Plant distribution patterns in Germany – Will aliens match natives?

Using data on the distribution of the German vascular flora and a wide selection of environmental data we address questions regarding native and alien plant distribution patterns. We found highly significant positive relationships between plant species richness of natives and aliens on three spatial scales (c. 100 km2, c. 1,000 km2, c. 10,000 km2). Given the results of major axis regressions on log-transformed data, we conclude that alien species richness increases overproportionately compared to native species richness. To determine common factors for plant richness patterns, we used a principal component analysis (PCA) to reduce the number of environmental variables. The principal components were used in a multiple regression as independent variables to model plant species richness of aliens and natives, corrected for spatial autocorrelation. The diversity of geological substrates is considered most important for native and alien plant species richness. Furthermore, area of loess subsoils is important for archaeophyte richness, urbanisation is important for neophyte richness. Comparisons of similarity matrices between natives and aliens using standardised similarities as well as Simpsons similarities of randomly selected grid cells showed a positive correlation. Similarity patterns provided by native plant species are traced by archaeophytes but not followed by neophytes. Similarities of archaeophytes were significantly higher than those of natives whereas similarities of neophytes where significantly lower than those of natives. Therefore, we concluded that archaeophytes lead to homogenisation of the German flora but are mainly plants of arable fields that are homogeneous due to human land use. Neophytes, however, did not lead to homogenisation but increase local biodiversity. Pflanzenverbreitungsmuster in Deutschland – zeigen Gebietsfremde ahnliche Verbreitungsmuster wie Einheimische? Mit Hilfe von Umwelt- und Verbreitungsdaten zur Flora von Deutschland wurde untersucht, in wieweit sich einheimische und gebietsfremde Gefaspflanzenarten voneinander unterscheiden. Wir haben hoch signifikante positive Zusammenhange zwischen dem Artenreichtum der Einheimischen und der Gebietsfremden auf drei unterschiedlichen Skalenebenen (ca. 100 km2, ca. 1000 km2, ca. 10000 km2) festgestellt. Die Ergebnisse einer “Major Axis Regression” der log-transformierten Daten zeigen, dass die Artenzahl der Gebietsfremden uberproportional mit der der Einheimischen zunimmt. Aus einer Vielzahl von relevanten Umweltvariablen wurden mit Hilfe einer Hauptkomponentenanalyse die wichtigsten Umweltgradienten bestimmt. Diese Hauptkomponenten wurden als Unabhangige Variable in einer multiplen Regression genutzt um die Artenzahlen der Einheimischen und Gebietsfremden zu erklaren, wobei eine Korrektur hinsichtlich auftretender raumlicher Autokorrelation durchgefuhrt wurde. Das Ergebnis zeigt, dass geologische Heterogenitat der wichtigste Faktor fur die Artenzahlen sowohl der Einheimischen als auch der Gebietsfremden ist. Ferner sind bei den Gebietsfremden der Anteil an Lossgebieten fur Archaophyten und die Urbanisierung fur Neophyten die zweitwichtigsten Parameter. Unterschiedliche Ahnlichkeitsindizes zwischen den Verbreitungsmustern der Einheimischen und Gebietsfremden in den untersuchten Rasterflachen sind jeweils positiv korreliert. Die Ahnlichkeitsmuster der Einheimischen, die durch biogeographische Muster vorgegeben sind, werden von Archaophyten nachvollzogen, nicht aber von Neophyten. Allerdings ist die Ahnlichkeit der Verbreitung der Archaophyten untereinander signifikant hoher als die der Einheimischen, wohingegen die Muster der Neophyten signifikant geringere Ahnlichkeiten zeigten. Daher schliesen wir, dass Archaophyten zu einer Homogenisierung der Flora beitragen. Allerdings handelt es sich ohnehin meist um Arten der Acker, also eines vergleichsweise homogenen Lebensraumes. Dagegen fuhren Neophyten nicht generell zu einer Homogenisierung der Flora sondern erhohen die Artenvielfalt auf lokaler Ebene.