Sukzessionsmechanismen hin zur Weichholzaue - Genres

SUKZESSIONSMECHANISMEN HIN ZUR WEICHHOLZAUE
Die hier vorgestellten Untersuchungen wurden im Teilprojekt Forstwissenschaften des Verbundprojektes
„Möglichkeiten und Grenzen der Auwaldentwicklung und Auenregeneration am Beispiel von Naturschutzprojekten
an der Unteren Mittelelbe“ im Auftrag der Landesanstalt für Großschutzgebiete Brandenburg,
Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe, gefördert durch das BMBF im Förderschwerpunkt Elbe-Ökologie
durchgeführt
In dieser Arbeit wird der Teilaspekt der Weichholzauen-Sukzession ausgeführt Die Aussagen beruhen auf
standörtlichen, physiologischen und vegetationskundlichen Untersuchungen, die innerhalb des Verbundprojektes
vom Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe Brandenburg, Projektgruppe Elbe-Ökologie; von
der Universität Hamburg, Institut für Bodenkunde; von der Universität Darmstadt, Institut für Wasserbau
und Wasserwirtschaft sowie der Landesforstanstalt Brandenburg in Eberswalde durchgeführt wurden
Der Untersuchungsraum
Der Untersuchungsraum (690 ha) liegt südöstlich der Stadt Lenzen vordeichs und hinterdeichs der Elbe
(Flusskilometer 475 bis 484) und wird von Löcknitz und Elbe umschlossen Er gehört zur naturräumlichen
Einheit der Elbtalniederung Nacheiszeitlich hat sich der Talboden der Elbe mit Kies, Sand und Schlick
aufgefüllt Darauf haben sich mächtige Auenlehmdecken entwickelt
Die topographische Höhe des Geländes bewegt sich zwischen 14,8 m und 18,5 m über NN Der
Mittelwasserspiegel am Pegel Lenzen (unterstromige Begrenzung) liegt bei 15,43 m Auwaldtypische Überflutungen
finden nur vordeichs statt Der gesamte Untersuchungsraum ist qualmwasserbeeinflusst
Das Klima ist kontinental beeinflusstes Übergangsklima mit 8° C Durchschnittstemperatur und 560 mm
Jahresniederschlag
Ziel und Arbeitsprogramm
In Erwartung der Rückdeichung, die den gesamten Untersuchungsraum wieder in Vorland verwandeln soll,
wurden im Schutz des Altdeiches auf ca 50 ha ehemaligen Grünlandes Waldanpflanzungen (Kulturen)
angelegt Weitere Flächen wurden aus der Nutzung genommen, um der natürlichen Sukzession Raum zu
geben Darüber hinaus wurden bestehende Auwälder, Auwaldreste und Gehölzformationen im
Untersuchungsraum und in angrenzenden Suchräumen ausgewählt Eine repräsentative Auswahl (nach
Gehölzart und Alter) aus dem bestehenden und aus dem neu angepflanzten Gehölzinventar wurde von 1997
bis 1999 einem Beobachtungs- und Analyseprogramm unterzogen: Alter, Habitus, Vitalität, Blattfläche,
Saugspannung, Chlorophyllfluoreszenz, Blattspiegelwerte, sowie Energie-, Primär-, Sekundärstoffwechsel
Auf Teststandorten und in Suchgebieten wurden im gleichen Zeitraum Vegetationsaufnahmen und
Sukzessionsbeobachtungen durchgeführt
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Im Zusammenhang mit der Analyse der Standortparameter (Teilprojekte Hydrologie und Bodenkunde) führen
diese Untersuchungen zur Prognose der räumlichen und zeitlichen Entwicklung von Vegetationseinheiten -
speziell Auwäldern
Hydraulik des Untersuchungsraumes
Die Dynamik des Wassers macht die Besonderheit des Auenstandortes aus Der Wechsel von Überflutung
und Austrocknung stellt für Gehölze das standörtliche Extrema dar
Der Grundwasserstand und die Grundwasserfließrichtung sind vom Pegelstand der Elbe abhängig Bei
hohen Wasserständen verläuft der Grundwasserpegel hoch und innerhalb der Auenlehmschicht Das ist
gleichbedeutend mit gespannten Grundwasserverhältnissen Dies erschwert eine Aussage über das tatsächlich
pflanzenverfügbare Bodenwasser
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Abb1: Zusammenhang zwischen Elbewasserstand und Grundwasserpotenzial
(MONTENEGRO et al 1999)

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Der Zusammenhang aus Abbildung 1 liegt für den Untersuchungsraum als räumliches und zeitliches Modell
vor (MONTENEGRO et al 1999) Eine Verschneidung mit dem digitalen Geländemodell (HAPE und
PURPS 1999) ist in Abbildung 2 dargestellt
Abb 2: Maximale Differenz zwischen Grundwasserpotenzial und Geländeoberkante,
Messzeitraum 171997 bis 31101998 (Draufsicht des Untersuchungsraumes)
Entlang der Elbe liegen die topographisch höchstgelegenen Flächen Bei Niedrigwasser hatten diese im
Winter 1997 und im Frühsommer 1998 (beides Jahre mit normalem Pegelverlauf) bis zu 4 m Abstand zum
oberen Grundwasser
Pflanzenverfügbares Bodenwasser und Saugspannung
von Weiden
Ohne Grundwasseranschluss sind Pflanzen zur Aufrechterhaltung ihres Wasserhaushaltes auf gespeichertes
Bodenwasser und Niederschläge angewiesen
In den tonigen Oberbodenschichten, die typisch sind für den Untersuchungsraum, ist das Wasser mit relativ
hoher Spannung gebunden
Die Hydraulik und die Substratabfolge führen im Zusammenhang mit Niedrigwasser und Trockenperioden
zum Mangel an pflanzenverfügbarem Bodenwasser, der durch Saugspannungsmessungen mittels
SCHOLANDER-Bombe nachgewiesen wurde (PATZ et al, 1999)
Der schematische Verlauf dieser Wasserstress-Situation ist in Abbildung 3 dargestellt und der reale Verlauf
in Abbildung 4 (nächste Seite)
In Abbildung 3 ist der Zusammenhang zwischen dem Wasserpotenzial des Bodens und dem der Pflanze
dargestellt Während der Boden sich dem Werte von -15bar = -1,5 MPa langsam nähert, überschreitet die
Pflanze diesen Punkt in der Mittagszeit, um sich am Abend wieder zu erholen Erst wenn diese Erholungsphase
ausbleibt, vertrocknet die Pflanze Bei etablierten Gehölzen mit entwickeltem Wurzelsystem tritt dieser
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Zustand nicht ein In den tieferen Bodenschichten der Aue herrscht immer eine Wasserspannung über - 1
MPa (SCHWARTZ et al, 1999) Der Wasserhaushalt in der Pflanze wird aufrecht erhalten, indem die
Wurzelhaare in den Bodenschichten mit der höchsten Wasserverfügbarkeit weiterwachsen und so den
Wasservorrat „abweiden“
Problematisch ist die Wasserversorgung ausschließlich bei jungen, nicht etablierten Gehölzen und besonders
bei Keimlingen ohne Grundwasseranschluss bei hohen Tonanteilen im Oberboden während niederschlagsarmer
Perioden innerhalb der Vegetationsperiode
In Abbildung 4 ist der Tagesgang von zwei jungen Weiden während einer Trockenphase und einer
Niederschlagsphase dargestellt Bei Salix aurita handelt es sich um ein zweijähriges Gehölz, das aus einem
Absenker (natürliche Sukzession) hervorgegangen ist Salix x rubra ist eine dreijährige Kulturpflanze, die
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Saugspannung [MPa]
0
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5
Regen
2. Tag
Abb 3: Veränderung der
Wasserpotenzials im Boden
und in einer Pflanze
als Folge von Bodenaustrocknung
(SLATYER 1968)
Salix aurita, 1. Tag
Salix x rubens, 1. Tag
Salix aurita, 2. Tag
Salix x rubens, 2. Tag
Welkepunkt
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Uhrzeit
Abb 4: Tagesgänge der Saugspannung von Salix aurita und Salix x rubens
1. Tag

als bewurzeltes Steckholz auf der Freifläche ausgebracht wurde Während der Trockenphase sinkt die
Saugspannung von Salix x rubra deutlich und lange unter den Welkepunkt (untere Kurve) Die Pflanze
zeigt an diesem Nachmittag (Juli 1999) alle Anzeichen des Vertrocknens: schlaffe, eingerollte und abgeworfene
Blätter Nach einem nächtlichen Starkregen hat sie sich am nächsten Tag wieder erholt (obere Kurve)
Weniger extrem verläuft die Saugspannung bei Salix aurita Diese Pflanze steht im Schutz einer
Gebüschformation und ist an den Standort angepasst Auch während der Trockenperiode leidet diese Pflanze
nicht unter Trockenstress
Sukzessionsmechanismen
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Im Untersuchungsraum wurden von 1997 bis 1999 an 25 Standorten Stadien von Gehölzentwicklung und
-sukzession im Weichholzauenbereich dokumentiert Der potenzielle Wuchsraum der Weichholzaue – Salix
albae – wurde von folgenden Pflanzengesellschaften eingenommen: Glycerietum maximae (Wasserschwadenröhricht),
Ranunculo-Alopecuretum geniculati (Knickfuchsschwanzrasen), Phalaridetum arundinaceae
(Rohrglanzgrasröhricht) und Scirpo-Phragmitetum (Schilfröhricht)
Auf Buhnen und im Uferbereich
Dieser Standort ist in Bezug auf das Aufkommen und Verschwinden von Gehölzsukzessionen am dynamischsten
Im Frühjahr konnten auf 80 % aller röhrichtfreien Buhnen anzahlreiche und vitale Gehölzkeimlinge festgestellt
werden Es dominierten Ulmus laevis, Populus tremula, Populus nigra, Salix alba x fragilis und
Salix triandra Alle Sukzessionen waren im Herbst bzw im folgenden Frühjahr wieder verschwunden
Ursachen des Verschwindens waren: Sommerhochwasser, Vertrocknen bei schnell sinkendem Elbepegel,
Verbiss durch Beweidung und Wild
In der Uferzone konnten lokal begrenzte, etablierte Gehölzansiedlungen von Salix alba, Salix alba x
fragilis und Salix triandra festgestellt werden Allen Gehölzansiedlungen war gemeinsam, dass sie aus
einer Art bestanden und das Produkt eines Zufalls waren (wo strandet der Ast, wann sinkt der Wasserspiegel)
Röhrichte und Flutrasen
Vor- sowie hinterdeichs wurde in Röhrichten und Flutrasen keine Sukzessionen und selten Gehölzansiedlung
festgestellt Dagegen befanden sich ältere Gehölze innerhalb von Röhrichten auf dem räumlichen Rückzug
Eindeutige Ursachen konnten dafür nicht festgestellt werden Zu vermuten sind der Konkurrenzdruck (Licht)
der Röhrichtpflanzen, besonders Phragmites australis, Phalaris arundinacea und Glyceria maxima
Umgebung etablierter Gehölzgruppen/Waldränder des Salix albae
In unmittelbarer Nachbarschaft älterer Gehölze konnte auf allen Flächen eine Gehölzsukzession beobachtet
werden Diese ging aus Absenkern und Astabbrüchen der Randgehölze hervor Es kamen die Arten Salix
aurita, Salix cinerea, Salix pentandra, Salix alba x fragilis, Salix alba, Salix viminalis und Salix
triandra vor
Bei diesem Ausgangszustand waren die Weidenarten auch in der Lage in Röhrichte vorzudringen
Voraussetzung war, dass das Röhricht von den Randästen ausgedunkelt war oder durch größflächige
Bodenverwundung Offenstellen geschaffen waren
Auf Bodenverwundungen (durch Schwarzwild, Beweidung, Fahrspuren) kamen auch vereinzelt Keimlinge
vor Zwischen 1997 und 1999 überlebte keiner Die Ausfallursachen waren Vertrocknen, Beweidung und
Verbiss sowie Befahren
Die Gehölze der Weichholzaue besiedelten im Untersuchungszeitraum keine neuen Territorien Diese
eingeschränkte Verbreitungskraft liegt vermutlich
– am Konkurrenzdruck auf den Weichholzaue-Standorten durch Röhrichte,
– am Fehlen von Bodenverwundung sowie Stoffein- und Stoffausträgen durch Hochwasser,
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– an der geringen Standortvariabilität (in Bezug auf pflanzenverfügbares Bodenwasser) während der
Keimfähigkeitsphase der Weidensamen
Schematisch sind Sukzessionsverläufe in Abbildung 5 dargestellt Die Pfeilstärke deutet das Vorkommen
der Entwicklung innerhalb des Untersuchungsprogrammes an
Absenker
Abb 5: Sukzessionslinien der Weichholzaue – Salicetum albae, Salicetum fragilis,
Salicetum triandrae – an Tieflandsflüssen
Die hell-lila Fläche der Abbildung 5 mit der Bezeichnung Zufall kennzeichnen die risikoreichsten Abschnitte
der Bewaldung
Röhrichte bedrängen alle Entwicklungsstadien mit Ausnahme etablierter Gebüsch- und Baumformationen
Die Abhängigkeit von definierten Bodenzuständen für die Keimung bzw Abbruchast-Ansiedlung auf Rohboden
soll durch die Schraffur „Zufall“ verdeutlicht werden Innerhalb dieser Fläche sind die Entwicklungslinien
(Pfeile) nur angedeutet, eine Kontinuität ist dieser Besiedlungsstrategie nicht eigen Vielmehr fallen der
Zeitraum, an dem keimfähige Weidensamen verbreitet werden, das Vorhandensein von Rohboden (nach
einem Hochwasserereignis), ein verträglicher Strahlungs- und Temperaturverlauf sowie eine ausreichend
Verfügbarkeit von Bodenwasser in der ersten Vegetationsperiode nur ca alle 7–12 Jahre zusammen

Dies ergibt sich sowohl aus der Analyse der Pegel- und Niederschlagsverläufe als auch aus dem Vorhandensein
von Gehölzgruppen Die langen Zeiträume ohne Gehölzsukzession werden in den Jahren mit stimmigen
Standortzuständen durch das massenhafte Ankommen und Anwachsen von Weiden und Pappeln ausgeglichen
Mit der anthropogen verursachten Vernichtung von Auenstandorten durch Eindeichung und durch die
Hochwasservermeidung verschwinden Flächen und Zustände, die Voraussetzung für das Entstehen und das
Verschwinden ( für die Dynamik) von Weichholzauen entlang der Tieflandsflüsse sind
Literatur
HAPE, M; PURPS, J (1999): Digitale Geländemodelle als Grundlage für orientierende,hydraulische Aussagen
in der angewandten landschaftsökologischen Forschung, in: Auenreport – Sonderband 1, 5: S17–26,
Rühstädt
MONTENEGRO, H; HOLFELDER T, WAWRA, B(1999): Integration abiotischer und biotischer Aspekte;
Ergebnisprotokoll zum Koordinationstreffen am 1011999, Darmstadt, unveröffentlicht
MONTENEGRO, H; HOLFELDER T, WAWRA, B(1999):Untersuchung der Wechselwirkung zwischen
Oberflächengewässer und Grundwasser in Flussauen, in: Auenreport – Sonderband 1, 5: S27– 40,
Rühstädt
PATZ, G; LÖFFLER, S; KÄTZEL, R (1999): Auenregeneration durch Deichrückverlegung, Sachstandsbericht
des Teilprojektes Forstwissenschaften, Eberswalde, unveröffentlicht
SCHWARTZ, R; GRÖNGRÖFT, A; MIEHLICH, G (1999): Auswirkung von Eindeichung und Melioration
auf den Wasserhaushalt von Auenböden, in: Auenreport - Sonderband 1, 5: S41–54, Rühstädt
SLATYER, RO (1968): Plant-Water-Relationships, 2Auflage, Academic Press, London
Anschrift der Autorin:
Dr Gabriele Patz
Landesforstanstalt Eberswalde
Alfred-Möller-Straße 1
D – 16225 Eberswalde
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