Advertisement

Warum fehlt den Gipsbuchenwäldern des Kyffhäusers (Thüringen) eine Krautschicht?

  • Iris Schmid
  • Christoph Leuschner
Article

Zusammenfassung

Die auf Zechstein-Gips stockenden Buchenwälder des südwestlichen Kyffhäusers (Thüringen) zeichnen sich durch das fast gänzliche Fehlen einer Krautschicht aus. Um dieses Phänomen ursächlich zu erklären, wurden in einer Probefläche östlich Steinthaleben auf zwei Transekten verschiedene Standortfaktoren (relative Beleuchtungsstärke am Waldboden, Bodenwassergehalt, NH4Cl-austauschbare Kationen, Mächtigkeit der organischen Auflage) gemessen und mit vorliegenden Ergebnissen aus einem krautschichtreichen Buchenwald auf Muschelkalk bei Göttingen (Niedersachsen) verglichen. Weiterhin wurde die Konzentration (Biomasse pro Bodenvolumen) an lebenden und toten Feinwurzeln der Buche im Oberboden im Mai und September 1996 entlang der Transekte erfaßt. Lichtmangel kann als Ursache keine zentrale Rolle spielen; im Gipsbuchenwald erhält die Bodenvegetation mehr Strahlung als im Kalkbuchenwald. Geringe austauschbare Bodenvorräte an Magnesium und Kalium (und wahrscheinlich an Phosphor) sowie ungünstige Ca/Mg- und Ca/K-Verhältnisse scheiden als direkte Ursachen der Krautschichtarmut ebenfalls aus, weil benachbarte waldfreie Gipshügel eine artenreiche und geschlossene krautige Trockenrasen-Vegetation tragen. Wir stellen die Hypothese auf, daß (1) eine mächtige organische Auflage die Keimung von Krautschichtpflanzen durch sommerliche Austrocknung und/oder Abdeckung mit Laub (in Senken) erschwert, und (2) die sehr hohe Konzentration an Buchen-Feinwurzeln in der organischen Auflage und im mineralischen Oberboden das Wachstum von Krautschichtpflanzen infolge Konkurrenz behindert. Als Ursache des flachgründigen Feinwurzelsystems der Buche im Gipsbuchenwald werden ungünstige bodenchemische Verhältnisse im Gipsmehl-Verwitterungshorizont vermutet. Die Untersuchung von zwei weiteren Buchenwäldern zeigt für bodensaure Bestände eine signifikante negative Beziehung zwischen Deckungsgrad der Krautschicht und der Konzentration an Buchenfeinwurzel-Biomasse im Oberboden, so daß in Sauerhumus-Buchenwäldern Wurzelkonkurrenz eine zentrale Bedeutung für die Ausprägung der Krautschicht beizumessen ist.

Factors restricting the existance of herbs in beech forests on gypsum soils in the Kyffhäuser mountains (Thuringia, Germany)

Summary

In beech forests (Fagus sylvatica L.) on gypsum soils in the Kyffhäuser mountains in Thuringia (Central Germany) a herb layer occurs only very locally or is even completely absent. This study attempts to explain this phenomenon on the basis of comparative measurements of the following variables: canopy phar transmissivity, soil moisture status, salt-extractable nutrient pools in the soil, mass of beech fine roots per soil volume (root density), and depth of the ectorganic profile. The Kyffhäuser data are contrasted with results from a herb-rich limestone beech forest in Lower Saxony (Central Germany). Neither limiting below-canopy phar intensity nor adverse soil chemical conditions (low Mg, K and P availability, high Ca/Mg and Ca/K ratios) can per se explain the absence of herbaceous plants in the gypsum beech forests. It is hypothesized that (1) the deep litter layer (particularly in hollows) may prevent the successful establishment of seedlings due to drought and covering, and (2) a high superficial beech fine root density will result in strong competition between tree and herb roots inhibiting plant growth on the forest floor. Root studies in a number of Central German beech forests on acid soils revealed a negative correlation between beech root density in the topsoil and herb layer coverage and therefore, support the competition hypothesis.

Key words

Beech forests gypsum soils herb layer cover limiting factors light intensity soil chemistry soil water root competition 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Büttner, V.;Leuschner, Ch., 1994: Spatial and temporal patterns of fine root abundance in a mixed oak-beech stand. For. Ecol. Manage70, 11–21.CrossRefGoogle Scholar
  2. Deans, D., 1979: Fluctuations of the soil environment and fine root growth in a young Sitka spruce plantation. Plant and Soil52, 195–208.CrossRefGoogle Scholar
  3. Heinze, M., 1995: Boden-Pflanze-Beziehungen auf Gipsstandorten. AFZ15, 788–790.Google Scholar
  4. Heinze, M.;Fiedler, H. J.;Höhne, H., 1982: Beziehungen zwischen Geländemorphologie, Bodensubstrat und Pflanzenverbreitung auf Gipsstandorten des Kyffhäusergebirges. Arch. Naturschutz u. Landschaftsforsch. (Berlin)22, 225–237.Google Scholar
  5. Heinze, M.;Fiedler, H. J., 1984a: Physikalische Eigenschaften von Gipsböden und ihren Begleitbodenformen im Kyffhäusergebirge (DDR). Hercynia N.F.21, 190–203.Google Scholar
  6. Heinze, M.;Fiedler, H. J., 1984b: Chemische Eigenschaften von Gips-Rendzinen und Begleitbodenformen des Kyffhäusergebirges (DDR). Chemie der Erde43, 65–75.Google Scholar
  7. Helmecke, K., 1972: Ökologische Untersuchungen an Pflanzengesellschaften im NSG „Ochsenburg-Ziegelhüttental“. Diss. Martin-Luther-Univ. Halle/Saale.Google Scholar
  8. Henningsen, D.;Katzung, G., 1992: Einführung in die Geologie Deutschlands. Stuttgart: Enke.Google Scholar
  9. Kinzel, H., 1982: Plfanzenökologie und Mineralstoffwechsel. Ulmer, Stuttgart.Google Scholar
  10. Knapp, R., 1960: Kennzeichnung der sozialen Beziehung, der gegenseitigen Beeinflussung und der Konkurrenzkraft der Pflanzen bei Vegetationsanalysen. Ber. dt. bot. Ges.73, 418–428.Google Scholar
  11. Leuschner, Ch.: Changes in forest ecosystem function with succession in the Lüneburger Heide. In,Lenz, R.; Hantschel, R; Tenhunen, J. D. (eds.), Ecosystem Properties and Landscape Function in Central Europe. Ecological Studies, Springer, Berlin (eingereicht).Google Scholar
  12. Leuschner, Ch.; Hertel, D.; Muhs, A.; Schmid, I.: Feinwurzel-Bestandesmassen der Rotbuche an verschiedenen Standorten innerhalb ihrer ökologischen Amplitude in Nordwest- und Mitteldeutschland. Verh. Ges. f. Ökol., Bd. 28 (im Druck).Google Scholar
  13. Meiwes, K.-J.;Beese, F., 1988: Ergebnisse der Untersuchung des Stoffhaushaltes eines Buchenwaldökosystems auf Kalkgestein. Ber. Forschungsz. Waldökosysteme Univ. Göttingen,B9, 1–142.Google Scholar
  14. Meiwes, K.-J.; König, N.; Khanna, P. K.; Prenzel, J.; Ulrich, B., 1984: Chemische Untersuchungsverfahren für Mineralboden, Auflagehumus und Wurzeln zur Charakterisierung und Bewertung der Versauerung in Waldböden. Ber. Forschungsz. Waldökosysteme/Waldsterben Univ. Göttingen, Reide A, Bd. 7.Google Scholar
  15. Meusel, H., 1939: Die Vegetationsverhältnisse der Gipsberge im Kyffhäuser und im südlichen Harzvorland. Herzynia2, 1–372.Google Scholar
  16. Persson, H., 1980: Spatial distribution of fine-root growth, mortality and decomposition in a young scots pine stand in Central Sweden. Oikos34, 77–87.CrossRefGoogle Scholar
  17. Prenzel, J.; Schulte-Bisping, H., 1991: Ionenbindung in deutschen Wäldern — eine Auswertung von 2500 Bodenuntersuchungen aus 25 Jahren. Ber. Forschungsz. Waldökosysteme Univ. Göttingen, Reihe B, Bd.29.Google Scholar
  18. Rorison, I. H.;Robinson, D., 1984: Calcium as an environmental variable. Plant, Cell Environ.7, 381–390.CrossRefGoogle Scholar
  19. Sainju, U. M.;Good, R. E., 1993: Vertical root distribution to soil properties in New Jersey pineland forests. Plant and Soil150, 87–97.CrossRefGoogle Scholar
  20. Schachtschabel, P.;Blume, H.-P.;Brümmer, G.;Hartge, K.-H.;Schwertmann, U., 1992: Lehrbuch der Bodenkunde. 13. Aufl. Stuttgart: Enke.Google Scholar
  21. Schubert, R., 1960: Die zwergstrauchreichen azidiphilen Pflanzengesellschaften Mitteldeutschlands. Pflanzensoziologie11, 1–270.Google Scholar
  22. Slavikova, J., 1958: Einfluß der Buche (Fagus sylvatica L.) als Edifaktor auf die Entwicklung der Krautschicht in den Buchenphytozönosen. Preslia30, 19–42.Google Scholar
  23. Seidel, G., 1995: Geologie von Thüringen. Stuttgart: E. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung.Google Scholar
  24. Ulrich, B., 1981: Ökologische Gruppierung von Böden zustand. Zschr. Pflanzenern. Bdkde144, 289–305.Google Scholar
  25. Walter, R., 1992: Geologie von Mitteleuropa. Stuttgart: E. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung.Google Scholar

Copyright information

© Blackwell Wissenschafts-Verlag 1998

Authors and Affiliations

  • Iris Schmid
    • 1
  • Christoph Leuschner
    • 1
  1. 1.Pflanzenökologie und Ökosystemforschung, Fachbereich 19Universität KasselKassel

Personalised recommendations