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Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation

Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation. Dr. Erika Hiltbrunner Botanisches Institut der Universität Basel. Ein Viertel der CH-Landesfläche liegt oberhalb der Waldgrenze Alpine Ökosysteme umfassen rund eine Million Hektare > ½ ist von Fels, Eis, Firn und Geröll bedeckt.

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Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation

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Presentation Transcript

  1. Bodenschutz in Steillagen die Bedeutung der alpinen Vegetation Dr. Erika Hiltbrunner Botanisches Institut der Universität Basel

  2. Ein Viertel der CH-Landesfläche liegt oberhalb der Waldgrenze Alpine Ökosysteme umfassen rund eine Million Hektare > ½ ist von Fels, Eis, Firn und Geröll bedeckt M.A.Jeger

  3. ca. ¼ Viertel wird landwirtschaftlich genutzt (rund 2´500 km2)

  4. Gesömmerte Tiere im Urserntal Talarchiv Andermatt ?

  5. 1000 0 +355 -558 -695 -1143 -2000 -1401 -2196 ha -4000 -3655 -6000 -18`000 ha -8000 -10000 -8567 Traffic Forest Settlement Bushes Agriculture (lowland) Unproductive Woods Without vegetation Kulturlandverlust in den Schweizer Alpen zwischen 1979/85 and 1992/1997 Flächen wurden früher als Wiesen und Weiden genutzt

  6. Ch. Körner

  7. Ch. Körner

  8. Ergebnisse aus 3 Studien ‘Monitoring‘ Studie Einfluss der alpinen Vegetation auf Oberflächenabfluss, Sedimentabtrag Experiment (global change, Interaktionen von Einflussfaktoren) Auswirkungen von klimatischer Erwärmung, erhöhtem Stickstoffeintrag und Trittbelastung auf alpine Rasengesellschaften Störungsexperiment (2003-2007) 3 Typen von Störungen Einfluss auf pflanzliche Diversität, Produktivität, morphologische Anpassungen

  9. ‘Monitoring‘ Studie 182 Regensimulationen in alpinem Grasland ( 2050-2500 m a.s.l., 2 km2)

  10. Portable rain simulator (16 mm)

  11. Water runoff (L m-2) Sediment loss (g m-2) P<0.001 (n=182) P<0.001 (n=107, >20% soil moisture) Vascular plant cover (%) Diversity indices (Shannon, Evenness) were not directly correlated to runoff nor sediment loss.

  12. 15 Soil moisture < 20 vol% (n=75) > 20 vol% (n=107) 10 ± se 5 0 Control Trampling 160 steps m-2 Water run off (L m-2) 15 Areas with dwarf shrubs p < 0.01 (n=57) 10 5 0 0 20 40 60 80 100 Dwarf shrub cover (%) 13 dwarf shrub species (Calluna, Empetrum, Loiseleuria, Vaccinium, Salix)

  13. 3-faktorielles Experiment (2002-2005) Krummseggenrasen Erwärmung Tritt N-Deposition 25 kg ha-1 a-1

  14. Biomass Harvest 2005 No trampling Trampling Standardized by 2002 cover data Biomass -N +N -N +N Biomass 2005 Warming  P<0.001 N-addition  P<0.001 Trampling  P<0.001 Warming x Trampling  P<0.05 se n=10 n=10 n=10 n=10 n=10 n=10 n=10 n=10 Necromass n.s. n.s. N-addition kg N ha-1 a-1

  15. 100 cm3 0-~2.0 cm fully organic layer Bulk density 0.71 ± 0.10 (sd) ~2.0-5.0 cm organic layer Bulk density 0.74 ± 0.10 (sd) Rooting density 0-5cm 77.2% ± 7.7 (sd) of the total root mass are fine and finest roots <1 mm

  16. Fine roots density <1 mm No trampling Trampling Soil layer P<0.001 +N -N +N -N ± se Fine roots 2005 (ANOVA; both layers) Warming  P<0.01 N-addition n.s. Trampling n.s. Warming x N-addition  P<0.001

  17. Störungsexperiment (2003-2007): • Clipping / Rasur 0.5 m2 • Wurzelschnitt/Transplantat (Ø 28 cm) • Überschüttung 2 x 15 L /0.5 m2 2004 2005

  18. Erste Ergebnisse aus dem Störungsexperiment 2003-2007 P<0.001 Veränderte Artenzusammensetzung (z.B.  Agrostis schraderiana, verschüttet) Störungen (2003, 2004) 2003 2004 2005 2006 2007 Masterprojekt L.Reissig 2007

  19. Schlussfolgerungen Geschlossene Pflanzendecke - effizienter Erosionsschutz Funktionelle Typen (z.B. Zwergsträucher) beeinflussen Oberfläcenabfluss Unterirdische Biomasse widerspiegelt nicht die Veränderungen in der oberirdischen Biomasse (Feinwurzelmasse nimmt zu unter Erwärmung in Kombination mit erhöhtem N-Deposition) Störungen (v.a Verschüttungen) - langfristige Auswirkungen auf die alpine Vegetation (Deckung, Biomasse, Artverschiebungen)

  20. After 3 years of experimental treatments rain simulations were conducted

  21. soil moisture (vol %) W p<0.001 T n.s. ± SE Trampling Surface runoff Sediment loss Runoff  Warming P<0.001  Trampling P<0.001  LAI P<0.01 (  Soil moisture T P=0.104) Multiple reg.model R2=0.769, n=79, P<0.001 Sed. loss  Warming P<0.01  Trampling P<0.05 Multiple reg.model R2=0.364, n=77, P<0.01 Tritt Tritt

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