Use of Fire for Conservation and Regeneration of Complexes of Heather and Dry Grasslands in the Landscape of Porphyry Outcrops in the Lower Saale-valley.

27 Mar Use of Fire for Conservation and Regeneration of Complexes of Heather and Dry Grasslands in the Landscape of Porphyry Outcrops in the Lower Saale-valley.

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Abstract

In einem Feldexperiment in der kontinental geprägten Porphyrkuppenlandschaft wurde die Wirkung eines kontrollierten Feuereinsatzes auf eine grasreiche Heidekrautheide (Calluna vulgaris) untersucht. Dabei wurden Variablen zu feuerbedingten Veränderungen der Bestandesstruktur, zur Diasporenbank, zum Nährstoffhaushalt der Biomasse und des Bodens ermittelt. Die Vegetationshöhe der mit Feuer behandelten Flächen war sechs Monate nach dem Feuereinsatz geringer als die unbehandelter Flächen. Unter Feldbedingungen zeigte etwa die Hälfte der Individuen von Calluna vulgaris im ersten Jahr Stockausschläge, während Keimlinge erst im zweiten Jahr verstreut und mit geringer Anzahl aufliefen. Bei Keimungsversuchen im Gewächshaus liefen Calluna-Keimlinge erst im sechsten Monat auf, wobei in den Proben der mit Feuer behandelten Fläche eine wesentlich höhere Individuenzahl von Calluna vulgaris gegenüber unbehandelten Flächen festzustellen war. Der oberirdische Bestand an Biomasse und Stickstoff wurde deutlich reduziert, dagegen waren nur unwesentliche Veränderungen der Bodenchemie durch den Feuereinsatz festzustellen. Als wesentliche Ursachen für die mäßige Regeneration von Calluna vulgaris unter Feldbedingungen werden die festgestellte Überalterung des Heidekrautbestandes (ca. 19 Jahre) sowie die Konkurrenz durch den hohen Grasanteil (Agrostis capillaris, A. vinealis) angenommen. Aufgrund der klimatischen Sonderstellung (Niederschlagsarmut) des Gebietes muss zudem von eingeschränkter Regenerationsfähigkeit durch verminderte Vitalität der Individuen und von hohen Mortalitätsraten der Keimlinge ausgegangen werden. Daher kann geschlussfolgert werden, dass kontrolliertes Feuer zur Regeneration der Heidekrautheiden durch Steigerung der Keimungsrate ihres Diasporenvorrates und kurzfristige Verminderung des Konkurrenzdruckes beiträgt.

English Abstract

The effects of controlled fire on a grass-rich dwarf shrub heathland (Calluna vulgaris) were investigated
in a landscape of porphyry outcrops characterized by a slightly continental climate. In a field experiment,
changes in vegetation structure, diaspore bank as well as the carbon and nitrogen pool in plant
biomass and soil were assessed.
After six months, the vegetation height on fire treated plots was lower than on control plots. Under field
conditions 50 % of the individuals of Calluna vulgaris showed stem base sprouting in the first year after
fire application. In the field, a very low and sparse seedling emergence rate was noticed only in the second
year after fire. In a greenhouse experiment with standardized soil samples, first seedlings emerged
after six months. However, the number of germinated seedlings of Calluna vulgaris was significantly
increased by fire application. There was a considerable decrease of the aboveground carbon- and nitrogen
pool, but only negligible changes in soil chemistry.
The main reason for the moderate regeneration of Calluna vulgaris under field conditions is considered
to be the diagnosed overaged of the heather stand (19 years) as well as the intense competition by grasses
(Agrostis capillaris, A. vinealis). Furthermore, heather regeneration may be limited by high seedling
mortality and reduced vitality of individuals due to climatic constrains (e.g. low precipitation) in the
study area. Thus, it is concluded that controlled fire contributes to the regeneration of heather stands by
increasing the germination rate of their seed bank and temporarily reducing competition intensity.