The occurence of acidophile/calcifuge plant species in semi-arid calcareous grasslands

Abstract

Die abweichende Vegetationszusammensetzung von Standorten alkalischer, kalkreicher und saurer, kalkarmer Böden ist Gegenstand einer der ältesten, dennoch bis heute nicht abschließend geklärten kausalökologischen Fragestellung. Eingebunden in umfassende aut- und synökologische Betrachtungen des Calcicolen/Calcifugen-Komplexes, werden in dieser Arbeit die Gründe für den Ausschluss acidophiler/calcifuger Pflanzen von basischen, kalkreichen Böden auf Grundlage vergleichender vegetations- und bodenkundlicher Untersuchungen zweier Subassozationen der in Mitteleuropa verbreiteten Kalk-Halbtrockenrasen des Gentiano-Koelerietum behandelt. Während in der typischen Subassoziation vor allem Basiphile/Calcicole miteinander vergesellschaftet sind, wachsen im Gentiano-Koelerietum danthonietosum auch Taxa mit acidophilen/calcifugen Eigenschaften. Zu diesen gehört beispielsweise Calluna vulgaris. Unter primär mineralstoffökologischen Gesichtspunkten wurden an insgesamt sechs Kalk-Halbtrockenrasen, die unmittelbar benachbart und damit unter gleichen geologisch-geographischen Bedingungen Bestände beider Subassoziationen aufweisen, verschiedenste physiko- und chemoedaphische Untersuchungen durchgeführt. In der Mitte Deutschlands über Calcit des Oberen Muschelkalks bzw. Dolomit des Zechsteins gelegen, finden sich an den meisten der Untersuchungsstandorte flachgründige Rendzinen mit deutlich basischen pH-Werten im Ah-Horizont. Für die bodenchemische Charakterisierung der Subassoziationen kamen neben etablierten verschiedene neu entwickelte Extraktionsverfahren zum Einsatz. Deren räumliche bzw. chemische Selektivitäten erlauben eine gezielte Betrachtung solcher Fraktionen, die für die Mineralstoffernährung und die potenzielle Intoxikation der Pflanzen von besonderem Interesse sind. Angesichts ihrer umstrittenen Bedeutung als primär das Wachstum in alkalischen, basenreichen Böden limitierende Faktoren standen die Fe- und P-Verfügbarkeiten im Mittelpunkt dieser Untersuchungen. Keimungs- und Wachstumsexperimente an ausgewählten Acidophilen/Calcifugen und Basiphilen/Calcicolen ergänzten die standortökologischen Analysen. In die Diskussion der experimentellen Arbeiten werden zudem palaeogeographische und evolutionsbiologische Aspekte sowie die Bedeutung mikrobieller Symbiosen für die Vegetationsdifferenzierung einbezogen. Unter Berücksichtigung der für gewöhnlich divergierenden Fe-Effizienzen von Vertretern der acidophilen/calcifugen und basiphilen/calcicolen Verbreitungs- und Konstitutionsgruppen stimmen die Ergebnisse der bodenkundlichen Analysen mit der Hypothese einer unzureichenden Fe-Versorgung acidophiler/calcifuger Taxa an Standorten alkalischer, kalkreicher und trockener Böden überein. Hingegen konnten keine Hinweise auf eine Beziehung zwischen der P-Löslichkeit und dem Auftreten acidophiler/calcifuger Pflanzen in Kalk-Halbtrockenrasen gefunden werden. Da bisher standortspezifische P- und N-Effizienzen der in gleicher Weise oligotrophen Acidophilen/Calcifugen und Basiphilen/Calcicolen nicht ausreichend belegt sind, muss davon ausgegangen werden, dass die Versorgung der Pflanzen mit diesen Nährstoffen für die Vegetationsdifferenzierung des Gentiano-Koelerietum und den Ausschluss acidophiler/calcifuger Taxa von alkalischen, basenreichen Standorten allenfalls eine untergeordnete, in! direkte Rolle spielt