Bedeutung der Megaherbivoren-Beweidung für die Renaturierung artenreicher Feuchtgrünländer auf ehemaligen Ackerflächen

Species-rich wet grasslands in floodplains are on focus of European nature conservation policy. However, since the seventies of the last century large areas with grasslands in floodplains have been meliorated, ploughed and used for intensive cropping in Germany. Therefore, restoration strategies for large-scale conversion of former arable land into species-rich grasslands and integration into a long-term sustainable land use regime are needed. Dealing with large areas in restoration projects causes high costs which often exceed the possibilities of NGO’s or other stakeholders. Aiming to develop and implement new cost-efficient strategies for restoration and long-term management of wetlands on former arable land local NGO’s and the Anhalt University of Applied Sciences started a co-operation within a project in a heavily degraded floodplain in the Elbe river valley. Up to now, more than 40 ha former arable land was successively bought and immediately grazed by large herbivores (Heck-cattle and Przewalski-horses). The local farmers apply a year-round grazing regime without additional feeding and low stocking density. Scientific evaluation of the project progress and experiments with different re-vegetation variants (natural recovery, hay transfer, seeding of commercial seed mixture) revealed the following results: (1) on former arable land immediate grazing with large herbivores without additional feeding is possible and leads to a successive development of typical grassland communities with low nutrient status, (2) integration of old pastures into the grazing system enhances colonization of native grassland species alongside animal tracks, (3) seeding of a commercial seed mixture impedes the colonization of native grassland species, (4) transfer of species-rich hay accelerates the colonization rate of several grassland species, and (5) highest cover of target species was found on regularly wet sites. Therefore, we conclude that grazing with large herbivores proved to be successful in converting former arable land into species-rich grasslands. Nevertheless, rising of the groundwater table is most important for further development of species-rich wet grasslands in the Wulfener Bruch.Artenreiche Feuchtgrünländer stehen stark im Fokus europäischer Naturschutzstrategien. Dennoch wurden auch in Deutschland, insbesondere in den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts, viele dieser Feuchtgrünländer durch Meliorationsmaßnahmen, Umbruch oder intensivste Grünlandnutzung zerstört oder degradiert. Es werden jetzt dringend Renaturierungsstrategien benötigt, die eine großflächige Umwandlung und nachhaltige Landnutzung dieser ehemaligen Ackerflächen in artenreiche Grünlandbestände gewährleisten können. Diese großflächigen Renaturierungsvorhaben überschreiten jedoch häufig die finanziellen Möglichkeiten von Naturschutzorganisationen oder anderen Interessensgruppen, so dass Methoden entwickelt und getestet werden müssen, die effektiv und dennoch kosteneffizient sind. Zusammen mit dem vor Ort aktiven Naturschutzbund initiierte die Hochschule Anhalt (FH) ein Projekt, um solche ehemaligen Ackerflächen in den Auenbereichen der Elbe wieder in artenreiches Grünland umzuwandeln und langfristig zu sichern. Mittlerweile konnten über 40 ha ehemalige Ackerflächen erworben und unverzüglich in ein Beweidungssystem mit Heckrindern und Przewalski-Pferden integriert werden. Durch die Bewirtschafter wird eine extensive Ganzjahresbeweidung ohne Zufütterung umgesetzt. Auf Basis der wissenschaftlichen Begleitung dieses Beweidungsprojektes und der Durchführung von verschiedenen Versuchsvarianten zur erfolgreichen Begrünung der Flächen (Spontanentwicklung, Mahdgutübertrag, Ansaat einer kommerziellen Regelsaatgutmischung) können mittlerweile folgende Ergebnisse belegt werden: (1) durch die extensive Beweidung mit Megaherbivoren unter dem Verzicht auf eine Zufütterung können auf ehemaligen Ackerflächen erfolgreich standorttypische Grünlandgesellschaften mit einem vergleichsweise niedrigen Nährstoffstatus entwickelt werden, (2) die Integration bereits bestehender artenreicher Grünländer in das Beweidungssystem fördert die schnelle Etablierung von Zielarten, insbesondere entlang der Hauptweidepfade, (3) eine Ansaat von herkömmlichen Regelsaatgutmischungen behindert die Etablierung standorttypischer Grünlandarten, (4) durch Mahdgutüberträge wird die Etablierungsrate verschiedener Zielarten erhöht, (5) am erfolgreichsten ist die Etablierung der Zielarten auf den bereits ganzjährig nassen Standorten. Die extensive Ganzjahresbeweidung mit Megaherbivoren ist folglich eine geeignete Methode für die Renaturierung artenreicher Grünlandbestände auf ehemals intensiv ackerbaulich genutzten Flächen. Es wird jedoch auch deutlich, dass neben der Beweidung die Anhebung der Grundwasserstände enorm wichtig für die positive Entwicklung dieser Grünlandbestände im Wulfener Bruch ist

Verbreitung, standortökologische Bindung und Populationsentwicklung der Natternzungengewächse (Ophioglossaceae) in ehemaligen Braunkohleabbaugebieten Sachsen-Anhalts

Am Beispiel der Bergbaufolgelandschaft Sachsen-Anhalts wird anhand eines Vergleiches von Verbreitungskarten gezeigt, dass anthropogene Sekundärstandorte zunehmend wichtige Ersatzlebensräume für das Vorkommen von Ophioglossaceen darstellen. Für die Arten Ophioglossum vulgatum (Gemeine Natternzunge), Botrychium lunaria (Mondrautenfarn) sowie Botrychium matricariifolium (Ästige Mondraute) werden die standörtliche Bindung und die Vergesellschaftung auf den Folgeflächen des Braunkohletagebaus gezeigt. Die Natternzungengewächse stellen typische Beispiele für naturschutzrelevante Arten dar, die nach dem Durchlaufen der Pionierphase auf den Kippenflächen in mittleren Sukzessionsstadien auftreten. Sie bevorzugen nährstoffarme, lichte Pionierwälder in Kombination mit krautschichtarmen Offenlandmosaiken. Infolge der relativ langsam verlaufenden Sukzessionsprozesse besteht vor allem auf Extremstandorten die Möglichkeit, ohne Pflegeaufwand langfristig geeignete Lebensräume für diese Arten zu erhalten. Die Ergebnisse von Untersuchungen auf Dauerbeobachtungsflächen zeigen, dass insbesondere die Populationen der Gemeinen Natternzunge starken Schwankungen in der Populationsdichte unterliegen. Auf den grundwasserfernen Standorten reagiert die Art sehr sensibel auf den Witterungsverlauf und bildet unterirdische Ruhestadien aus. Insgesamt sind die Konkurrenzsituation und das Entwicklungspotenzial für die Arten der Ophioglossaceen auf den meisten Standorten positiv zu bewerten. Eine wesentliche Grundlage für den Erhalt der Arten in der Bergbaufolgelandschaft im Sinne des Prozessschutzes sind die Ausweisung und der Schutz von möglichst ausgedehnten Sukzessionsflächen mit unterschiedlichen Entwicklungsstadien

What restricts generative rejuvenation of Calluna vulgaris in continental, dry heathland ecosystems: seed production, germination ability or safe site conditions?

A large-scale field experiment with different management options (free-range grazing, onetime cutting, additional disturbances and their interactions) was carried out in a continental, dry heathland. Within the framework of the experiment seed production and germination ability of over-aged Calluna individuals as well as specific safe site conditions were investigated to reveal restricting factors for the generative rejuvenation of Calluna. The calculated values of seed production and germination ability of over-aged Calluna individuals can be compared with those from literature or exceed the values reported there. Therefore, seed production andgermination ability are not the limiting factors for the generative rejuvenation of Calluna. Free-range grazing with large herbivores combined with onetime cutting of over-aged Calluna stands supports the generative rejuvenation, especially due to the creation of specific safe sites, which are crucial for a successful survival of Calluna seedlings. Particularly a light shadowing seems to be the restricting factor for a successful generative rejuvenation of Calluna in continental, dry heathlands

Pflanzliche Wiederbesiedlung und Sukzessionsabläufe

Mit dem Begriff "Braunkohlentagebau" verbinden sich für die meisten Menschen Bilder einer "Mondlandschaft", deren Besiedlung mit Tieren und Pflanzen ohne Hilfe des Menschen auf Jahrzehnte hin unmöglich zu sein scheint. Dieses Bild ist aber für weite Bereiche der Braunkohlentagebaugebiete völlig unzutreffend. In Abhängigkeit von den an der Oberfläche abgelagerten Substraten erfolgt eine Besiedlung durch Pflanzen sehr wohl spontan, d.h. ohne menschliche Unterstützung. Insbesondere die Geschwindigkeit der Besiedlung und teilweise die Artengarnitur werden durch die Substratverhältnisse wesentlich beeinflusst

Free-range grazing by large herbivores in degraded large-scale dry sandy grassland-heathland ecosystems

Free-range grazing by large herbivores combined with one-time mowing of over-aged heathlands offers an excellent management tool to maintain and enhance biodiversity in degraded large scale, low productive, semi-open dry sandy grassland-heathland ecosystems. Grazing improves habitat quality, supports typical species communities and represses invasive species

Erfolgskontrollen von Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen an der Bundesautobahn A 14 zwischen Halle und Magdeburg

In Sachsen-Anhalt stellen eine Vielzahl von Vorhabensplanungen bundesweiter, landesweiter und lokaler Bedeutung qualitativ und quantitativ neue Ansprüche an die Land- und Raumnutzung. Dabei ist die Auseinandersetzung mit den Vorhabensfolgen, insbesondere den verursachten Veränderungen der Umwelt für alle Vorhabensträger gesetzlich zwingend vorgeschrieben. Erklärtes Ziel ist es, weiterem unnötigen Verbrauch wertvoller Umwelt und damit einer Verschlechterung der Umweltsituation schon auf der Ebene der Planung wirksam vorzubeugen

Rocketing restoration : enabling the upscaling of ecological restoration in the Anthropocene

In the 25 years during which the Society for Ecological Restoration (SER) has overseen the publication of Restoration Ecology, the field has witnessed conceptual and practical advances. These have become necessary due to the scale of environmental change wrought by the increasing global human population, and associated demands for food, fiber, energy, and water. As we look to the future, and attempt to fulfill global restoration commitments and meet sustainable development goals, there is a need to reverse land degradation and biodiversity loss through upscaling ecological restoration. Here, we argue that this upscaling requires an expanded vision for restoration that explicitly accounts for people and nature. This expansion can assess success in a future-focused way and as improvements relative to a degraded socio-ecological system. We suggest that upscaling requires addressing governance, legal and ethical challenges, investing in technological and educational capacity building, bolstering the practical science necessary for restoration, encouraging adoptable packages to ensure livelihoods of local stakeholders, and promoting investment opportunities for local actors and industry. Providing SER embraces this socio-ecological vision, it is ideally placed to aid the achievement of goals and remain globally relevant. SER needs to harness and coordinate three sources of potential energy (global political commitments, the green economy, and local community engagement) to rocket restoration into the Anthropocene. With principles that can embrace flexibility and context-dependency in minimum restoration standards, SER has the potential to guide socio-ecological restoration and help realize the ultimate goal of a sustainable Earth

Herbaceous native seed policies for restoration

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High-diversity sowing in establishment gaps: a promising new tool for enhancing grassland biodiversity

Halting the loss of grassland biodiversity and restoring degraded ecosystems are high priority tasks in the EU Biodiversity Strategy. Sowing low-diversity seed mixtures is widely used in grassland resto-ration because of its high predictability and fast, promising results. Generally, the sown perennial grass-es establish within a few years and form a dense sward, which effectively suppresses weeds. Unfortu-nately, these grasslands are often species-poor because the sown grasses hamper the colonisation of target grassland forbs. Our aim was to test a novel approach to increase the diversity of species-poor grasslands. We selected eight 8-year-old grasslands restored by low-diversity seed sowing where we created 32 establishment gaps by breaking up the grass sward and sowing a high-diversity seed mixture (35 native species). Altogether, we established three grazed gaps (1 m × 1 m, 2 m × 2 m and 4 m × 4 m) and one fenced gap (4 m × 4 m) per site and monitored the presence and abundance of sown and non-sown species within a time frame of two years. We asked the following questions: (1) Which target species establish most successfully? (2) What is the effect of establishment gap size on the establish-ment success of target species and weeds? (3) What is the effect of management (grazed versus not managed) on the species composition of the establishment gaps? Our results showed that by creating establishment gaps and sowing diverse seed mixtures, we were able to overcome microsite and propa-gule limitation, successfully introducing target species into the species-poor grasslands. We found that all sown species established in the gaps, and the majority of the species maintained or even increased their first-year cover in the second year. Smaller gaps were characterised by lower cover of sown spe-cies and a quite stochastic development compared to the larger ones. Weed cover was moderate in the first year and decreased significantly in the second year, regardless of gap size. Therefore, in restoration practice, the use of larger establishment gaps is recommended. We found that the cover of sown species and weeds were similar in the grazed and unmanaged gaps during our study. However, management by extensive grazing might be crucial in the long-term because livestock can disperse target species propagules and create microsites. Our study shows that establishment gaps can serve as biodiversity hotspots. Further studies need to clarify to what extent they can improve the restoration success across the entire grassland

Alkaline residues and the environment: A review of impacts, management practices and opportunities

Around two billion tonnes of alkaline residues are produced globally each year by industries such as steel production, alumina refining and coal-fired power generation, with a total production estimate of 90 billion tonnes since industrialization. These wastes are frequently stored in waste piles or landfills, and can be an environmental hazard if allowed to generate dust, or if rainwater infiltrates the waste. This review will focus on the environmental impacts associated with alkaline residues, with emphasis on the leachates produced by rainwater ingress. Many alkaline industrial wastes can produce leachates that are enriched with trace metals that form oxyanions (e.g. As, Cr, Mo, Se, V), which can be very mobile in alkaline water. The management options for the residues and their leachates are also discussed, distinguishing active and passive treatment options. Potential reuses of these materials, in construction materials, as agricultural amendments, and in environmental applications are identified. The mechanisms of carbon sequestration by alkaline residues are assessed, and the potential for enhancing its rate as a climate change off-setting measure for the industry is evaluated. The potential for recovery of metals critical to e-technologies, such as vanadium, cobalt, lithium and rare earths, from alkaline residues is considered. Finally research needs are identified, including the need to better understand the biogeochemistry of highly alkaline systems in order to develop predictable passive remediation and metal recovery technologies