Serpentin-Streifenfarn) 4

DIPLOMARBEIT / DIPLOMA THESIS Titel der Diplomarbeit / Title of the Diploma Thesis „Die Serpentingruppe im Botanischen Garten der Universität Wien - Geobotanische und pflanzenökologische Aspekte von Lebensräumen über Serpentinit“ verfasst von / submitted by Peter Pumpler angestrebter akademischer Grad / in partial fulfilment of the requirements for the degree of Magister der Naturwissenschaften (Mag.rer.nat.) Wien, 2016 / Vienna, 2016 Studienkennzahl lt. Studienblatt / degree A 190 445 333 programme code as it appears on the student record sheet: Studienrichtung lt. Studienblatt / Lehramtsstudium degree program as it appears on UF Biologie und Umweltkunde, UF Deutsch the student record sheet: Betreut von / Supervisor: Ao. Univ.-Prof. Dr. Michael Kiehn Ich habe mich bemüht, sämtliche Inhaber der Bildrechte ausfindig zu machen und ihre Zustimmung zur Verwendung der Bilder in dieser Arbeit eingeholt. Sollte dennoch eine Urheberrechtsverletzung bekannt werden, ersuche ich um Meldung bei mir. Danksagung Nachdem die Thematik dieser Diplomarbeit botanische, fachwissenschaftliche, evolutionsbiologische, ökologische, naturschutzkundliche und auch fachdidaktische Aspekte vereint, möchte ich an dieser Stelle zunächst meinen Dank darüber ausdrücken, mich im Rahmen meiner Abschlussarbeit in diesem persönlich bereichernden und hochinteressanten Spannungsfeld bewegt zu haben. Trotz der Höhen und Tiefen, die mit der Erstellung dieser Arbeit einhergingen, waren das Interesse an und die Begeisterung für das Thema beständiger Begleiter und wesentlicher Motivator. Mein Dank gebührt in erster Linie meinem Diplomarbeitsbetreuer und Leiter der Core Facility Botanischer Garten Dr. Michael Kiehn, der das Thema angeboten und sich für die Betreuung der Arbeit zur Verfügung gestellt hat, der bei Fragen und Anliegen binnen kürzester Zeit konstruktive Antworten gab und mir stets das beruhigende Gefühl vermittelte, am richtigen Weg zu sein. Zu höchstem Dank verpflichtet bin ich vor allem auch meiner Schreibgruppe, insbesondere Sabine, Maria und Barbara, die mir in wechselnder Konstellation während des gesamten Entstehungsprozesses wesentliche Stütze und bedeutender Motivationsfaktor waren, die Monate an den verschiedensten Bibliotheken erheiterten und in höchstem Maße dazu beigetragen haben, dass diese Arbeit ihre Fertigstellung und Vollendung gefunden hat. Meinem Freundeskreis und meiner Familie möchte ich für die mentale Unterstützung und für das Verständnis danken, dass ich während der Erstellung dieser Arbeit kaum greifbar war, meinem Arbeitgeber für die Zurverfügungstellung der für die Erstellung dieser Arbeit notwendigen Zeitressourcen. Auf meine Studienzeit zurückblickend werde ich diesen Lebensabschnitt Dank der Menschen, die mir im Laufe dieser Zeit begegnet sind, Dank der Freundschaften, die sich entwickelt haben, und Dank der bereichernden, horizonterweiterten Inhalte, die geboten wurden, stets wohlgesonnen und positiv in Erinnerung behalten. I II Inhaltsverzeichnis Danksagung ................................................................................................................................. I Inhaltsverzeichnis ...................................................................................................................... III 1. Einleitung ............................................................................................................................ 1 1.1. Die Diplomarbeit als Beitrag für den Botanischen Garten .......................................... 1 1.2. Die Diplomarbeit als Beitrag zur Umsetzung der GSPC ............................................... 4 1.3. Wissenschaftliche Fragestellung und methodische Vorgangsweise ........................... 7 2. Geobotanische Grundlagen................................................................................................ 9 2.1. Petrologische Aspekte ............................................................................................... 11 2.1.1. Geologische Annäherung ................................................................................... 11 2.1.2. Klassifizierung der Protolithe ............................................................................. 14 2.1.3. Die Minerale der Serpentin-Gruppe .................................................................. 17 2.1.4. Prozesse der Serpentinisierung und dessen Subprozesse ................................. 20 2.2. Pedologische Aspekte ................................................................................................ 25 2.2.1. Die Rolle des Bodens für die Vegetation ............................................................ 27 2.2.2. Schwermetallböden und ihr Einfluss auf die Vegetation ................................... 31 2.2.3. Serpentinböden und ihre biotischen und abiotischen Eigenschaften ............... 37 2.3. Pflanzenphysiologische und –morphologische Besonderheiten .............................. 44 2.3.1. Morphologische Modifikationen: Serpentinomorphosen ................................. 45 2.3.2. Anpassungen an den niedrigen Ca:Mg-Quotienten ........................................... 48 2.3.3. Anpassungen an den Nährstoffmangel .............................................................. 50 2.3.4. Anpassungen an Wassermangel, erhöhte Temperaturen und Trockenheit ...... 51 2.3.5. Anpassungen an erhöhte Schwermetallgehalte ................................................ 55 2.3.6. Anpassungen zur Abwehr von Herbivoren ........................................................ 59 2.4. Evolutive Aspekte des Sonderstandorts Serpentinit ................................................. 60 III 2.4.1. Der Prozess der Speziation an Serpentinstandorten ......................................... 61 2.4.2. Endemismus am Sonderstandort ....................................................................... 65 2.4.3. Taxonomische Herausforderungen .................................................................... 70 3. Serpentinophyten und ihr Lebensraum ........................................................................... 77 3.1. Die Physiognomie des Biotoptypus Serpentinstandort ............................................ 78 3.1.1. Serpentin-Rot-Föhrenwälder ............................................................................. 81 3.1.2. Serpentin-Trockenrasen ..................................................................................... 83 3.1.3. Serpentin-Felsspaltenfluren ............................................................................... 85 3.2. Schutz der Lebensräume ........................................................................................... 88 3.2.1. Serpentinstandorte im Bernsteiner und Günser Bergland im Burgenland ........ 88 3.2.2. Serpentinstandorte im Gurhofgraben bei Melk in Niederösterreich ................ 90 3.2.3. Serpentinstandorte bei Kraubath in der Steiermark.......................................... 93 3.3. Serpentinophyten der Serpentin-Schaugruppe im Porträt ....................................... 95 3.3.1. Alyssum montanum var. preissmannii ............................................................... 97 3.3.2. Arabidopsis arenosa ........................................................................................... 98 3.3.3. Asplenium cuneifolium ....................................................................................... 99 3.3.4. Campanula persicifolia ..................................................................................... 100 3.3.5. Cyclamen purpurascens .................................................................................... 101 3.3.6. Dianthus carthusianorum subsp. capillifrons ................................................... 102 3.3.7. Digitalis grandiflora .......................................................................................... 103 3.3.8. Dorycnium germanicum ................................................................................... 104 3.3.9. Galium austriacum ........................................................................................... 105 3.3.10. Genista pilosa ............................................................................................... 106 3.3.11. Jovibarba globifera subsp. hirta ................................................................... 107 3.3.12. Noccaea goesingensis ................................................................................... 108 3.3.13. Notholaena marantae .................................................................................. 109 IV 3.3.14. Potentilla crantzii var. serpentini .................................................................. 110 3.3.15. Sedum acre ................................................................................................... 111 3.3.16. Sempervivum pittonii .................................................................................... 112 3.3.17. Silene vulgaris ............................................................................................... 113 3.3.18. Tephroseris integrifolia subsp. serpentini..................................................... 114 3.3.19. Veronica austriaca ........................................................................................ 115 3.3.20. Veronica officinalis........................................................................................ 116 4. Diskussion, Conclusio und Ausblick ................................................................................ 117 Quellenverzeichnis ................................................................................................................

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