Flora,Vegetation und historische Entwicklung der Porphyrkuppenlandschaft zwischen Halle und Wettin (Sachsen-Anhalt)

Abstract

PARTSCH, M. 2007. Flora, Vegetation und historische Entwicklung der Porphyrkuppenlandschaft zwischen Halle und Wettin (Sachsen-Anhalt). – Schlechtendalia 15: 1–91. Ein Teil der Porphyrkuppenlandschaft nordwestlich von Halle ist aufgrund der reichen Naturausstattung als FFH-Gebiet ausgewiesen worden. Die Besonderheit des Gebietes ist dadurch begründet, dass in einem über Jahrhunderte stark landwirtschaftlich genutzten Gebiet mehr als 200 Porphyr-kuppen eingebettet sind, die sich in ihre Größe und Genese stark unterscheiden. Aufgrund der besonderen klimatischen und edaphischen Verhältnisse kommt es hier zu einer Verzahnung von (sub)mediterranen, (sub)kontinentalen mit subatlantischen sowie weitverbreiteten mitteleuropäischen Arten. Das Hauptverbreitungsgebiet einer Reihe dieser floristischen Elemente befindet sich außerhalb von Mitteleuropa. Die Porphyrhügel sind durch ein Mosaik vieler verschieden-artiger, z.T. recht seltener Vegetationseinheiten gekennzeichnet. So wechseln sich je nach standörtlichen Gegebenheiten Sand- bzw. Porphyr-Pionierfluren (Thymo-Festucetum cinereae), acidophile Zwergstrauchheiden (Euphorbio-Callunetum) und Silikat-Magerrasen (Galio-Agrostidetum (tenuis), Filipendulo vulgaris-Helictotrichetum pratensis), kontinentale Trocken- und Halbtrockenrasen (Festuco valesiacae-Stipetum capillatae, Festuco rupicolae-Brachypodietum pinnati, Festuca rupicola-Gesellschaft) mit halbruderalen Halbtrockenrasen (Falcario-Agropyretum repentis, Convolvulo-Agropyretum repentis, Poa angustifolia-Gesellschaft), Wiesen (Arrhenatheretum elatioris), Ruderalgesellschaften (Sisymbrio-Atriplicetum oblongifoliae), Gebüsche und höhere Baumbestände ab. Insgesamt konnten 50 Vegetations-einheiten, die in unterschiedlicher Häufigkeit auf den Kuppen auftreten, sowie mehr als 370 Höhere Pflanzenarten dokumentiert werden. Auf der Basis dieser floristisch-phytozönologischen Daten wurde eine Vielzahl von Analysen durchgeführt: Aufgrund der inselartigen Strukturierung der Landschaft lag es nahe, die Gültigkeit der Inseltheorie von MACARTHUR & WILSON (1967) zu prüfen. Neben einem hohen Isolationsgrad der Kuppen ergab sich eine enge Beziehung zwischen der Zunahme der Artenzahl mit der Flächengröße. Dabei wurde deutlich, dass sowohl bestimmte Artengruppen als auch Pflanzengesellschaften erst auf den größeren und älteren Kuppen siedeln, da diese sich durch eine höhere Heterogenität in den standörtlichen und mikroklimatischen Bedingungen auszeichnen. Während auf den kleinen und jungen Kuppen der Anteil an Ruderalarten bzw. ruderal beeinflusster Vegetation besonders hoch ist, steigt der Anteil von seltenen und gefährdeten Arten bzw. Xerothermgesellschaften mit zunehmender Flächengröße und Genese der Kuppen an. Verschiedene Arten gelten als Eiszeitrelikte und zeigen auch eine enge Bindung an sehr alte Standorte. Deshalb wurde diesen eine Indikatorfunktion für historisch alte Xerothermrasen zugewiesen.Die Einwanderung von fremdländischen Arten in die einheimische Vegetation ist mittlerweile zu einem weltweiten Phänomen geworden. Ursachen liegen im sich ausweitenden Handel und Tourismus, der Zerstörung von Landschaftsräumen, aber auch im gegenwärtigen Klimawechsel. Hieraus ergab sich die Frage, welche Etablierungschancen Adventivpflanzen (Archaeophyten und Neophyten) in den xerothermen Vegetationskomplexen haben. Dabei ist in den letzten vier Jahrzehnten eine Zunahme von Adventivpflanzen festzustellen. Der Grad der Einwanderung fremdländischer Arten ist sowohl von der Struktur der Vegetationsdecke als auch vom Hemerobiegrad bzw. der Naturnähe abhängig. Die Toleranz von zugewanderten Arten ist dabei solange möglich, wie sich die Gesellschaften mit ihren standorttypischen Faktoren im Gleichgewicht befinden.Ein indirekter Vegetationsvergleich mit dem historischen Datenmaterial aus den 1950er und 1960er Jahren ergab tendenziell eine Zunahme von Ruderalarten, wobei dies von der Struktur der jeweiligen Pflanzengesellschaft abhängig ist. Trotz einiger Verschiebungen im Artenspektrum erweisen sich die Pflanzengesellschaften als relativ stabil. Dies ist vor allem auf die extremen klimatischen und standörtlichen Bedingungen zurückzuführen. Eine große Gefahr hinsichtlich eines Vegetationsumbaus infolge von Sukzession birgt jedoch die seit den 1990er aufgegebene Beweidung.Ein direkter Vegetationsvergleich auf den kleinflächigen Porphyrkuppen (< 500m²) innerhalb von 8 Jahren ergab eine hohe Dynamik. Zum einen mangelt es an einer entsprechenden Nischen- bzw. Habitatdifferenzierung, zum anderen spielen die Einflüsse aus dem Umland eine entscheidende Rolle. Aufgrund des Fehlens von Pufferzonen ist der sog. “edge”-Effekt stärker wirksam, und Artenzahl sowie Gesellschaftsaufbau unterliegen einer weitaus größeren Zufälligkeit.Durch die Anwendung moderner multivariater Methoden (Clusteranlayse, Korrespondenzanalyse) konnten die Ergebnisse früherer Analysen weitgehend bestätigt werden.Die Untersuchungen zum Aufbau der Diasporenbanken ergaben folgende Ergebnisse: Sowohl die Anzahl der aus der Diasporenbank auflaufenden Keimlinge als auch die Artenzahl variierten zwischen den Gesellschaften stark und stiegen mit zunehmendem Hemerobiegrad deutlich an. Der Vergleich der im Boden tatsächlich enthaltenen Diasporen lag dabei deutlich höher. Die Zusammensetzung der Diasporenbank ist von saisonalen Rhythmen abhängig. Der Vergleich zwischen Diasporenbank und Zusammensetzung der aktuellen Vegetation ergab nur geringe Übereinstimmungen (zwischen ca. 20 bis 40 %). Die Samenbanken werden in der Hauptsache von Arten mit einem langlebigen Diasporenbanktyp aufgebaut, während sich zahlreiche Xerothermrasenarten durch kurzlebige Diasporen auszeichnen. In den Samenbanken der Gesellschaften nimmt der Anteil der Arten mit transientem Diasporenbanktyp mit steigendem Hemerobiegrad ab, wohingegen der Anteil mit long-term persistenten Diasporenbanktyp steigt. Das reproduktive Potential der Diasporenbanken von Xerothermrasen ist mit zunehmender Naturnähe als gering einzuschätzen, wobei die Diasporen-banken von Beständen auf historisch alten Standorten artenärmer sind als die von Gesellschaften auf jüngeren Standorten. Die Erneuerung bzw. Wiederherstellung von artenreichen Xerothermrasen sind deshalb ein schwieriger und langwieriger Prozess und sollten bei der Konzeption eines Pflegemanagements entsprechend berücksichtigt werden.

PARTZSCH, M. 2007: Flora, vegetation and history of the porphyry landscape between Halle and Wettin (Saxony-Anhalt, Germany). – Schlechtendalia 15: 1–91. The landscape of the porphyry outcrops in the lower valley of the river Saale near Halle is a part of a Fauna-Flora-Habitat area due to its rich biotic inventory. The peculiarity of this area is the more than 200 porphyry outcrops which are embedded in an intensively used as well as at present partly unused landscape. The outcrops are differing in size and time of their origin. Geobotanically, the vegetation is characterized by an overlapping of (sub) continental, (sub)mediterranen, subaltlantic, as well as widespread Central-European species. The main areas of the occurrence of these floristic elements and their characteristic vegetation types are situated outside of central Germany. They represent outposts of an extrazonal vegetation in our region. The vegetation of the porphyry outcrops forms a mosaic of strongly contrasting units. Depending on edaphically and climatic conditions there is a change of sand and porphyry pioneer communities (Thymo-Festucetum cinereae), acidophilic dwarf-shrub heaths (Euphorbio-Callunetum), silicate grasslands (Galio-Agrostidetum (tenuis), Filipendulo vulgaris-Helictotrichetum pratensis), continental dry and semi-dry grasslands (Festuco valesiacae-Stipetum capillatae, Festuco rupicolae-Brachypodietum pinnati, Festuca rupicola-community), half ruderal grasslands (Falcario-Agropyretum repentis, Convolvulo-Agropyretum repentis, Poa angustifolia-community), meadows (Arrhenatheretum elatioris), ruderal communities (Sisymbrio-Atriplicetum oblongifoliae), shrubs and tree stands. Altogether we found 50 plant communities and more then 370 plant species on the porphyry outcrops.On the base of our floristical and phytosociogical data set we made different analyses: The island like structure of the landscape allows to check the validity of the island theory of MACARTHUR & WILSON (1967). It shows that the outcrops have a high degree of isolation as well as a strong relationship be-tween area size and number of species and communities. The rare and endangered species and plant communities grow mostly on the older and large outcrops, because there is a higher heterogeneity of edaphic and microclimatic conditions. However, on the smaller and younger outcrops the amount of ruderal species and communities is very high. There is a high number of valuable plants and xerothermic communities on the larger and older outcrops. A lot of these plants belong to the relict species of the ice age, thus one can find species which have an indicator value for historical old xerothermic grasslands.The invasion of alien plant species into the natural vegetation is a worldwide phenomenon today. Reasons therefore are expanding world trade, tourism, destruction of the landscape as well as the global climatic change. It was interesting for us to find out which establishment chance do these adventive plants have (archaeophytes and neophytes) in the semi-natural grassland vegetation. The number of adventive plants increased within the last four decades. The degree of the invasion of alien plants depends on the structure of the vegetation cover as well as the degree of hemeroby or naturalness of the plant communities. The tolerance against invasive plants is as long as the communities are in equilibrium with the determining abiotic and biotic factors of the location.An indirect comparison of the vegetation with historical releveés from 1950 und 1960 shows an increase of the ruderal species, which is also depending on the vegetation structure of the different communities. Despite of some change of the spectra of plant species, the xerothermic communities are very stable. The reasons therefore are the extreme climatic and edaphic conditions. The end of land use by sheep grazing at the beginning of the 1990ies causes a high danger with respect to a total change of the vegetation structure as a consequence of succession processes.A direct comparison of the vegetation cover on the small porphyry outcrops (< 500m²) within 8 years shows a very high dynamic. The lack of habitat differentiation and the influence of the surrounding agrarian land play a very important role. Buffer zones are missing and thus the edge-effects have a very strong influence. The numbers of species as well as the change within the plant communities are strongly influenced by stochastic effects.We validated the results of our earlier findings by means of modern multivariate methods (cluster analyse, correspondence analyse).The investigation of the seed banks of the different plant communities show the following results: Both the number of species and the number of seedlings strongly varied between the plant communities and gained with higher degree of hemeroby. The seed banks showed a seasonal rhythm. The similarity between the seed bank and the vegetation cover is low (20 to 40 %). Species which are characterized by a long-term persistent seed bank are most common in the seed bank whereas most of the xerothermic species are characterized by a transient seed bank. The number of species with transient seed bank type decreased in the communities with increasing degree of hemeroby, and the species with long-term persistent seed bank type gained. The reproductive potential of the seed banks of xerothermic vegetation with a higher degree of nativeness was low, and the seed bank of grassland communities on historically old sites was species-poor. The renewal and the re-establishment of the species-rich xerothermic plant communities are a long-term and difficult process on which should be paid more attention in management practice.