title: The floodplain meadows of Soomaa National Park, Estonia. Vegetation - Dispersal - Regeneration
Creators: name: Palisaar, Jaan
Publisher: name: Universität Regensburg
Year: 2006
Subjects: subject: Vegetation , Vegetationsaufnahme , Pflanzengesellschaft , Grünland , Samenverbreitung , Keimung , Estland , Feuchtgebiet , Aue , Feuchtwiese , Diaspore , Auewiese , Diasporenbank , floodplain grassland , seed bank , community , dispersal , germination
subject: 580 Pflanzen (Botanik)

description: In the years 1998-2000 various aspects of the vegetation ecology and plant population dynamics of the floodplain meadows of the Soomaa National Park in Estonia were studied. Based on phytosociological methods the floodplain meadows and related communities were surveyed and habitat parameters like groundwater dynamics and soil properties were recorded. The survey of 171 relevés resulted in the description of 15 meadow, reed and sedge communities. These ranged from dry communities on sandy ridges, mesic communities in lower but well drained sites, moist communities on poorly drained sites of the central floodplains to wet communities on the lowest and frequently inundated sites. Most of these communities can conveniently be placed in the established syntaxonomical system, at least at the level of alliances. True meadow communities of the Arrhenatheretalia and Molinietalia were easily recognizable but showed distinct properties setting them apart from their Central European counterparts. Communities with Sesleria caerulea were found to be unique to the Baltic area but could be placed inside the Molinion. In a set of three experimental studies various aspects of the regeneration dynamics of floodplain plants were assessed. Seed traps were used to study the composition of the local seed rain, in a seed sowing study the germination of ten species in different gap types was investigated and a third study examined the role of seed bank and seed rain in the colonization of artificial gaps. Data were also analyzed in view of the role of plant traits and functional groups. 140 seed traps were placed at 28 sample locations along three transects. 34423 seeds of ca. 76 species were collected during one year of sampling; the distribution of species was highly skewed with only five species accounting for 84 % of the total seed count, median seed density was 6579 seeds/sqm. Approximately half of the seed rain originated from the direct neighborhood of the seed traps but only very few species came from outside the studied transects; those were either wind-dispersed or water-dispersed. Temporal variation of seed rain was considerable with three distinct peaks in the course of one year. The distribution of plant traits showed substantial variation between seed rain and vegetation. Generally, wind- and water-dispersed species were more important in the seed rain whereas animal-dispersed species and those without apparent dispersal agent were more prominent in the vegetation. Multivariate analysis revealed that established vegetation, seed rain and different vegetation types were each characterized by a distinct combination of vegetative and generative traits. Ten species typical of the Soomaa floodplain meadows were sown into experimental plots with different disturbance treatments and into the undisturbed vegetation. Most of the studied species were able to germinate and establish in the experimental plots; emergence rate in the first year generally declined in the order bare soil &gt; bryophytes &gt; litter removed &gt; intact vegetation. No significant differences between treatments were found for establishment after three years and for survival; however, both values tended to be lowest in intact vegetation. In some species, however, survival tended to be higher in the semi-open conditions, which is discussed in terms of sheltering effects. Implications of seed sowing studies for habitat restoration are discussed and it is suggested that deliberate (re-)introduction of species by seed may be a valuable method to overcome seed limitation. 20 plots with three treatments were set up to study the role of seed rain and seed bank in the re-colonization of gaps in the meadow vegetation. Soil inversion was used to measure the seed rain; exclusion of the seed rain by nylon mesh allowed the assessment of the seed bank. A disturbed but uncovered plot and an undisturbed control received input from both seed bank and seed rain. 4363 seedlings of 61 species were identified in the plots. The seed bank generally was four to five times richer in both species and seeds than the seed rain. Similarity between the established vegetation and the seedling assemblages was very low. Analysis of life history traits suggested that both established vegetation and seedling assemblages were characterized by unique sets of plant traits. The data collected for the functional analysis of the experimental results was also used for a general assessment of trait distribution and functional group differentiation of the grassland vegetation as a whole. Correlation analysis showed that a number of traits like clonal growth, reproductive mode, guild membership, seed number and weight etc. were inter-correlated. These correlations are explained in terms of general bio-physical constraints and trade-offs. A cluster analysis of a trait matrix of 135 floodplain species resulted in nine morphologically and functionally defined groups of species.
description: In den Jahren 1998-2000 wurden vegetationskundliche und populationsbiologische Untersuchungen in den Auewiesen des Soomaa Nationalparks vorgenommen. Auf pflanzensoziologischer Basis wurden typische Gesellschaften der Auewiesen sowie wichtige Standortsparameter. Die Analyse von 171 Aufnahmen ergab 15 Borstgras-, Wiesen-, Großseggen- und Röhrichtgesellschaften. Diese ließen sich meist zwanglos, zumindest auf Verbandsebene, in das syntaxonomische System einordnen. Typische Wiesengesellschaften der Arrhenatheretalia und Molinietalia zeigten einen Mangel an Kennarten, so daß eine präzise Zuordnung oft erschwert war. Gesellschaften mit Sesleria caerulea sind typisch für estnische Grünländer und existieren so in Mitteleuropa nicht, lassen sich aber meist in das Molinion einordnen. Alternative Klassifikationsansätze werden diskutiert. In einer Reihe von drei Experimenten wurden weiterhin verschiedene populationsdynamische Aspekte untersucht. In einer Samenfallenstudie wurde der lokale Samenniederschlag erfasst; mit Hilfe eines Einsaatexperimentes wurde die Keimung von 10 Arten in verschiedenen Störstellen untersucht und in einem dritten Experiment wurde versucht, die Rolle von Samenregen und Diasporenbank für die Wiederbesiedlung von Störstellen abzuschätzen. Die Ergebnisse werden auch unter besonderer Berücksichtigung funktionale Merkmale diskutiert. 140 Samenfallen waren in 28 Probeflächen entlang dreier Transekte platziert worden, in denen sich innerhalb eines Jahres insgesamt 34423 Samen von 76 Arten fanden. Die mittlere Samendicht betrug 6579 Samen/qm, wobei die Verteilung der Arten sehr ungleichmäßig war: nur 5 Arten machten 84% des gesamten Samenregens aus. Etwa die Hälfte des Samenregens stammte aus der direkten Nachbarschaft der Fallen, nur sehr wenige Samen stammten von außerhalb der untersuchten Transekte; diese Samen waren entweder hydro- oder anemochor. Die zeitliche Variabilität des Samenregens war erheblich und zeigte drei distinkte Maxima im Laufe eines Jahres. Die Verteilung funktionaler Merkmale zeigte deutliche Unterschiede zwischen Samenregen und etablierter Vegetation; hydro- und anemochore Arten waren häufiger im Samenregen, während die Vegetation durch zoochore Arten und solche ohne Ausbreitungsvektoren dominiert wurde. Eine multivariate Analyse zeigt, daß sich etablierte Vegetation und Samenregen auch hinsichtlich der anderen untersuchten Merkmale signifikant unterschieden. Zehn typische Arten der Auewiesen wurden in unterschiedlich stark gestörte Versuchsflächen, sowie in die ungestörte Vegetation ausgesät. Die meisten der untersuchten Arten waren in der Lage, in der Untersuchungsflächen zu keimen und sich zu etablieren; die Keimrate im ersten Jahr nahm i.d.R. von offener Erde zu vollständig geschlossener Vegetation ab. Die Etablierungs- und Überlebensrate nach drei Jahren zeigte keine signifikanten Abhängigkeit von den Versuchsbedingungen, war aber i.d.R. in der intakten Vegetation am geringsten; einige Arten überlebten allerdings besser unter halboffenen Bedingungen, was durch Schutzeffekte durch die umgebende Vegetation erklärt werden könnte. Folgerungen des Aussaatexperimentes für den Biotopschutz werden diskutiert und es wird empfohlen, das gezielte Einbringen von Samen für Renaturierungsmaßnahmen in Betracht zu ziehen, da diese oft limitierend sind. 20 Versuchsflächen wurden eingerichtet, um die Rolle von Samenbank und -regen für die Wiederbesiedlung von Störstellen zu untersuchen. Ein Plot mit samenfreiem Substrat erfasste den Samenregen, ein zweiter war durch Gaze abgedeckt und erfasste ausschließlich die Samenbank; eine gestörte aber offene Fläche sowie eine Kontrollfläche erhielten Samen aus Samenbank und -regen. Es wurden insgesamt 4363 Samen von 61 Arten registriert. Die Samenbank war i.d.R. 4-5 mal Arten und individuenreicher als der Samenregen. Die Ähnlichkeit zwischen etablierter Vegetation und Keimlingsflora war sehr gering. Die Analyse der funktionalen Merkmale ergab, daß etablierte Vegetation und Keimlingsflora durch jeweils eigene Merkmalskombinationen charakterisiert sind. Der Datensatz, der für die funktionale Analyse der experimentellen Ergebnisse erstellt worden war, wurde auch für eine allgemeine Analyse der Merkmalsverteilung, besonders in Hinblick auf die Existenz funktionaler Gruppen genutzt. Es stellte sich heraus, daß eine Reihe von Merkmalen wie z.B. klonaler Wuchs, Art der Reproduktion, Samenanzahl und Gewicht signifikant (positiv oder negativ) korreliert sind. Diese Korrelationen werden mit Bezug auf bio-physikalische Notwendigkeiten und trade-offs diskutiert. Eine Cluster-Analyse einer Merkmalsmatrix von 135 Arten der Auewiesen ergab neun funktional definierte Artengruppen.