts einer Streudecke auf die Etablierung von Keimlingen unterschiedlicher Arten von Grünland-, Wald und Steppenhabitaten untersucht (siehe Veröffentlichungen).
Förderung:
Alejandro Loydi war Stipendiat der Alexander von Humboldt Stiftung (Georg Forster-Forschungsstipendium; 2011-2013)
Die Arbeiten von Ester Ruprecht wurden teilweise durch Forschungsstipendien des Deutschen Akademischen Austausch Dienstes (DAAD) finanziert.
Veröffentlichungen:
Loydi A., Donath T.W., Otte A. & Eckstein R.L. 2015: Negative and positive interactions among plants: effects of competitors and litter on seedling emergence and growth of forest and grassland species. - Plant Biology 17: 667-675.
Loydi A., Donath T.W., Eckstein R.L. & Otte A. 2015: Non-native species litter reduces germination and growth of resident forbs and grasses: allelopathic, osmotic or mechanical effects? - Biological Invasions 17: 581-595.
Loydi A., Lohse K., Otte A., Donath T.W. & Eckstein R.L. 2014. Distribution and effects of tree leaf litter on vegetation composition and biomass in a forest-grassland ecotone. - Journal of Plant Ecology 7: 264-275.
Loydi, A., Eckstein, R.L., Otte, A. & Donath, T.W. 2013. Effects of litter on seedling establishment in natural and semi-natural grasslands: a meta-analysis. Journal of Ecology 101: 454-464
Schmiede, R., Ruprecht, E., Eckstein, R.L., Otte, A. & Donath, T.W. 2013. Establishment of rare flood meadow species by plant material transfer: experimental tests of threshold amounts and the effect of sowing position. Biological Conservation 159: 222-229
Eckstein, R.L., Ruch, D., Otte, A. & Donath, T.W. 2012: Invasibility of a nutrient-poor pasture through resident and non-resident herbs is controlled by litter, gap size and propagule pressure. PLoS ONE 7: e41887. doi:10.1371/journal.pone.0041887
Donath T.W. & Eckstein R.L. 2012: Litter effects on seedling establishment interact with seed position and earthworm activity. Plant Biology 14: 163–170
Donath, T.W. & Eckstein, R.L. 2010.: Effects of bryophytes and grass litter on seedling emergence vary by vertical seed position and seed size. Plant Ecology 207: 257-268.
Ruprecht, E., Enyedi, M.Z., Eckstein, R.L. & Donath, T.W. 2010. Restorative removal of plant litter and vegetation enhances re-emergence of steppe grassland. Biological Conservation 143: 449-456.
Ruprecht E., Donath T.W., Otte A. & Eckstein R.L. 2008: Chemical effects of dominant grass on seed germination of four familial pairs of dry grassland species. Seed Science Research 18: 239-248 PDF Publisher's notice
Donath T.W. & Eckstein R.L. 2008: Grass and oak litter exert different effects on seedling emergence of herbaceous perennials from grasslands and woodlands. Journal of Ecology 96: 272-280
Eckstein R.L. & Donath T.W. 2005: Interactions between litter and water availability affect seedling emergence in four familial pairs of floodplain species. Journal of Ecology 93: 807-816 PDF Publisher's notice