Effects of the invasive Lupinus polyphyllus on species-rich mountain meadows and options for their restoration

Abstract

Naturnahes Grünland ist eines der letzten Relikte der historischen Kulturlandschaft in Mitteleuropa. Durch jahrhundertelange traditionelle Bewirtschaftung wie Mahd und Beweidung mit geringem Düngereinsatz gehört naturnahes Grünland hier zu den vielfältigsten und artenreichsten Ökosystemen. Aufgrund anthropogener Veränderungen wie Intensivierung oder Nutzungsaufgabe landwirtschaftlicher Flächen ist es heute jedoch stark bedroht. So können beispielsweise Landnutzungsänderungen zur Ausbreitung von invasiven Arten führen, die die Produktivität und Artenzusammensetzung der invadierten Standorte verändern. Ursprünglich zur Verbesserung der Böden in Fichtenforsten ausgesät, konnte sich beispielsweise die invasive Stauden-Lupine (Lupinus polypyhllus Lindl.) nach einer Änderung des Mahdregimes in den Naturnahen Bergwiesen des Biosphärenreservats Rhön ausbreiten. Hier verdrängt sie kleinwüchsige Pflanzenarten und verändert so die Zusammensetzung der Artengemeinschaft. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit den Auswirkungen von L. polyphyllus auf die Pflanzengesellschaften der Bergwiesen im Biosphärenreservat Rhön. Darüber hinaus wurden die Eignung der Bodensamenbanken für die Restituierung bewertet und verschiedene Restituierungsmethoden in Feldversuchen getestet. Die Daten wurden mit einer Reihe von univariaten und multivariaten statistischen Ansätzen analysiert. Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass L. polyphyllus einen starken Einfluss auf die heimischen Pflanzengemeinschaften hat. Sie erhöht die Ähnlichkeit zwischen verschiedenen untersuchten invadierten Vegetationstypen (Borstgrasrasen, mesische Bergwiesen und nasse Bergwiesen). Arten, die hier gemeinsam mit L. polyphyllus vorkommen, zeigen eine große Konkurrenzstärke. Während die Auswirkungen auf die derzeitige Vegetation hoch waren, hat L. polyphyllus bisher keine Auswirkungen auf die Bodensamenbank. Daher kann die Bodensamenbank durch Aktivierung zur Wiederherstellung der Vegetationstypen genutzt werden. Die Ergebnisse zeigten weiter, dass die Bodensamenbanken im Vergleich zur oberirdischen Vegetation artenarm sind. Deshalb wurde eine Mahdgutübertragung von artenreichen Spenderwiesen angewendet, um die einheimischen Pflanzengemeinschaften zusätzlich zu stärken. Außerdem wurden die L. polyphyllus-Pflanzen mit Ampferstechern manuell entfernt, um ihren Bewuchs zu reduzieren. Durch die manuelle Entfernung konnte die L. polyphyllus-Dichte kurzfristig in den Borstgrasrasen reduziert werden, nicht aber in den mesischen und feuchten Heuwiesen. Bei keinem der Vegetationstypen war es möglich, den Anteil der einheimischen Ziel-Arten zu erhöhen. Dies könnte auf die trockene Witterung während des Restituierungsexperiments zurückzuführen sein. Auch die Methode der Mahdgutübertragung selbst könnte ein Grund sein, da vermutlich nicht alle Arten zum richtigen Zeitpunkt geerntet wurden und nicht alle Arten das relativ kleine Zeitfenster für die Keimung nutzen konnten, bevor die durch Bodenstörung geschaffenen Mikrohabitate zugewachsen waren. Bei weiteren Restituierungsprojekten sollte in Betracht gezogen werden, zunächst die L. polyphyllus-Dichte durch ein angemessenes Mahdregime zu reduzieren. Die manuelle Entfernung sollte bei kleinen Beständen und Einzelpflanzen durchgeführt werden, da sie arbeits- und damit kostenintensiv ist. Nach der Reduzierung des Bewuchses können Samenbankaktivierung und Mahdgutübertragung zur Wiederherstellung der einheimischen Pflanzengemeinschaften eingesetzt werden. Zur Förderung von Arten mit verzögerter Keimung kann die Bodenstörung im ersten Frühjahr nach Durchführung des Versuchs und nach erfolgter Stratifizierung wiederholt werden. Bei Pflanzengemeinschaften mit einer großen weiten Phänologie könnte ein zweiter Mahdtermin sinnvoll sein. Für einige Arten (z. B. Arnica montana) ist die Mahdgutübertragung nicht geeignet. Hier sollten zusätzliche Anpflanzungen oder Aussaaten in Betracht gezogen werden. Zusätzlich stellen die sich ändernden klimatischen Bedingungen zusätzliche Herausforderungen für die Restituierungsplanung und das Management dar. Hier ist weitere Forschung notwendig. Letztendlich ist eine langfristige Überwachung von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Restituierung der Bergwiesen dauerhaft ist.