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Collembolen an Wald- Dauerbeobachtungsflächen in Baden-Württemberg

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Collembolen an Wald- Dauerbeobachtungsflächen in Baden-Württemberg Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg Collembolen an Wald- Dauerbeobachtungsflächen in Baden-Württemberg L Auswertung der Erhebungen von 1986 bis 2003 und Beschreibung der Autökologie ausgewählter Arten ID U74-M326-J07 ID U74-M316-J07 Seit 1986 nimmt die Landesanstalt für Umwelt, Mes- sungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) im Rahmen der Medienübergreifenden Umweltbeobach- tung (ehem. Ökologisches Wirkungskataster) an ca. 60 in Baden-Württemberg verteilten Boden-Dauerbeobach- tungsflächen (BDF) die Collembolenfaunen auf. Diese Untersuchungen wurden mehrfach wiederholt. Die Wiederholungsuntersuchungen fanden in den Jahren 1986/87, 1988/90, 1991/92, 1997 und 2003 statt, so dass Collembolendaten aus einer Zeitspanne von knapp 20 Jahren zur Verfügung standen. Dieser Bericht stellt zum einen die Erkenntnisse aus der Literatur zur Autökologie möglichst vieler in Baden- Württemberg vorkommender Collembolenarten vor und wertet zum anderen die Ergebnisse der Langzeituntersu- chung aus bioindikatorischer Sicht vor allem im Hinblick Abbildung 1: Verschiedene Collembolen-Arten unter dem Binokular (Foto: D. Russell) auf Klimaerwärmung und Bodenversauerung aus. Auf der Gemeinschaftsebene erhöhten sich die Gesamt- individuendichten in allen Regionen kontinuierlich bis zur Erreichung der höchsten Werte in den Jahren 1997 bzw. z.T. bereits 1991/92. Erst im Jahre 2003 wurden gischer Ansprüche wurde schließlich ein explizit bioin- wieder reduzierte Abundanzen vorgefunden. Bei den dikatorisches Vorgehen bei der Datenanalyse angewandt. einzelnen Arten traten in der großen Mehrheit der Fälle Der Frage nach einer möglichen Versauerung der Böden ebenfalls zunehmende Abundanzen auf, die ihre indivi- der BDF wurde mithilfe von Arten nachgegangen, die duenreichen Populationen oft bereits 1991/92 erreichten. ihre höchsten Populationsdichten entweder in sauren Auch hier wurden wieder reduzierte Populationen im Böden (= „azidophile“ Arten i.w.S.) oder in neutralen Jahre 2003 festgestellt. Noch deutlicher entwickelte sich bis höchstens schwach sauren Böden (= „azidophobe“ die durchschnittliche Anzahl erfasster Arten pro Termin, Arten i.w.S.) erreichen. Die Entwicklungen dieser Grup- die in allen Regionen kontinuierlich von 1986 bis 1997 pen waren eindeutig. „Azidophile“ Arten zeigten keine anstieg. Die Artenzahlen nahmen dann ebenfalls im Jahr durchgehenden Entwicklungstendenzen. In manchen 2003 wieder ab. Diese allgemeinen Entwicklungen spre- Regionen nahmen solche Arten zwar bis 1991/92 zu, chen nicht für negative Auswirkungen auf die Collem- danach gingen ihre Populationen aber wieder zurück. bolenfaunen der BDF. Die meisten experimentellen und Dies kann als Hinweis darauf gewertet werden, dass das Freiland-Studien zur Klimaveränderung stellten signifi- Säurepotential der Böden hoch ist. Allerdings waren kante Reduktionen der Abundanzen und Artenzahlen diese Entwicklungen selten statistisch signifikant. Die von Collembolengemeinschaften in Folge erhöhter Zunahmen „azidophober“ Arten waren dagegen oft Temperaturen oder Trockenheit fest (HANSEN et al. hochsignifikant, sodass ihre Populationssteigerung als 2004, LINDBERG 2003, LINDBERG & BENGTSSON gesichert gelten kann. Die hier ausgewerteten Collembo- 2006, MCGEOGH et al. 2006, SJURSEN et al. 2005). lenfaunen der BDF zeigen keine Anzeichen einer zuneh- Die Entwicklungen der Collembolen in den BDF Baden- menden Versauerung der Böden. Bioindikatorisch ist im Württembergs deuten deshalb bis 1997 eher auf eine Gegenteil eine abnehmende Versauerung der Böden spä- allgemeine Verbesserung der Lebensraumbedingungen testens ab 1991 in allen Regionen zu verzeichnen, auch hin. Die Abnahmen im Jahr 2003 bei allen Parametern: in montanen Regionen mit hohem Nadelwaldanteil. Individuendichten insgesamt, Populationen einzelner Arten oder Artengruppen, Artenzahlen sowie die Anzahl Die Frage nach möglichen Anzeichen einer Klimaerwär- seltener Arten – ist höchstwahrscheinlich auf die außer- mung war bioindikatorisch komplexer zu beantworten. ordentlich heiße und trockene Witterung des Jahres Drei autökologische Faktoren wurden hierfür heran zurückzuführen. gezogen. Erstens wurde nach Veränderungen biogeogra- phischer Verbreitungstypen gesucht, zweitens die Ent- Deshalb sprechen die hier festgestellten Erhöhungen wicklung von Arten analysiert, die bevorzugt im Tiefland der Gesamtdichten, Dichten einzelner Arten sowie des bzw. in montanen Gebieten vorkommen und drittens Artenreichtums nicht unbedingt gegen eine mögliche wurde nach einer Entwicklung von Arten geforscht, die Erwärmung der klimatischen Verhältnisse in den unter- bevorzugt in wärmeren Böden größere Populationen suchten DBF während der letzten 20 Jahren, sondern aufbauen (= thermophile Arten i.w.S.). In der Gesamt- zeigen lediglich dass keine negativen Auswirkungen fest- betrachtung zeigen die ökologischen Artengruppen nur zustellen sind. geringe Entwicklungstendenzen. Die niedrigen Indi- viduendichten der meisten Vertreter dieser Gruppen Durch die Gruppierung von Arten ähnlicher ökolo- machten eine eindeutige Aussage schwierig. Deshalb 2 © LUBW kann mit den zur Verfügung stehenden Daten ein ein- deutiges Anzeichen eines Klimawandels bioindikatorisch nicht konstatiert werden. Die leichten Bestandsverän- derungen der hier betrachteten ökologischen Gruppen erlauben es jedoch ebenso wenig, Auswirkungen einer Klimaerwärmung auszuschließen. Eine leichte Tendenz hin zu wärmer werdenden Habitatbedingungen kann mit den vorliegenden Ergebnissen somit als möglich betrach- tet werden, ist aber nicht eindeutig nachzuweisen. IMPRESSUM HERAUSGEBER LUBW Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg Postfach 10 01 63, 76231 Karlsruhe, www.lubw.baden-wuerttemberg.de BEARBEITUNG Dr. Birgit Balkenhol, Dr. David. J. Russell, Staatliches Museum für Naturkunde Görlitz, 02806 Görlitz Für den Inhalt sind die Bearbeiter verantwortlich. Die geäußerten Interpretationen und Einschätzungen müssen nicht mit denen des Herausgebers übereinstimmen. AUFTRAGGEBER LUBW, Referat Medienübergreifende Umweltbeobachtung, Projekt ID WV159 Kontakt: Kay Rahtkens, [email protected], Tel. 0721 5600-1279 BEZUG http://www.fachdokumente.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/91063/ ID Umweltbeobachtung U74-M326-J07 STAND Stand Juli 2007, Internetausgabe August 2013 Nachdruck und Verteilung für kommerzielle Zwecke – auch auszugsweise – ist darüber hinaus nur mit Zustimmung des Herausgebers unter Quellenangabe und Überlassung von Beleg exemplaren gestattet. 3 © LUBW Inhaltsverzeichnis Hintergrund und Fragestellung 4 Vorgehensweise und Methoden 4 Datengrundlage 4 Statische Überprüfung 6 Ermittlung der Autökologie der vorkommenden Arten 10 Autökologische Ansprüche der nachgewiesenen Collembolenarten 11 Ergebnisse der statistischen Analysen 72 Schlussfolgerungen 97 Literatur 105 3 Collembola aus Wald-Dauerbeobachtungsflächen Baden-Württermbergs Hintergrund und Fragestellung Seit 1986 nimmt die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden- Württemberg (LUBW) im Rahmen des Ökologischen Wirkungskatasters aus ca. 60 in Waldstandorten Baden-Württembergs verteilte Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) die Collembolenfaunen auf. Diese Untersuchungen werden alle 2-5 Jahre wiederholt. In den vergangenen Jahren wurden die nachgewiesenen Arten der Collembolen bezüglich Umweltfaktoren wie Immissionsbelastung, Schwermetallbelastung usw. bioindikatorisch ausgewertet (GEFU 1985, 1986, 1987, 1992, 1994; SCHICK 1990; STIERHOF 1993; LFU 1993). Die letzte Untersuchung der Collembolenfaunen aus diesen BDF fand im Jahr 2003 statt, so dass Collembolendaten aus einer Zeitspanne von knapp 20 Jahren zur Verfügung stehen. Die LUBW stellt nun die Frage, ob Langzeitentwicklungen in diesem Datensatz zu erkennen sind. Sie hat deshalb dem Staatlichen Museum für Naturkunde Görlitz (SMNG) die bisher gesammelten Daten mit dem Auftrag zur Verfügung gestellt, diese hinsichtlich zeitlicher Entwicklungstendenzen v.a. bezüglich der Bodenversauerung und des Klimawandels zu analysieren. Das SMNG besitzt eine umfangreiche wissenschaftliche Literatursammlung mit ökologischen Studien über Collembolen. Es ist deshalb in der Lage, die autökologischen Ansprüche und zoogeographische Verteilung der in Deutschland und somit der in den BDF Baden-Württembergs vorkommenden Collembolenarten zu ermitteln. Es wurde zwischen der LUBW und dem SMNG vereinbart, diese Informationen zusammenzustellen und sie zusammen mit einer statistischen Analyse des kompletten Collembolen-Datensatzes dieser BDF hinsichtlich eventueller Langzeitentwicklungen unter Berücksichtigung der oben genannten Fragestellungen bioindikatorisch zu bewerten. Vorgehensweise und Methoden Datengrundlage Als Datengrundlagen wurden vom LUBW Dateien geliefert, die bei den bisherigen Untersuchungen zur Collembolenfauna des Ökologischen Wirkungskatasters gewonnen wurden. Diese Dateien (17 Excel®- sowie einige Word®-Dateien) befanden sich in verschiedenen Ordnern, die nur Werkvertragsnummern als Titel enthielten. Die Excel-Dateien enthielten z.T. Collembolen-Datensätze, z.T. Angaben zum Fundort, zur Autökologie einzelner Arten oder Informationen zu den Dauerbeobachtungsflächen. Der Inhalt der Dateien war nicht einheitlich aufgebaut und strukturiert. Außerdem wiederholten sich viele Datensätze mehrfach in den verschiedenen Dateien. Da der jeweilige Inhalt aus den Dateinamen nicht ersichtlich war, musste jede einzelne Datei gesichtet, die relevanten Informationen heraus gesucht und isoliert sowie redundante Datensätze verworfen
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