Untersuchungen zur Enchytraeidenfauna (Oligochaeta, Annelida) ausgewählter Altersstadien forstlich rekultivierter Kippenstandorte im Lausitzer Braunkohlerevier:
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Cottbus
Brandenburgische Techn. Univ. Cottbus
2003
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| Schriftenreihe: | Cottbuser Schriften zu Bodenschutz und Rekultivierung
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| adam_text | Titel: Untersuchungen zur Enchytraeidenfauna (Oligochaeta, Annelida) ausgewählter Altersstadien forstlich
Autor: Düker, Christian
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Problemstellung und Ziel der Arbeit
Bodenbiologie und -Ökologie
1
.2 Invertebraten-Sukzession auf Rekultivierungsflächen 1
.3 Kippenstandorte im Lausitzer Braunkohlenrevier 2
.4 Einbindung in das Innovationskolleg Bergbaufolgelandschaften 3
1.1.5 Ziel der Arbeit 4
1.2 Stand der Forschung 4
1.2.1 Biologie der Enchytraeiden 4
1.2.2 Einfluss abiotischer Parameter auf Enchytraeiden 7
1.2.3 Die ökologische Bedeutung von Enchytraeiden in Nadelwaldökoystemen 9
1.2.4 Enchytraeiden in Kippenböden 9
1.2.5 Enchytraeiden als Bioindikatoren und ihre Einordnung in das System
der Zersetzergesellschaften 10
2. Standorte und Methoden 11
2.1 Untersuchungsstandorte 11
2.1.1 Auswahl der Standorte 11
2.1.2 Lage und Entstehung der Untersuchungsflächen 11
2.1.3 Charakterisierung der Standorte 11
2.1.3.1 Weißagker Berg (WBO) 12
2.1.3.2 Bärenbrücker Höhe (BB14) 13
2.1.3.3 Schlabendorf-Nord (SD 17) 13
2.1.3.4Meuro-Hörlitz(MR18) 13
2.1.3.5 Domsdorf-Tröbitz (DDm32 und DDo32) 14
2.2 Methoden 16
2.2.1 Probenahmeschema 16
2.2.2 Probenahme 16
2.2.3 Extraktion der Enchytraeiden 17
2.2.4 Artbestimmung 18
2.2.5 Strukturparameter 18
2.2.5.1 Abundanzberechnungen und Vertikalverteilung 18
2.2.5.2 Längenmessung 19
2.2.5.3 Bestimmung der Biomasse (Frischgewicht) 19
2.2.6 Ökologische Indizes 20
2.2.6.1 Arten-Turnover-Rate 20
2.2.6.2 Dominanzspektrum 21
2.2.6.3 Dominanzidentität 22
2.2.7 Standortfaktoren 22
Inhaltsverzeichnis
2.2.7.1 Bestimmung des Wassergehaltes 22
2.2.7.2 Berechnung der Lagerungsdichte 23
2.2.13 Niederschlags- und Temperaturmessung 24
2.2.7.4 Bestimmung des pH-Wertes und der elektrischen Leitfähigkeit 24
2.2.7.5 Statistik 25
3. Ergebnisse 26
3.1 Einzeldarstellungen der Standorte 26
3.1.1 Weißagker Berg (WBO) 26
3.1.1.1 Enchytraeiden 26
3.1.1.2 Wassergehalt 26
3.1.1.3 pH-Wert 27
3.1.1.4 Leitfähigkeit 28
3.1.1.5 Zusammenfassung 28
3.1.2 Bärenbrücker Höhe (BB14) 29
3.1.2.1 Abundanz und Phänologie 29
3.1.2.2 Vertikalverteilung 30
3.1.2.3 Wassergehalt 31
3.1.2.4 Bodenacidität 34
3.1.2.5 Bodensalinität 35
3.1.2.6 Biomasse 36
3.1.2.7 Artzusammensetzung 3 6
3.1.2.8 Zusammenfassung 37
3.1.3 Schiabendorf (SD17) 37
3.1.3.1 Abundanz und Phänologie 37
3.1.3.2 Vertikalverteilung 39
3.1.3.3 Wassergehalt 40
3.1.3.4 Bodenacidität 42
3.1.3.5 Bodensalinität 43
3.1.3.6 Biomasse 43
3.1.3.7 Artzusammensetzung 44
3.1.3.8 Zusammenfassung 46
3.1.4 Meuro-Hörlitz (MR18) 46
3.1.4.1 Abundanz und Phänologie 46
3.1.4.2 Vertikalverteilung 48
3.1.4.3 Wassergehalt 49
3.1.4.4 Bodenacidität 51
3.1.4.5 Bodensalinität 52
3.1.4.6 Biomasse 53
3.1.4.7 Artzusammensetzung 53
3.1.4.8 Zusammenfassung 54
3.1.5 Domsdorf-Tröbitz mit Unterwuchs (DDm32) 55
3.1.5.1 Abundanz und Phänologie 55
3.1.5.2 Vertikalverteilung 56
3.1.5.3 Wassergehalt 57
Inhaltsverzeichnis III
3.1.5.4 Bodenacidität 60
3.1.5.5 Bodensalinität 61
3.1.5.6 Biomasse 62
3.1.5.7 Artzusammensetzung 62
3.1.5.8 Zusammenfassung 63
3.1.6 Domsdorf-Tröbitz ohne Unterwuchs (DDo32) 64
3.1.6.1 Abundanz und Phänologie 64
3.1.6.2 Vertikalverteilung 65
3.1.6.3 Wassergehalt 66
3.1.6.4 Bodenacidität 67
3.1.6.5 Bodensalinität 68
3.1.6.6 Biomasse 69
3.1.6.7 Artzusammensetzung 70
3.1.6.8 Zusammenfassung 71
3.2 Vergleich der Standorte 71
3.2.1 Gattungs- und Artenspektrum 71
3.2.2 Abundanz in Abhängigkeit von Niederschlag und Temperatur 77
3.2.3 Vertikalverteilung 81
3.2.4 Biomasse und Abundanz 83
3.2.5 Enchytraeiden und Bodenacidität 84
3.2.6 Salzgehalt 87
3.2.7 Zusammenfassung des Standortvergleiches 89
3.3 Ökologie der Arten 89
3.3.1 Besiedlungstiefe 89
3.3.2 Altersstruktur 94
3.3.3 Längenmessungen 104
3.3.4 Segmente 107
4. Diskussion 110
4.1 Methodenkritik 110
4.2 Entwicklung der Enchytraeidendichte 111
4.3 Jahreszeitliches Auftreten 113
4.4 Die Verteilung der Enchytraeiden im Boden 114
4.5 Der Einfluss bodenphysikalischer und bodenchemischer Faktoren 116
4.6 Biomasse 121
4.7 Artenzahl und Diversität 121
4.8 Ökologie der Arten 123
4.9 Einordnung der Enchytraeidenzönosen in das System der Zersetzergesellschaften 131
4.10 Charakterisierung der Standorte hinsichtlich ihrer ökologischen Reife 133
4.11 Die Bedeutung der Enchytraeiden bei der Dekomposition und Humusbildung
in Kiefernwäldern 138
4.12 Ausbreitungsmechanismen 139
4.13 Empfehlungen zur Rekultivierung von Kippenböden unter tierökologischen Aspekte 139
4.14 Einordnung der Ergebnisse in das Innovationskolleg Bergbaufolgelandschaften 141
4.15 Validierung der Hypothesen 142
IV Inhaltsverzeichnis
5. Zusammenfassung 144
6. Summary 146
7. Literatur 148
8. Danksagung 170
Abbildungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Enchytraeidae der Gattung Fridericia 5
Abb. 2: Habitusbild zweier typische Vertreter der Gattung Enchytraeus 6
Abb. 3: Karte der Lage der Untersuchungsgebiete 12
Abb. 4: Lagerungsdichte der Standorte 15
Abb. 5: Wassergehalt in Volumenprozent in WBO 27
Abb. 6: pH-Werte in WBO 27
Abb. 7: Elektrische Leitfähigkeit in WBO 28
Abb. 8: Gesamtabundanz der Enchytraeiden in BB14 29
Abb. 9: Enchytraeidenabundanz auf den einzelnen Teilflächen in BB14 30
Abb. 10: Individuenverteilung auf den einzelnen Teilflächen in BB14 30
Abb. 11: Prozentuale Tiefenverteilung der Enchytraeiden in BB 14 31
Abb. 12: Absolute Tiefenverteilung der Enchytraeiden in BB 14 31
Abb. 13: Volumetrischer Wassergehalt in BB 14 33
Abb. 14: pH-Werte (H2O) in BB14 34
Abb. 15: Leitfähigkeit in BB 14 35
Abb. 16: Biomasse der Enchytraeiden in BB 14 36
Abb. 17: Individuendominanz der Enchytraeidenarten in BB14 36
Abb. 18: Verteilung der Arten auf die Teilflächen 37
Abb. 19: Gesamtabundanz der Enchytraeiden in SD 17 39
Abb. 20: Individuenverteilung auf den einzelnen Teilflächen in SD 17 39
Abb. 21: Prozentuale Tiefenverteilung der Enchytraeiden in SD 17 40
Abb. 22: Absolute Tiefenverteilung der Enchytraeiden in SD17 40
VI Abbildungsverzeichnis
Abb. 23: Volumetrischer Wassergehalt in SD 17 41
Abb. 24: pH-Werte in SD 17 42
Abb. 25: Leitfähigkeit in SD 17 43
Abb. 26: Biomasse der Enchytraeiden in SD 17 44
Abb. 27: Individuendominanz der Enchytraeidenarten in SD 17 45
Abb. 28: Verteilung der Arten auf die Teilflächen in SD17 45
Abb. 29: Gesamtabundanz der Enchytraeiden in MR18 46
Abb. 30: Enchytraeidenabundanz auf den einzelnen Teilflächen in MR18 47
Abb. 31: Individuenverteilung auf den einzelnen Teilflächen in MR18 47
Abb. 32: Prozentuale Tiefenverteilung der Enchytraeiden in MR18 48
Abb. 33: Absolute Tiefenverteilung der Enchytraeiden in MR18 48
Abb. 34: Volumetrischer Wassergehalt in MR 18 50
Abb. 35: pH-Werte in MR 18 51
Abb. 36: Leitfähigkeit in MR 18 52
Abb. 37: Biomasse der Enchytraeiden in MR18 53
Abb. 38: Individuendominanz der Enchytraeidenarten in MR 18 53
Abb. 39: Verteilung der Arten auf die Teilflächen in MR18 54
Abb. 40: Enchytraeidenabundanz auf den einzelnen Teilflächen in DDm32 55
Abb. 41: Gesamtabundanz der Enchytraeiden in DDm3 2 56
Abb. 42: Individuenverteilung auf den einzelnen Teilflächen in DDm32 56
Abb. 43: Prozentuale Tiefenverteilung der Enchytraeiden in DDm32 57
Abb. 44: Absolute Tiefen Verteilung der Enchytraeiden in DDm32 57
Abb. 45: Volumetrischer Wassergehalt in DDm32 59
Abbildungsverzeichnis_____________________________VII
Abb. 46: pH-Werte in DDm32 60
Abb. 47: Leitfähigkeit in DDm32 61
Abb. 48: Biomasse der Enchytraeiden in DDm32 62
Abb. 49: Individuendominanz der Enchytraeidenarten in DDm32 63
Abb. 50: Gesamtabundanz der Enchytraeiden in DDo32 64
Abb. 51: Enchytraeidenabundanz auf den einzelnen Teilflächen in DDo32 65
Abb. 52: Individuenverteilung auf den einzelnen Teilflächen in DDo32 65
Abb. 53: Prozentuale Tiefenverteilung der Enchytraeiden in DDo32 66
Abb. 54: Absolute Tiefenverteilung der Enchytraeiden in DDo32 66
Abb. 55: Volumetrischer Wassergehalt in DDo32 67
Abb. 56: pH-Werte in DDo32 68
Abb. 57: Leitfähigkeit in DDo32 69
Abb. 58: Biomasse der Enchytraeiden in DDo32 69
Abb. 59: Individuendominanz der Enchytraeidenarten in DDo32 70
Abb. 60: Dominanz der Gattungen auf den Untersuchungsstandorten 72
Abb. 61: Faunenveränderung, dargestellt als Arten-Turnover-Rate (1) 76
Abb. 62: Faunenveränderung, dargestellt als Arten-Turnover-Rate (2) 76
Abb. 63: Enchytraeidenabundanz auf den Untersuchungsflächen 78
Abb. 64: Bestandesniederschlag und Enchytraeidenabundanz 79
Abb. 65: Mittlere Tagestemperatur auf den Untersuchungsflächen 80
Abb. 66: Durchschnittliche Mächtigkeit der organischen Auflage der Standorte 81
Abb. 67: Prozentuale Vertikalverteilung der Enchytraeiden auf den
Untersuchungsstandorten 82
VIII____________________________Abbildungsverzeichnis
Abb. 68: Vertikalverteilung der Enchytraeiden auf den Standorten
nach Tiefenstufen getrennt 83
Abb. 69: Biomasse, der Enchytraeidenarten auf den Untersuchungsstandorten 83
Abb. 70: Einteilung der pH-Werte der Untersuchungsstandorte 86
Abb. 71: Tiefenverteilung der pH-Werte und Anzahl der in den
Tiefenstufen gefundenen Enchytraeiden 87
Abb. 72: Tiefenverteilung der elektrischen Leitfähigkeit und Anzahl
der in den Tiefenstufen gefundenen Enchytraeiden 88
Abb. 73: Tiefenverteilung von Enchytraeus buchholzi 90
Abb. 74: Tiefenverteilung von Buchholzia appendiculata 90
Abb. 75: Tiefenverteilung von Enchytraeus minutus 91
Abb. 76: Tiefenverteilung von Fridericia bulboides 91
Abb. 77: Tiefenverteilung von Fridericia connata 92
Abb. 78: Tiefenverteilung von Henlea perpusilla 92
Abb. 79: Tiefenverteilung von Cognettia sphagnetorum 93
Abb. 80: Tiefenverteilung von Fridericia ratzeli 93
Abb. 81: Tiefenverteilung von Achaeta affinis 94
Abb. 82: Altersstruktur von Enchytraeus buchholzi in BB14 94
Abb. 83: Altersstruktur von Enchytraeus buchholzi in SD 17 95
Abb. 84: Altersstruktur von Enchytraeus buchholzi in MR18 95
Abb: 85: Altersstruktur von Enchytraeus buchholzi in DDo32 96
Abb. 86: Altersstruktur von Buchholzia appendiculata in BB 14 97
Abb. 87: Altersstruktur von Buchholzia appendiculata in SD17 97
Abb. 88: Altersstruktur von Buchholzia appendiculata in MR18 98
Abbildungsverzeichnis_____________________________IX
Abb. 89: Altersstruktur von Enchytraeus minutus bisetosus in BB14 98
Abb. 90: Altersstruktur von Fridericia bulboides in SD 17 99
Abb. 91: Altersstruktur von Fridericia bulboides in MR18 99
Abb. 92: Altersstruktur von Fridericia connata in MR18 100
Abb. 93: Altersstruktur von Fridericia connata in DDm32 100
Abb. 94: Altersstruktur von Fridericia connata in DDo32 101
Abb. 95: Altersstruktur von Henleaperpusilla in MR 18 101
Abb. 96: Altersstruktur von Henlea perpusilla in DDm32 102
Abb. 97: Altersstruktur von Cognettia sphagnetorum in DDm32 102
Abb. 98: Altersstruktur von Cognettia sphagnetorum in DDo32 103
Abb. 99: Altersstruktur von Achaeta affinis in DDm32 103
Abb. 100: Altersstruktur von Achaeta affinis in DDo32 104
Abb. 101: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Enchytraeus minutus bisetosus 105
Abb. 102: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Enchytraeus buchholzi 105
Abb. 103: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Buchholzia appendiculata 105
Abb. 104: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Fridericia bulboides 106
Abb. 105: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Fridericia connata 106
Abb. 106: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Cognettia sphagnetorum 106
Abb. 107: Länge unterschiedlicher Altersstadien von Achaeta affinis 107
Abb. 108: Entwicklung der Besiedlungsstadien der Enchytraeidengemeinschaften 135
X Tabellenverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Charakterisierung der Untersuchungsstandorte 15
Tab. 2: Anzahl der Probenahmetermine 16
Tab. 3: Biomasse ausgewählter Enchytraeidenarten nach Abrahamsen 20
Tab. 4: Dominanzeinteilung 21
Tab. 5: Kennzeichnung der Lagerungsdichte 23
Tab. 6: pF/WG-Werte der Domsdorfer Flächen 24
Tab. 7: Enchytraeidenabundanz auf den einzelnen Teilflächen in SD 17 38
Tab. 8: Verteilung der Arten auf die Teilflächen in DDm32 63
Tab. 9: Verteilung der Arten auf die Teilflächen in DDo32 70
Tab. 10: Artenliste der Untersuchungsstandorte 73
Tab. 11: Zusammenstellung verschiedener Faunenindices 74
Tab. 12: Dominanzidentität nach Renkonen 74
Tab. 13: Artenidentität nach Jaccard 75
Tab. 14: Freiland- und Bestandesniederschlag der Untersuchungsflächen 77
Tab. 15: Durchschnittliche Biomassen und Abundanzen 84
Tab. 16: Segmentzahlen von Enchytraeus minutus bisetosus 107
Tab. 17: Segmentzahlen von Enchytraeus buchholzi 108
Tab. 18: Segmentzahlen von Buchholzia appendiculata 108
Tab. 19: Segmentzahlen von Fridericia bulboides 108
Tab. 20: Segmentzahlen von Fridericia connata 108
Tab. 21: Segmentzahlen von Henlea perpusüla 108
Tab. 22: Segmentzahlen von Cognettia sphagnetorum 109
Tab. 23: Ökologische Charakterisierung der Enchytraeidenarten 130
Tab. 24: Erläuterungen zu Tab. 23 131
Tab. 25: Einordnung der Enchytraeidenzönosen in das System der
Zersetzergesellschaften 132
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