Geoökologie

Abgeschlossene Arbeiten des Jahres 2016

Die Entwicklung der Avifauna im Langeooger Sommerpolder -
Bewertung einer Renaturierungsmaßnahme unter Verwendung von Brutvogel-Kartierungsdaten der Jahre 1997 bis 2015
(Bachelorarbeit Alexander Savvides, Oktober 2016)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 42 Seiten (Erstgutachter)

Das Wattenmeer der Nordsee ist ein wichtiges Rastgebiet für einen Großteil der globalen Zugvogelpopulation. Außerdem dient der Nationalpark Wattenmeer, mit seinen einzigartigen Bedingungen einem breiten Spektrum an Arten als Brutplatz und Nahrungsgrund. Viele dieser Arten sind auf die Wattenmeer-typischen Brutplätze, wie Salzwiesen, Strand-, Dünen-, Graben- und Priel-Landschaften, stark spezialisiert. Somit sind teilweise die Existenzen ganzer Populationen auf die Intaktheit und Verfügbarkeit solcher Flächen angewiesen.

Als Kompensationsmaßnahme für den Bau der Erdgaspipelines EUROPIPE I und II durch den Nationalpark Wattenmeer, wurde von den zuständigen Behörden eine ca. 218 ha große Fläche auf der ostfriesischen Nordsee-Insel Langeoog, der Langeooger Sommerpolder, als Renaturierungsfläche ausgewählt. Der Langeooger Sommerpolder ist in den Jahren 1936/37 mit einem ca. 5,5 km langen Sommerdeich eingedeicht worden, in erster Linie um die ursprüngliche Salzwiese landwirtschaftlich als Weideland zu nutzen. Im Zuge der Renaturierungsmaßnahme wurde 2004 der Sommerdeich entfernt und teilweise verlegt. Seitdem konnte die ursprüngliche Salzwiesen-Flora und -Fauna den Langeooger Sommerpolder sukzessiv wiederbesiedeln.

Im Rahmen eines trilateralen Monitoring-Programms des Common Wadden Sea Secretariat (CWSS) und der europäischen Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (FFH-Richtlinie) werden alljährlich die Vogelbestände entlang der Nordseeküste durch regelmäßige Wasser- und Watvogel-Zählungen erfasst, sowie saisonale Brutvogel-Kartierungen durchgeführt. Mit Hilfe von Brutvogel-Kartierungsdaten der Jahre 1997 bis 2015 wurde in dieser Ausarbeitung anhand von fünf ausgewählten, typischen Salzwiesenbrütern eine datenbasierte Bewertung der Renaturierungsmaßnahme vorgenommen. Hierzu wurden außerdem Daten über Beweidung, Tidenpegel, sowie Vegetationskartierungen als Standort- und Einflussfaktoren hinzugezogen.

Trotz der überwiegend negativen Brutbestandstrends konnte die Renaturierungsmaßnahme als zuträglich für die Avifauna im Sommerpolder eingestuft werden. Der Rückgang der Brutbestände findet, wie die Brutbestände der Vergleichsfläche Flinthörn vermuten lassen, in einem größeren Maßstab statt. Die verbesserte Habitatqualität des Sommerpolders nach 2004 spielt dabei vermutlich eine wichtige Pufferfunktion für die Brutbestände Langeoogs.

Erfolgskontrolle des Deichrückbaus als Kompensationsmaßnahme im Langeooger Sommerpolder anhand von Dauerquadratuntersuchungen
(Bachelorarbeit Sina Ergezinger, Oktober 2016)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 58 Seiten (Erstgutachter)

Im Jahr 2002 wurde im Rahmen einer Kompensationsmaßnahme für die Verlegung einer Erdgasleitung in dem Gebiet des Nationalparks Niedersächsisches Wattenmeer der in der Langeooger Salzwiese befindliche Sommerdeich entfernt. Seit 2003/2004 ist demzufolge die Polderfläche wieder dem Gezeiteneinfluss unterworfen, mit dem Ziel, ein naturnahes Salzwiesenökosystem wiederherzustellen. Um den Erfolg der Ausdeichung zu bewerten, wurden im August 2015 elf Dauerquadrate und sechs Plaggenflächen mit der LONDO-Methode (1976) pflanzentaxonomisch kartiert. Für jede Dauerfläche wurden die Zeigerwerte, wie Salz- und Feuchtezahl ermittelt (nach ELLENBERG 1992) und die Zuweisung nach Pflanzengesellschaften (TMAP-Code) und Salzwiesen-Zonen vorgenommen. Aus verschiedenen bereits bestehenden Bewertungsverfahren wurde eine angepasste Bewertungsmethode entwickelt, mit welcher die Erfolgskontrolle anhand von Dauerquadraten ausgeführt werden kann. Das erstellte Bewertungsverfahren, die Vegetationsentwicklung der einzelnen Dauerflächen und mögliche Einflussfaktoren auf die Sukzession wurden im Rahmen dieser Arbeit kritisch diskutiert.

Die aktuellen Vegetationsaufnahmen der Dauerquadrate von 2015 zeigen unterschiedliche Artenzusammensetzungen auf, jedoch überwiegen die Salzwiesenpflanzen der Unteren Salzwiese und der Pionierzone. Darunter zählen z.B. der Atriplex portulacoides-Typ und der Salicornia stricta-Typ (nach TMAP), welche auf salzreiche und feuchte Bodenbedingungen hinweisen. Die Betrachtung der Vegetationsentwicklung ergab ein unerwartetes Bild. Bis 2009 entwickelte sich die Salzwiesenvegetation hauptsächlich zur Unteren und Mittleren Salzwiese. Angenommen wurde eine weitere Sedimentation, welche zur Bodenbildung und zu veränderten abiotischen Bedingungen (geringere Überflutungshäufigkeit und –dauer) führen würde. Eine höhere Geländeoberfläche würde potenziell zu einer Ausprägung der Mittleren bzw. Höheren Salzwiesenzone führen. Allerdings wurden 2015 teilweise Vegetationsentwicklungen aufgezeichnet, die sich in einer rückwärtsgerichteten (regressiven) Sukzession darstellen.

Die Bewertungen der auftretenden Arten anhand der ökologischen Parameter und der ermittelten Geländehöhen ergaben eine überwiegend positive Bewertung. Ebenso scheint die Maßnahme einen positiven Effekt auf die Artenzahl zu haben, denn der Sättigungsindex steigt in den berücksichtigten Jahren an. Das variierende Höhenrelief innerhalb einer Dauerfläche und das prägende dynamische Überflutungsregime erschwert eine exakte Bewertung des Renaturierungserfolges. Insgesamt konnten jedoch positive Sukzessionstendenzen festgestellt werden.

 

 

Habitatansprüche und Ausbreitungsmöglichkeiten des invasiven
Neophyten Crassula helmsii (T. Kirk) Cockayne auf Norderney
Eine sedimentologische, hydrochemische Untersuchung und Habitatmodellierung
(Masterarbeit Markus Prinz, Juli 2016)

Masterstudiengang Landschaftsökologie, 71 Seiten (Erstgutacher)

Crassula helmsii is a semi-aquatic invasive neophyte from New Zealand. It was first recorded at Norderney in the Wadden Sea National Park Lower Saxony in the early 2000-years. Since then it is spreading rapidly into the Südstrandpolder and the Meierei-Wiesen. There are no scientific studies about the habitat requirements and dispersal possibilities of Crassula helmsii at the coastal zone of North West Germany. Therefore, this thesis takes a closer look on the distribution, the habitat requirements and the dispersal possibilities of Crassula helmsii on Norderney through habitat modelling. The extent of the Crassula helmsii populations in the study area was recorded to determine the study area. 51 presence points of Crassula helmsii and 50 absence points were generated using random stratified sampling in GIS. This sample points have been studied in greater detail to specify the habitat requirements. For this requirements several generalized linear models were generated, which contained different combinations of environmental parameters. The best model included the parameters conductivity, illuminance and bank characteristics. Crassula helmsii prefers flat unshaded banks with a conductivity of less than 2000 µS/cm. Higher conductivity leads to less shading tolerance and results in dropping probabilities of occurrence.

The model shows that most of the possible habitats in the study area are already inhabited by Crassula helmsii, but there are several new possible locations for Crassula helmsii within and probably even beyond the study area. Plant parts and seeds are likely to be transported by deers, horses, birds and humans over short and long distance.

In the future, further spreading can be prevented by appropriate measures. Such measures should not aim for biomass reduction, since earlier studies have shown little or no effect, but rather focus on the adjustement of important environmental factors. The habitat model can also be applied to the other East Frisian islands.

 

 

GIS-basierte Risikokartierung des Ausbreitungspotentials von Senecio inaequidens auf der ostfriesischen Insel Wangerooge
(Bachelorarbeit Anders Lohre, März 2016)

Bachelorstudiengang: Physische Geographie der Johann Wolfgang von Goethe-Universität, Frankfurt Main, 31 Seiten (Zweitgutachter)

Eine Etablierung von S. inaequidens auf Wangerooge kann als sicher angesehen werden. Sie hat die vier Stadien des INVASS Modells abgeschlossen und besiedelt in ihrem neuen Ökosystem neue Standorte. Erfreulicherweise sieht es derzeit nicht danach aus, dass ihre Besiedlung die indigenen Arten unter Konkurrenzdruck setzt. Das Bundesamt für Naturschutz führt die Art als potentiell invasiv auf. Dieser Ansicht kann nur in Teilen entsprochen werden. Ihre Verbreitungsmechanismen entsprechen eindeutig denen eines erfolgreichen Invasors. Die große Menge an äolisch verbreiteten Samen ermöglicht der Pflanze, auf den Inseln durch den starken Wind weit getragen zu werden und sich an variierende Umweltbedingungen rasch anzupassen. Weiterhin ist ihre Hemerochorie ein Garant für eine Verbreitung in nahezu jeden Winkel der Erde. Zu ihren Fressfeinden im Untersuchungsgebiet ist nichts Näheres bekannt. Sie wird von einigen wenigen Generalisten wie z.B. dem Feldhasen, einigen phytophagen Insekten, Schnecken und Nacktschnecken gefressen. Ihre Standortbedürfnisse bezüglich Feuchte und Stickstoff sind gering und sie lebt plurien-pollakanth (Söchting  Zwerger 2016).

Sie baut relativ geringe Mengen an Biomasse auf und ist sehr lichtaffin. Ausdruck dieser Ellenberg Lichtwerte sind ihr Vorkommen in den Dünen Wangerooges am Rand der Strauchschicht. Die Konkurrenzschwäche sorgt dafür, dass S. inaequidens freie natürliche Nischen auf den Ostfriesischen Inseln besiedelt und bei Aufkommen von konkurrenzstärkeren Arten einen Rückzug auf Ruderalstandorte mit wenigen oder keinen Konkurrenten vornimmt.

Deshalb stellt sich vermehrt die Frage, wie sich S. inaequidens auf die indigene Flora und andere dort anwesende Neophyten auswirkt. Um diese Frage ausreichend beantworten zu können, sind detaillierte Daten zu den abiotischen und biotischen Bedürfnissen der Pflanze nötig. Genaue Daten über die Stickstoffbedürfnisse sowie die Salztoleranz könnten helfen, die Verbreitungsvektoren auf den Ostfriesischen Inseln besser zu prognostizieren und ihr Konkurrenzverhalten in Bezug zur indigenen Vegetation zu bewerten. Auch besteht die Frage, ob sich während des Besiedlungsprozesses in Mitteleuropa das Genom der Art verändert haben könnte und damit zu einer Anpassung an das vorherrschende Klima stattgefunden hat (Böhmer 2001, Heger & Böhmer 2005). Des Weiteren ist eine Untersuchung des Konkurrenzverhaltens auf indigene Arten der Dünenvegetation notwendig. Um rechtzeitig intervenieren zu können, sollte S. inaequidens einen Verdrängungseffekt ausüben. Es wurde in einigen Arbeiten bereits bewiesen, dass Mahd die Pflanze indirekt fördert (Söchting & Zwerger 2016). Dünung sorgt zwar für eine rasche Schließung von Störflächen, ist in den naturnahen Ökosystemen der Dünen aber schädlich für die indigene Flora. Dementsprechend fehlt bisher eine geeignete Methode zur Bekämpfung der Art.