TY  - JOUR
A1  - Drenckhahn, Detlev
T1  - Zur Vegetation der Seedeiche der Nordseeküste Schleswig-Holsteins − Implikationen für die Umsetzung des Generalplans Küstenschutz
T1  - On the vegetation of the sea dikes of the North Sea coast of Schleswig-Holstein − Implications for the implementation of the General Plan for Coastal Protection
JF  - Forum Geobotanicum
N2  - Bis zum Jahr 2100 prognostiziert der Weltklimarat (IPCC 2021) einen Anstieg des Meeresspiegels von bis zu 63-101 cm gegenüber heutigen Wasserständen. Im Rahmen des Generalplans Küstenschutz Schleswig-Holstein(GKSH) soll als Klimafolgeanpassung eine Erhöhung und Profiländerung der meisten Nordseedeiche und Elbedeiche erfolgen (zusammen 363,3 km mit einer Vegetationsfläche von 3.500 ha). Diese Maßnahmen werden mit einem vollständigen Verlust der alten Deichvegetation einhergehen und zur Freisetzung von großen Mengen an CO₂ aus dem Bodenkohlenstoff führen. Die Seedeiche der Nordseeküste (262 km) zählen zu den artenreichen, semi-natürlichen und von Schafen beweideten Grasländern (Fläche von 2600 ha) in Schleswig-Holstein mit bis zu 18 Gras- und 64 zweikeim-blättrigen Blütenpflanzen und an die Vegetation gebundene 800-1000 Arten von Invertebraten (darunter 200 Käferarten). Auf die Außenböschung dringen Pflanzen der Salzwiesengesellschaften vor. Die steileren, wärmeexponierten (überwiegend nach Osten und Süden ausgerichtet) und durch Vertritt lückigen Innenböschungen der Seedeiche sind wertvolle Refugien wärmeliebender, konkurrenzschwacher Arten von Magerstandorten und Trittgesellschaften wie die folgenden mediterran-subatlantischen Arten: Knotenklettenkerbel (Torilis nodosa), Zwergklee/Armblütiger Klee (Trifolium micranthum) und Vogelfußklee (Trifolium ornithopodioides). Für die Erhaltung beider Kleearten (die aktuelle Verbreitung wird dokumentiert) besitzt Schleswig-Holstein eine nationale und nordwest-europäisch-kontinentale Verantwortlichkeit. Folgende Maßnahmen zum Schutz der reichhaltigen Deichvegetation und Teilen seiner Invertebratenfauna bei der Deichverstärkung im Rahmen des GKSH werden vorgeschlagen: 1. Abheben der Grasnarbe mit Wurzelraum und zeitnahe Wiederverlegung der alten Grasnarbe (Soden) auf das neue Deichprofil; das ist auch wichtig zum Erhalt des Bodenkohlenstoffs (Klimaschutz). 2. Einsaat von neuen Deichprofilen mit Saatgut von artenreichen Deichabschnitten. 3. Aufnahme substanzieller Forschungsprogramme/Forschungsförderung zur Ökologie der Seedeiche. Weiterhin sollte auf den Einsatz von Herbiziden auf Deichen zur Bekämpfung von Disteln verzichtet werden.
N2  - Climate change is expected by the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC 2021) to cause a rise in the sea level of up to 63-101 cm by 2100. The general plan for coastal protection in Schleswig-Holstein (GKSH) is to increase in the height of most of the North Sea-dikes and dikes of River Elbe (together 363.3 km with a vegetation cover of ca. 3,500 ha). These actions will be accompanied by a complete loss of old dike vegetation and will result in the release of large amounts of CO₂ from soil carbon. The sea dikes of the North Sea coast (262 km) are covered by a diverse semi-natural grassland (area of 2,600 ha) grazed by sheep and comprising up to 18 grass species, 64 dicotyledonous flowering plant species and 800-1000 invertebrate species (among them 200 beetle species). Plants of the salt marsh communities invade the vegetation on the lower outer slopes. The steeper, warmer, drier and wind-protected inner slopes of the sea dikes (oriented mainly to the East and South) contain frequent ground injuries (by sheep claws) and are preferentially settled by thermophilic and less competitive species such as the following Mediterranean-Subatlantic plants: Knotted hedgeparsley (Torilis nodosa), the rare Slender trefoil (Trifolium micranthum) and Bird's-foot clover (Trifolium ornithopodioides) (only natural sites in Germany, red list categories 1 and 2). Schleswig-Holstein has a great responsibility for the survival of these clover species at their continental North-Western boundary (the current distribution is documented). The following measures are proposed to protect the rich dike vegetation and parts of their invertebrate fauna during dike strengthening within the GKSH: 1. lifting of the turf with root space and re-laying of the old turf (sods) on the new dike profile which is also important for protection of soil carbon storage (climate protection). 2. Seeding of new dike profiles with seeds from species-rich dike sections. 3. Inclusion of substantial research programs/funding on the ecology of sea dikes. Furthermore, the use of herbicides on dikes to control thistles should be avoided.
KW  - Sea dikes
KW  - biodiversity
KW  - climate
KW  - Trifolium micranthum
KW  - Trifolium ornithopodioides
KW  - Seedeich
KW  - Vegetation
KW  - Küstenschutz
KW  - Schleswig-Holstein
KW  - Biodiversität
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243795
UR  - http://www.forum-geobotanicum.net/articles/vol_10-2021/drenckhahn_seedeiche/FG---drenckhahn_vegetation_der_seedeiche.pdf
SN  - 1867-9315
VL  - 10
ER  - 
TY  - THES
A1  - Geßner, Ursula
T1  - Räumliche und zeitliche Muster der Vegetationsstruktur in Savannen des südlichen Afrika
T1  - Spatial and temporal patterns of vegetation structure in southern African savannas
N2  - Die Veränderung der terrestrischen Ökosysteme, ist ein grundlegendes Element des Globalen Wandels. In diesem Kontext unterliegt auch eines der größten Biome der Erde, die tropische und subtropische Savanne, immer stärkeren Veränderungen. Dieses Biom in sozioökonomischer und ökologischer Hinsicht von besonderer Bedeutung. Für einen rasch wachsenden Teil der Weltbevölkerung bildet es die Grundlage für das Betreiben von Weidewirtschaft, Ackerbau und Tourismus. In nationalen und internationalen Forschungsprogrammen zum Globalen Wandel hat die Analyse von Landnutzungs- und Landbedeckungsänderungen in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Landbedeckungsdynamik von Savannenökosystemen ist jedoch noch nicht hinreichend verstanden, so dass diese Ökosysteme in globalen Studien nur ansatzweise berücksichtigt werden können. Besondere Herausforderungen bei der Erfassung der Landbedeckung und ihrer Dynamik liegen im Falle der Savannen in der heterogenen räumlichen Verteilung der Wuchsformen, in den graduellen Übergängen zwischen Landbedeckungsklassen und in der hohen inner- und interannuellen Variabilität der Vegetationsdecke. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich diese Dissertation mit der fernerkundungsbasierten Erfassung und Interpretation der Vegetationsstruktur und der Vegetationsdynamik von Savannen am Beispiel ausgewählter afrikanischer Untersuchungsregionen. Die Vegetationsstruktur wird in dieser Dissertation in Form von Bedeckungsgraden holziger Vegetation, krautiger Vegetation und vegetationsloser Fläche erfasst. Es kommt ein mehrskaliges Verfahren zum Einsatz, in dem höchstaufgelöste IKONOS- und QuickBird-Daten, Landsat-Daten und annuelle MODIS-Zeitreihen ausgewertet werden. Der Ansatz basiert auf der Methodik der Ensemble-Regeressionbäume und stellt eine Erweiterung und Optimierung der Herangehensweise des MODIS-Standardproduktes Vegetation Continuous Fields (VCF) nach Hansen et al. (2002) dar. Beim Vergleich mit unabhängigen Validierungsdaten der nächst höheren Auflösungsebene zeigt sich das Potenzial der vorgestellten Methodik. Die räumliche Übertragbarkeit der Regressionsbäume wird am Beispiel von zwei Vegetationstypen innerhalb der Zentralnamibischen Savanne dargestellt. In diesem Zusammenhang zeigt sich der hohe Stellenwert einer optimalen Auswahl an Trainingsdaten mit einer repräsentativen Abdeckung der Wertespanne aller existierenden Bedeckungsgrade. Die erarbeiteten Resultate unterstreichen, die optimale Eignung der Subpixel-Bedeckungsgrade, gerade zur Beschreibung von Savannenlandschaften. In der Kombination von herkömmlichen, diskreten Landbedeckungs- oder Vegetationskarten mit Informationen zu Bedeckungsgraden wird ein besonderer Mehrwert für weiterführende Analysen gesehen. Die Dynamik der Savannenvegetation wird in dieser Arbeit sowohl auf biannueller als auch auf mehrjähriger Skala charakterisiert. Bei der biannuellen Analyse werden die Veränderungen der holzigen Vegetationsbedeckung zwischen den Jahren 2003/04 und 2006/07 erfasst. Hierfür findet eine zeitliche Übertragung des zuvor vorgestellten Verfahrens zur Ableitung von Bedeckungsanteilen statt. Im Rahmen der biannuellen Untersuchungen können Veränderungsflächen identifiziert werden, ohne Einschränkung auf Übergänge zwischen fest definierten Klassengrenzen. In Ergänzung der biannuellen Analysen werden aus MODIS-EVI- und Niederschlagszeitreihen Maßzahlen abgeleitet, die den Zusammenhang zwischen Niederschlag und Vegetationsentwicklung, die Variabilität und die Trends der Vegetation über einen Zeitraum von acht Jahren beschreiben. Hierbei kommen beispielsweise Korrelationsanalysen zwischen Vegetationsindex- und Niederschlagszeitreihen zum Einsatz. Zudem werden Trendanalysen der Vegetationsindex-Zeitreihen durchgeführt. Die Trends werden einerseits allein aus den Zeitreihen der Vegetationsindizes ermittelt, andererseits wird bei der Berechnung von Restrends (Residual Trends) der Einfluss des Niederschlags berücksichtigt. Neben den Korrelations- und Trendanalysen werden unterschiedliche Variabilitätsmaße der Vegetationsindex-Zeitreihen genutzt, um die mehrjährige Vegetationsdynamik zu beschreiben. Durch die Kombination von Fernerkundungsdaten unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösungen wird in dieser Dissertation die heterogene Vegetationsstruktur und die komplexe Vegetationsdynamik ausgewählter afrikanischer Savannenökosysteme beschreiben.
N2  - The change of terrestrial ecosystems is a fundamnental element of Global Change. In this context, also one of the largest terrestrial biomes, the tropical and subtropical savanna, is subject to increasing changes. This biome is of high socioeconomic and ecologic relevance both globally and for the vulnerable African continent. Savannas provide fundamental natural resources for cropping, grazing and tourism for a rapidly growing part of the global population. Furthermore, savannas are characterised by an extraordinary biodiversity. With regard to carbon storage and carbon fluxes they occupy the second rank after the global forest biome. During the last few decades, national and international research programmes have increasingly focused on the analysis of land cover and land use change. However, the land surface dynamics of savanna ecosystems are not yet fully understood. The consequence is, that savanna ecosystems can not yet be adequately included in global studies. When analysing the land surface and land surface dynamics of savannas, the major challenge is to be seen in the heterogeneous spatial patterns of vegetation growth forms, in gradual transitions between land cover classes and in the high innerand interannual variability of vegetation. In this framework, this thesis deals with the remote sensing based assessment and interpretation of vegetation structure and vegetation dynamics in selected African savanna regions. Vegetation structure is delineated as per pixel fractional cover of woody vegetation, herbaceous vegetation and bare surface. A multiscale approach is used which includes the analysis of very high resolution IKONOS and QuickBird data, high resolution Landsat data, and medium resolution MODIS time-series. The approach is based on ensemble regression trees and can be seen as an extension and regional optimisation of the approach of the MODIS standard product Vegetation Continuous Fields (VCF, Hansen et al. 2002). The spatial transferability of the regression tree ensembles is demonstrated for two vegetation types of the central Namibian savanna. In this context, the high relevance of an optimal selection of training data is demonstrated. This means first of all that training data should cover the complete range of existing cover types of the area under investigation. The presented results underline the high potential of analysing sub-pixel fractional cover in savanna landscapes as the typical heterogeneous structure and the gradual transitions of vegetation cover are captured adequately. Added value is seen in the combination of the delineated fractional vegetation cover with conventional discrete classifications. The dynamics of the savanna vegetation of the northern Namibian study region Kalahari Woodland is examined both at biannual and multiannual scale. In the biannual analysis, changes of woody vegetation cover between the years 2003/04 and 2006/07 are delineated. For this purpose, the presented multiscale approach for the delineation of fractional vegetation cover is adapted in order to also analyse the situation of a past year. This temporal transfer is conceived in a way that does not require very high resolution satellite data for the past. Based on the biannual analyses, areas of change can be identified without any constraint to predefined transitions of class boundaries. In addition to the biannual analyses, time-series of MODIS-EVI and rainfall are analysed. Metrics are calculated from these time-series which describe the connection between precipitation and vegetation development as well as gradual changes (trends) and variability of the vegetation for a period of 8 years. Here, correlation analyses between time-series of rainfall and vegetation indices are used. Furthermore, trend analyses of vegetation indices are performed as well as Restrend (Residual trend) analyses accounting for the influence of precipitation on vegetation. In addition to these correlation and trend analyses different measures of variability are calculated. In this thesis, the heterogeneous vegetation structure and the complex vegetation dynamics of selected African savannas are characterised by the combined analysis of remote sensing data of different spatial and temporal resolutions. The presented analyses reveal possibilities to enhance regional studies of the state and dynamics of savanna ecosystems.
KW  - Savanne
KW  - Optische Fernerkundung
KW  - Vegetation
KW  - Südafrika
KW  - Bedeckungsgrade
KW  - Landbedeckung
KW  - Landbedeckungsveränderungen
KW  - Fernerkundung
KW  - fractional cover
KW  - land cover
KW  - land cover change
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55128
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Licht, Thomas
T1  - Böden, Flora und Fauna von Schafkoppeln
N2  - Über unterschiedlich lange Zeiträume mit unterschiedlicher Intensität als Schafrotationsweide genutzte ehemalige Mähwiesen wurden hinsichtlich 
- physikalischer Bodenparameter als Indikatoren für Verdichtungsvorgänge, 
- vegetationskundlicher Unterschiede in Folge der Schnitt- und Beweidungsregime sowie 
- den Auswirkungen auf die Heuschrecken-, Laufkäfer- und Spinnengemeinschaften 
untersucht.
Die allgemeine Beschreibung der Böden zeigt, daß sich die Flächen hinsichtlich ihrer Bodenbeschaffenheit und Nährstoffversorgung nur in engen Grenzen unterscheiden. Lediglich die Kontrollfläche hat einen deutlich erhöhten Feinsandanteil und weniger Ton als die Vergleichsflächen. Zusammenfassend werden die Böden als hydromorphe, allochthone Aueböden beschrieben. Porosität und Permeabilität korrelieren wesentlich stärker mit der Bodenart als - wie ursprünglich vermutet - mit der Intensität der Beweidung.
Bei der direkten Untersuchung einer bislang als Mähwiese genutzten Fläche vor und nach einer Weidesaison konnte eine erhöhte Verdichtung im Bereich der Mittelporen nachgewiesen werden, die Permeabilität wurde dadurch jedoch nicht nachweisbar beeinträchtigt. Frostlockerung und pedobiologische Aktivität außerhalb der Weidezeiten wirken diesem Prozeß entgegen, so daß sich über mehrere Jahre keine zunehmende Verdichtung auf den dauerhaft beweideten Flächen nachweisen läßt.
Allerdings führt die Beweidung zu speziellen Strukturen, wie sie auf reinen Mähwiesen nicht gefunden werden können. Aufgrund der räumlich differenzierten Nutzung der Fläche durch die Schafe entstehen Störstellen beispielsweise an derTränke oder dort, wo die Tiere Nacht für Nacht lagern. Diese Störstellen sind bald von Vegetation entblößt, stark durch den Kot und Urin der Tiere in ihrem Chemismus verändert und deutlich verdichtet.
Vegetationsaufnahmen nach BRAUN-BLJXNQUET und die Auswertung nach den ökologischen Zeigerwerten belegen die Nutzungsintensivierung durch die Schafrotationsweide. Die Wiesen verarmen an Kenn- und Differentialarten der Glatthafergesellschaften, dafür finden sich mehr Ruderalisierungszeiger. Die Artenzahl nimmt kontinuierlich ab, und es erfolgt eine Verschiebung des Artenspektrums zu lichthungrigen Düngezeigern mit hohem Regenerationsvermögen. Hinzu kommt die Ausbreitung von Weideunkräutern vor allem auf Flächen, die nicht regelmäßig ausgemäht werden. Die Fläche "F7" stellt ein Übergangsstadium von der Wiese zur intensiven Rotationsweide dar, auf der sich vorübergehend eine erhöhte Vielfalt aus Arten der Wiese und Weideunkräutern eingestellt hat.
Eine gleichgerichtete Vegetationsveränderung nach der Umnutzung einer vormaligen zweischürigen Mähwiese in eine Schafrotationsweide belegt die Annahme, daß die Unterschiede in der Vegetation auf "FK", "F1 ", "F4", "F7" und "F15" nicht standortbedingt, sondern nutzungsbedingt sind. Dies könnte mittels einer Frequenzprozentanalyse auf "F1 " vor und nach einer dreijährigen Schafbeweidung im Vergleich zu der Kontrollfläche "FK" belegt werden.
Die Heuschreckenfauna wurde mittels lsolationsquadratfängen untersucht, die Erfassung der Laufkäfer- und Spinnenfauna erfolgte mit Barberfallen.
Die höchste lndividuendichte der Heuschrecken fand sich auf "FK" gefolgt von "F7". Aussagen zu Diversität und Evenness sowie Arten- und Dominanzidentität sind aufgrund der eingeschränkten Artenzahlen zwischen drei und sechs pro Fläche nur unter Vorbehalten möglich. Durchweg geringe Diversitätswerte sind auf die Artenarmut zurückzuführen, da die Evenness aller Aufnahmen nahe bei 1 liegt. Für die Gemeinschaften von "FK" und "F1 " zeigt sich eine große Übereinstimmung hinsichtlich der Arten- und Dominanzidentität. Eine hohe Anzahl Subadulter in den Barbeffallen der Frühsommerfangperioden auf "F1 " findet keinen Niederschlag in entsprechenden Abundanzen adulter Heuschrecken. Die Beweidung führt demnach zu erhöhten Mortalitätsraten der Larvalstadien. Das Ähnlichkeitsdendrogramm bestätigt die große Ähnlichkeit der Dominanzidentitäten von "FK" und "F1 ", die Verschmelzungsniveaus für die übrigen Flächen liegen jedoch auch zwischen 55 und 70%.
Artenzahl und Aktivitätsdichte der Laufkäfergemeinschaften weisen die Kontrollfläche als die sowohl arten- als auch individuenärmste Fläche aus. Darüber hinaus werden dort 83% aller Individuen von einer Art (Poecilus versicoloi) gestellt. Die höchste Diversität findet sich auf "F4"; auf "F7" und "F15" sind die Diversitätswerte niedriger, dafür aber die Abundanzen wesentlich höher. Mit 30 Arten ist "F4" am artenreichsten, während die größte Aktivitätsdichte auf "F7" nachgewiesen werden konnte. Ähnlich den Heuschreckengemeinschaften zeigt sich eine hohe Übereinstimmung zwischen "FK" und "Fr, die Laufkäferzönosen der intensiver beweideten Flächen unterscheiden sich in Arten- und Dominanzidentität deutlich von den Zönosen dieser Flächen.
Die Auswertung der Spinnenfänge unterstützt mit leichten Abweichungen die Ergebnisse aus der Analyse der Laufkäferfänge. "F7" ist die mit Abstand arten- und individuenreichste Fläche. Erneut findet sich die niedrigste Aktivitätsdichte auf "FK", wenngleich sich diese nur minimal von der auf "F4" unterscheiden. Deutlich zeigt das Ähnlichkeitsdendrogramm zwei Gruppen von Spinnengemeinschaften: die der Mähwiesen und die der Weiden.
Während die Kontrollfläche "FK" und die seit einem Jahr beweidete Fläche "F1" durch arme Laufkäfer- und Spinnengesellschaften gekennzeichnet sind, auf denen wenige Arten extrem hohe Dominanzwerte erreichen, profitieren die genannten Gruppen offensichtlich von der Schafbeweidung. Der Vorteil wird auf den Flächen deutlicher, die nicht perfekt als Rotationsweide genutzt werden. Diverse Störstellen und Kleinstrukturen schaffen ökologische Nischen, die von zusätzlichen Arten besetzt werden. Lediglich die Heuschrecken werden durch diese Nutzungsform benachteiligt.
T3  - Würzburger Geographische Arbeiten - 91 
KW  - Fuldatal
KW  - Aue
KW  - Vegetation
KW  - Schafbeweidung
KW  - Bodenverdichtung <Bodenkunde>
KW  - Tiergesellschaft
KW  - Schafhaltung
KW  - Feldgraswirtschaft
KW  - Schafkoppeln
KW  - Flora
KW  - Fauna
KW  - Boden
Y1  - 1996
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243851
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Röder, Daniela
A1  - Jeschke, Michael
A1  - Kiehl, Kathrin
T1  - Vegetation und Böden alter und junger Kalkmagerrasen im Naturschutzgebiet "Garchinger Heide" im Norden von München
T1  - Vegetation and soils of ancient and young calcareous grasslands in the nature reserve "Garchinger Heide"
N2  - Das Naturschutzgebiet "Garchinger Heide" ist ein Relikt der ehemals ausgedehnten Kalkmagerrasen auf Pararendzinen über Niederterrassenschotter im Alpenvorland. Bei jahrhundertelanger extensiver Landnutzung hat sich auf trockenen nährstoffarmen Böden eine artenreiche Vegetation mit zahlreichen seltenen und gefährdeten Arten entwickelt. Die "Altheide", welche den größten Teil des Naturschutzgebiets einnimmt, ist geprägt durch flachgründige, nährstoffarme Böden, welche eine geschlossene Vegetation mit einem hohen Anteil an Arten der Halbtrockenrasen (hauptsächlich Mesobromion erecti und Cirsio-Brachypodion) tragen. Das 1945 durch Oberbodenabtrag begonnene, aber nicht mehr ausgebaute und verwendete „Rollfeld“ weist einen niedrigen Feinbodenanteil, welcher auf eine geringe Wasserverfügbarkeit schließen lässt, sowie niedrige Gehalte an Gesamtstickstoff und CAL-austauschbaren P2O5 auf. Die Vegetation ist lückig mit einem hohen Anteil an Trockenrasenarten (Xerobromion, Sedo-Scleranthetea, Sesleritalia albicantis). Das heutige Vorkommen zahlreicher Arten, welche in früheren Untersuchungen (1956 und 1986) nicht gefunden wurden, lässt auf eine fortschreitende Sukzession der Vegetation des Rollfeldes hin zu der der Altheide schließen. Der 1959 zum Naturschutzgebiet hinzu gekaufte ehemalige Acker unterscheidet sich immer noch deutlich von der Altheide. Eine allmähliche Annäherung der Standortbedingungen ist jedoch zu beobachten. So sanken die Gehalte an CAL-austauschbarem P_ 2 O_5 und K_2 O im Vergleich zu Werten aus dem Jahr 1993 deutlich ab. Trotz des immer noch hohen Anteils an Grünlandarten (Molinio-Arrhenatheretea) konnten sich im Vergleich zu 1986 mehr Magerrasenarten etablieren.
N2  - The nature reserve "Garchinger Heide" north of Munich (Bavaria, Germany) is a remnant of the formerly widespread calcareous grasslands of the Munich Gravel Plain on dry, nutrient-poor calcaric Regosol soils with low water-storage capacity. Most of the nature reserve is covered by species-rich ancient grasslands with a high proportion of species of the Mesobromion erecti and Cirsio-Brachypodion. At the “Rollfeld”, where topsoil was removed in 1945, vegetation cover is lower and the proportion of species of the Xerobromion, Sedo-Scleranthetea and Seslerietalia albicantis is higher than on the ancient grasslands due to low water-availability and low nutrient contents. In 2003, the number of ancient grassland species, which have successfully established on the topsoil-removal site, was higher than in vegetation descriptions from 1956 and 1986. On an ex-arable field within the nature reserve, which was last ploughed in 1959, several species of the Molinio-Arrhenatheretea were still found in 2003. In comparison to 1986, however, the number of species of the Mesobromion erecti and Cirsio-Brachypodion was higher and the vegetation has become more similar to the ancient grassland vegetation. This positive development was also reflected in the soil analyses; the contents of exchangeable P_2 O_5 and K_2 O in the soil of the ex-arable field have decreased considerably during the last 12 years.
KW  - Vegetation
KW  - Festuco-Brometea
KW  - Boden
KW  - Garchinger Heide
KW  - calcareous grassland
KW  - topsoil removal
KW  - ex-arable field
KW  - vegetation
KW  - soil nutrients
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-35397
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Melanie
T1  - Erfassung von Vegetationsveränderungen in Namibia mit Hilfe von Fernerkundungs-Change-Detection-Verfahren und unter Berücksichtigung rezenter Niederschlagsereignisse
T1  - Assessment of Vegetation Change in Namibia using Remote Change Detection Techniques considering Precipitation Data
N2  - Die Dornbusch-Savannen Zentralnamibias unterliegen großen Veränderungen. Teilweise handelt es sich dabei um Degradationsprozesse, die zu einem Verlust an Artenvielfalt und auch ökonomischem Wert dieser überwiegend als Rinderweide genutzten Systeme führen. Die Degradation drückt sich in der Savannenlandschaft zum einen durch Verkahlung aus (Desertifikation), vor allem aber durch die massive Ausbreitung einzelner Dornbuscharten wie Acacia mellifera, die zur Umwandlung gemischter Savannenvegetation in artenarme Dominanzbestände führt (Verbuschung). Andere Veränderungen erfolgen spontan und stellen eine Reaktion der Vegetation auf aktuelle Niederschlagsereignisse dar. Diese phänologischen Änderungen sind in der Regel reversibel. Als typische Veränderungsmechanismen konnten nutzungsbedingter und natürlicher reversibler oder irreversibler Vegetationsverlust und die Wiederbesiedelung verkahlter Flächen identifiziert werden. Des Weiteren gibt es moderate Schwankungen der Vegetationsdichte, zu denen die Verbuschungsprozesse und die Buschsterbe gehören. Die Buschsterbe ist eine Pilzerkrankung, die zum flächenhaften Absterben von Akazienbüschen, vor allem von Ac. mellifera führt. Auch der Einfluss von Feuer kann eine Ursache für Veränderungen sein. Um insbesondere das Ausmaß der Degradationsprozesse in Zentralnamibia zu erfassen und zu quantifizieren, wurde in dieser Arbeit ein fernerkundliches Change-Detection-Verfahren auf der Basis von Landsat-TM und ETM-Daten entwickelt. Die methodische Basis hierfür stellten das Image-Differencing und die modifizierte selektive Hauptkomponentenanalyse (sPCA) dar. Um auch Formparameter der veränderten Flächen zur Unterscheidung von Veränderungstypen heranziehen zu können, wurden die Ergebnisse des Differencings segmentiert und das Maß der Kompaktheit(Compactness) der Segmente extrahiert. Die Klassifikation der charakteristischen Veränderungen erfolgte über Ratios und Schwellenwerte von Einzelkanälen dieser Change-Datendatensätze und der Compactness, die aus charakteristischen Veränderungssignaturen abgeleitet wurden. Diese wurden anhand von Referenzflächen ermittelt, die auf Felddaten basierten. Als Referenz zur Ableitung der Signaturen diente dabei der Veränderungsdatensatz aus dem Vergleich der Landsat- Szenen von Mai 2000 und April 2003. Diese bitemporale Change-Detection-Methode wurde für das Hauptuntersuchungsgebiet (A) in Zentralnamibia auf insgesamt 8 Kombinationen aus 7 Landsat-Szenen im Zeitraum von 1984 bis 2003 angewendet. Damit wurde die Übertragbarkeit der Methode auf verschiedene Zeitschnitte getestet. Zur Abschätzung der Übertragbarkeit auf andere Naturräume wurde die Methode zudem auch auf jeweils ein Szenenpaar in der ariden zwergstrauchdominierten Nama-Karoo in Südnamibia und in einem feuchteren Dornsavannen-Trockenwaldgebiet in der Kavango-Region Nordnamibias angewendet. Die Klassifikatoren zur Trennung der einzelnen Veränderungsklassen lieferten unterschiedlich gute Ergebnisse. Die Verkahlungs- und Wiederbesiedelungsprozesse wurden sehr zuverlässig detektiert, wobei allerdings die Unterscheidung von natürlicher und nutzungsbedingter Verkahlung anhand der Compactness-Werte den Anteil an anthropogen veränderten Flächen auffällig unterschätzte. Die Validierung anhand von Farmerauskünften bzw. vergleichenden Fotos zum Aufnahmezeitpunkt lieferte dabei in allen drei Untersuchungsgebieten ähnliche Ergebnisse. Moderate Veränderungen der Vegetationsdichte wurden in allen drei Untersuchungsgebieten überwiegend gut erkannt. Eine eindeutige Zuordnung auf Veränderungen des Busch- oder des Grasstratums war allerdings nicht immer möglich. Die Detektion von rezenten Brandflächen in Zentral- und Nordnamibia verlief zufrieden stellend. Mehrere Monate alte Brandflächen ließen sich mit dem dazu entwickelten Klassifikator jedoch nicht von anderen phänologisch und nutzungsbedingten Veränderungen trennen. Zur Analyse der Signifikanz der Change-Detektion-Ergebnisse wurden verschiedene Niederschlagsdaten und NDVI-Zeitreihen für den jeweiligen Beobachtungszeitraum hinzugezogen. Es zeigte sich, dass die Change-Detection-Ergebnisse stark mit den Niederschlagssummen korrelierten, die in der jeweiligen Regenzeit bis zum Aufnahmezeitpunkt der einzelnen Landsat-Szenen gefallen waren. War die Regenzeit zum ersten Vergleichszeitpunkt ergiebiger als zum zweiten, wurde überwiegend Vegetationsrückgang detektiert. War die zweite Regenzeit hingegen feuchter als die erste, wurde überwiegend Vegetationszunahme detektiert. Die Größe der Niederschlagsdifferenz zwischen beiden Zeitpunkten spiegelte sich zudem im Flächenanteil der einzelnen Veränderungsklassen wider. Durch diesen starken phänologischen, d.h. niederschlagsbedingten Veränderungsanteil wurden „echte“ Veränderungen z.T. verschleiert oder verstärkt. Dieses Ergebnis korrespondiert mit den Ergebnissen vieler anderer Change-Detection-Arbeiten im semiariden Raum. Als relevante Veränderungen wurden daher nur solche bewertet, die dem allgemeinen phänologischen Trend im Vergleichszeitraum entgegenstanden. So konnten z.B. Flächen, auf denen Vegetationszuwachs detektiert wurde, obwohl die Regenzeit zum zweiten Aufnahmezeitpunkt schwächer war als die erste, als tatsächlich verbuscht gelten. Unter Berücksichtigung dieser niederschlagsbedingten Einflüsse wurden im Untersuchungsgebiet in Zentralnamibia die Flächenanteile bestimmt, für die Degradation detektiert wurde. Demnach hat im Vergleich der Szenen von 1984 und 2003 auf etwa 681 km², entsprechend 2,8 % der Gesamtfläche des Untersuchungsgebietes, eine niederschlagsunabhängige Verdichtung der Vegetation, d.h. eine Verbuschung stattgefunden. Die Lage der betroffenen Gebiete korrespondiert mit der in der Literatur genannten Region (vgl. BESTER 1998/99). Des Weiteren wurde im Untersuchungszeitraum von 1984 bis 2003 auf ca. 0,53 km², entsprechend 0,002 % der Gesamtfläche des Untersuchungsgebietes irreversible Verkahlung, d.h. Desertifikation detektiert. Damit stellt in Zentralnamibia die Veränderung durch Verbuschung die flächenmäßig größte Bedrohung für Artenvielfalt und landwirtschaftliche Tragkraft der Savannen dar. Aufgrund der starken phänologischen Einflüsse konnten von der Buschsterbe betroffene Regionen im Untersuchungsgebiet nicht sicher erkannt und quantifiziert werden. Kleinräumig konnten im Untersuchungsgebiet in Zentralnamibia Farmen identifiziert werden, die in einem oder mehreren Ergebnisbildern durch besondere Veränderungsmuster auffielen. Zumeist handelte es sich um Degradationserscheinungen wie Verbuschung und Verkahlung, für die bei der Besichtigung während der Feldkampagne im Jahr 2004 oft ein Zusammenhang mit ungünstigen Landnutzungspraktiken, d.h. vor allem Überweidung hergestellt werden konnte. Des Weiteren wurden starke Veränderungen durch Entbuschungsmaßnahmen, kurzzeitige Weideeinflüsse und auch einzelne wiederhergestellte Bestände detektiert. Nutzungsbedingte Degradationserscheinungen treten im Untersuchungsgebiet in Zentralnamibia insgesamt nur kleinräumig auf einzelnen Farmen auf. Für das Untersuchungsgebiet in Südnamibia lagen zwei Landsat-Szenen für den kurzen Vergleichszeitraum von 2001 zu 2002 vor. Anhand dieser konnten unter Zuhilfenahme von Niederschlagsdaten stark degradierte Flächen identifiziert werden. Während auf den intakten Flächen aufgrund der besseren Regenzeit zum zweiten Aufnahmezeitpunkt wie erwartet Vegetationszuwachs detektiert wurde, führten ebendiese reichlichen Niederschläge im degradierten Gebiet zu einer großflächigen Erosion der Vegetationsdecke. Dies ist vermutlich auf die größere Geschwindigkeit des oberflächlich abfließenden Regenwassers in der spärlichen Vegetationsdecke der degradierten Fläche zurück zu führen. In den übrigen Gebieten reduzierte hingegen die dichtere Vegetation den Oberflächenabfluss, wodurch mehr Wasser versickerte und verstärktem Pflanzenwachstum zur Verfügung stand. Im Untersuchungsgebiet in Nordnamibia wurden zwei Landsat-Szenen von April 1991 und April 2000 verglichen. Die gravierendste Veränderung in diesem Zeitraum war nutzungsbedingte Verkahlung, die auf rund 4,4 % der Gesamtfläche, entsprechend 81 km² detektiert wurde. Ursache ist hier die Umwandlung von Dornbuschsavanne in Acker- oder Siedlungsraum. Demgegenüber wurde aber nur für 1,17 % der Gesamtfläche, entsprechend 21,76 km², Wiederbesiedelung detektiert. Dies sind zumeist Agrarflächen, die (kurzzeitig) aus der Nutzung genommen wurden. Das Ergebnis dokumentiert den zunehmenden Siedlungsdruck in der Kavango-Region. Die seit den 1970er Jahren verbesserte Infrastruktur ermöglicht hier immer mehr Menschen die Landnahme, Viehhaltung und Siedlung. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass mit der hier entwickelten Change-Detection-Methode unter Berücksichtigung der Niederschlagshistorie in den semiariden und ariden Testgebieten signifikante Veränderungen der Vegetation in verschiedenen Landschaftsräumen detektiert werden können. Weitere Anwendungen der Methodik auf andere Testgebiete im südlichen und westlichen Afrika am Rande dieser Arbeit zeigten ebenfalls gute Ergebnisse, die allerdings bislang aus Mangel an Referenzdaten nicht validiert werden konnten. Zur zukünftigen Operationalisierung der Methodik sollte vor allem eine verbesserte Trennbarkeit von nutzungsbedingten und natürlichen Verkahlungsprozessen angestrebt werden. Des Weiteren wird eine Anpassung der Klassifikatoren auf andere Sensoren wie z.B. ASTER angedacht, um auch nach dem Ausfall von Landsat 7 im Jahr 2003 aktuelle Daten vergleichen zu können. Um den phänologischen Einfluss von unterschiedlichen Niederschlagshistorien im Vorfeld der Eingangsdaten zu minimieren, wäre zudem die Implementierung eines Kalibrierungsfaktors denkbar, der auf Niederschlags- oder auch MODIS-NDVI-Daten der entsprechenden Zeit- und Untersuchungsräume basiert. Das Ergebnis wäre eine sichere Methode zur Detektion von regionalen Veränderungen im semiariden Raum. Die Identifizierung dieser Veränderungen, speziell von Degradationserscheinungen stellt die Basis dar, dort gezielt nach den Ursachen zu suchen und Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um einer fortschreitenden Zerstörung von Lebensraum, Artenvielfalt und ökonomischem Potenzial der betroffenen Flächen entgegen zu wirken.
N2  - Southern Africa’s semi arid regions are exposed to various alterations. Apart from episodic field fires, savannas are affected by a heavily increase of certain thorn bush species like Acacia mellifera (“bush encroachment”) or the appearance of “deserted” bare patches. Both degradation processes are supposed to be correlated to land use and/or climate change, and lead to a loss of habitats and species richness. As a base for analysis of this processes and the driving factors an accurate detection and quantification of the affected areas is necessary. Within this PhD thesis a remote sensing change detection (CD) technique was developed, which allows the observation of changes over large areas also in areas with restricted access and poor ground information. Based on multispectral, high resolution Landsat (E)TM data the observation of changes over a 20 years period back to the 1980ties was conducted on three study areas with different vegetation types: The dry forests of the Kavango Region (northern Namibia), thornbush savannas in central Namibia, and dwarf shrub savannas of the Nama Karoo (southern Namibia). With the developed CD technique spectral and shape information was used to extract and classify observed changes. For the interpretation of the detected changes long term regional rainfall data from the CRU (Climate Research Unit) and farmers’ data have been analysed. The combination of remote sensing CD results and these data allowed to distinct between spontaneous phenological vegetation reaction on highly variable rainfall, which may pretend or even obscure long term degradation processes. As a result it was shown that the mean degradation factor in the thorn bush savannas of central Namibia was bush encroachment, which affected about 2,8 % of the study site from 1984 to 2003. The amount and the localization of the affected areas corresponded to the results of other studies. In contrast, 0,002 % of the study area, where affected by irreversible vegetation loss in the same time period. For the study site in southern Namibia only two Landsat images from 2001 and 2002 were available. But also for this short time span the CD results served for the detection of degraded farm lands due to the different reaction of sparse annual vegetation to (documented) heavy rainfall events in comparison to intact perennial grass coverage. In northern Namibia from 1991 to 2000 logging of the forest to get agricultural field was identified to be the main changing factor. This result shows the increasing population pressure in the region, since an improved infrastructure facilitates the settlement and land use in the Kavango region. Furthermore, the detection of recent fires scars on the study areas in northern and central Namibia was conducted successfully. The results for the different study sites show the transferability of the developed CD technique to different vegetation coverage. The application to additional study areas within the BIOTA-project will be conducted subsequently
KW  - Namibia
KW  - Vegetation
KW  - Degradation
KW  - Fernerkundung
KW  - Fernerkundungs-Change-Detection
KW  - Degradation
KW  - Verbuschung
KW  - Savanne
KW  - Namibia
KW  - Remote Sensing Change Detection
KW  - Degradation
KW  - Bush encroachment
KW  - Namibia
KW  - Savanna
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-17176
ER  -