Plant community response to interacting disturbances - a case study of molehils and flooding in species-rich meadows
Final Report Abstract
Ein wichtiges Ziel ökologischer Forschung ist das Verständnis und die Vorhersage von biologischer Diversität. Natürliche Störungen werden als bedeutende Faktoren betrachtet, welche die Koexistenz von Arten ermöglichen und so Artenvielfalt fördern und erhalten können. Trotz jahrzehntelanger Forschung auf diesem Gebiet, ist die Ökologie von einer umfassenden Theorie der zugrunde liegenden Mechanismen und Auswirkungen von Störungen weit entfernt. Ziel dieses Projektes war es, einen Beitrag zum Verständnis der Interaktion zwischen kleinskaligen (unvorhersehbaren) und großskaligen (vorhersehbaren) Störungen und deren Effekt auf die Vegetationsdynamik zu leisten. Die wichtigsten wissenschaftlichen Erkenntnisse aus diesem Projekt sind: Maulwurfshügel stellen eine wichtige Keimungsnische für konkurrenzschwache Arten in produktiven Wiesen dar, da die Störung die abiotischen und biotischen Bedingungen für die Keimung begünstigt. Die Wichtigkeit von verschiedenen Prozessen (Bodenfeuchte, Zeit nach Störung, Artenpool) verschiebt sich im Laufe der Sukzession der kleinskaligen Störungen (Schiffers et al., im Druck). Kleinskalige Störungen beeinflussen die Diversität von Pflanzengemeinschaften zunächst negativ auf kleiner räumlicher Skala, während Diversitätsmuster (Arten und funktionelle Merkmale) auf Landschaftsebene eher vom Artenpool bestimmt werden (Seifan et al., in Revision). Pflanzen lassen sich in funktionelle Typen einteilen, welche großskalige Störungen überleben oder diesen ausweichen, oder welche von Störungen profitieren, indem Konkurrenten ausgeschlossen werden. Konkurrenzfähigkeit ist für die Einteilung in funktionelle Typen bedeutsam. Unsere Modelle zeigen jedoch, dass kleinskalige Störungen für die Entwicklung spezieller Strategien eher unbedeutend sind (Seifan et al. eingereicht). Große und kleinskalige Störungen interagieren in ihrem Einfluss auf die Arten- und Merkmalszusammensetzung, wobei großskalige Störungen einen größeren Einfluss haben. Der kombinierte Einfluß der beiden Störungstypen ist komplex und durch ihre unterschiedliche Vorhersagbarkeit bestimmt, d.h. die kleinskalige Störung wird nicht notwendigerweise durch die größere dominiert (Seifan et al., eingereicht und in prep.). Konkurrenzintensität wird maßgeblich von Dichte, räumlichem Muster und morphologischer Plastizität der Individuen bestimmt. Bisherige Modelle für die computergestützte Simulation von Interaktionen überschätzen Konkurrenzintensität systematisch (Schiffers et al., eingereicht). Ein neu entwickelter K2-Index ist in der Lage, heterogene Punktmuster zu analysieren ohne einen systematischen Fehler durch virtuelle Aggregation zu zeigen (Schiffers et al., 2008, Ecography). Ein neu entwickelter Index Iimp ist erstmals in der Lage, die Wichtigkeit von positiven Interaktionen in Pflanzengemeinschaften und -populationen zu quantifizieren (Seifan et al. im Druck).
Publications
- Many small or few big neighbours? Spatial distribution of plant biomass affects interaction intensity (Vortrag, PopBio 2005)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- The cleverer give in - measuring the root distribution of competing Bromus hordeaceus individuals with nutrient tracers (Vortrag, GfÖ 2005)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- (2006) Effect of small-scale disturbances on grassland community dynamics along a productivity gradient – Molehills as a case study. The annual conference of the Plant population biology section, GfÖ. Bremen, Germany (Poster)
Seifan M., Schloz-Murer D. & Tielbörger K.
- Plant community response to interacting disturbances (Vortrag, GfÖ 2006)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- Plant-plant interactions along a stress gradient – Modelling the impact of different stress types on the balance between competition and facilitation (Vortrag, PopBio 2006)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- The problem of analysing heterogeneous point patterns – and a new idea to handle it (Vortrag, GfÖ 2007)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- (2008) Competition among plants: Concepts, individual-based modelling approaches, and a proposal for a future research strategy Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 9 121-135
Berger U, Piou C, Schiffers K, and Grimm V
- (2008) Dealing with virtual aggregations - a new index for analysing heterogeneous point pattern, Ecography 31, 545-555
Schiffers K, Schurr FM, Tielbörger K, Urbach C, Moloney K, and Jeltsch F
- (2008) Effect of molehill disturbances on grassland composition along a productivity gradient. The annual conference of the Plant population biology section, GfÖ. Luxembourg city, Luxembourg (Vortrag)
Seifan M., Schloz-Murer D. & Tielbörger K.
- Survival of the fattest? – contradictory results in interaction experiments due to different response variables (Vortrag, GfÖ 2008)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
- (2009) Facilitating an importance index, Journal of Ecology
Seifan M, Seifan T, Ariza C and Tielbörger K
(See online at https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2009.01621.x) - Changing importance of key factors driving secondary succession on molehills (Vortrag, GfÖ 2009)
Schiffers K, Tielbörger K, and Jeltsch F
