Trockenrasenverbund in der Region Hegau-Randen-Klettgau

Abstract

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Fragmentierung der Landschaft und dem an-haltenden Verlust an wertvollen Lebensräumen ist im Naturschutz seit den 1990er Jahren die Bedeutung der Vernetzung der Biotope stärker ins Bewusstsein gerückt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, auf regionaler Ebene die Notwendigkeit eines Verbundkonzep-tes von Trockenrasen zu untersuchen. Als Untersuchungsgebiet für die grenzüberschreiten-de Bearbeitung der Verbundfrage wurde ein ca. 900 km2 großes Gebiet ausgewählt, wel-ches Teile des Schweizer Juras umfasst und Richtung Nordwesten an die Ausläufer der Schwäbischen Alb anschließt.

Für die Quantifizierung des physischen Verbundes kamen in der vorliegenden Arbeit verschieden GIS-basierte Verfahren zum Einsatz. Der funktionale Verbund umfasst den über Arten stattfindenden Austausch zwischen den Flächen. Hierfür wurden zwei Zielarten ausgewählt: zum einen das relativ flugfreudige, in Metapopulatio-nen vorkommende Widderchen Zygaena carniolica. Zum anderen die nur über ein geringes Ausbreitungspotential verfügende und daher stark gefährdete Pflanzenart Pulsatilla vulgaris. Für die Bearbeitung von Zygaena carniolica wurden in einer geschichteten Stichprobe Trockenrasenflächen ausgewählt wurden. Für diese Flächen wurde mit einem logistischen Regressionsmodell die Bedeutung der Faktoren Habitatqualität, Flächengröße und Isolationsgrad für das Vorkommen von Zygaena carniolica ermittelt. Für die genetischen Untersuchungen an Pulsatilla vulgaris wurden von Populationen unterschiedlicher Populationsgröße und Isolationsgraden Proben genommen und mit der AFLP-Methode analysiert.

Mit der multivariaten Auswertung konnte gezeigt werden, dass die Habitatqualität die wichtigste Einflussgröße auf das Vorkommen von Zygaena carniolica ist, wobei die Larvalhabitate wichtiger sind als die Imaginalhabitate. Die Konnektivität ist der drittwich-tigste Faktor für das Vorkommen der Art. Die Habitatmodelle, welche Wanderungsdistan-zen von 750 m annehmen, lieferten für das Vorkommen von Zygaena carniolica die besten Erklärungen. Diese Distanz stimmt gut mit den aus der Literatur bekannten mittleren Flugdistanzen für die Art überein. Die Recherchen und Kartierungen zum Vorkommen von Pulsatilla vulgaris belegen einen dramatischen Rückgang der Art in der Region. Die genetischen Untersuchungen zeigen eine sehr einheitliche genetische Struktur von Pulsatilla vulgaris. Mit 85 % liegt der Großteil der genetischen Diversität innerhalb der Populationen. Die genetische Differen-zierung zwischen den Populationen ist schwach, aber signifikant ausgeprägt. Die Ergebnis-se zeigen, dass zwischen den Populationen von Pulsatilla vulgaris aktuell - wenn über-haupt - nur ein geringer genetischer Austausch stattfindet und die Populationen weitgehend isoliert sind.

Die Ergebnisse der Untersuchung belegen, dass aufgrund der vermutlich ausgeprägten Metapopulationsstrukturen von Zygaena carniolica für das längerfristige Überleben der Art der Schutz einzelner Flächen nicht ausreicht, sondern dass ein Verbund von Larval- und Imaginalhabitaten bereitzustellen ist. Die mit der 750-m-Distanz ermittelten und räumlich dargestellten Verbundräume liefern eine Planungsgrundlage für einen regionalen Verbund der Trockenrasen. Für Pulsatilla vulgaris dagegen konnte anhand der Analyse der genetischen Strukturen gezeigt werden, dass die Populationen als weitgehend isoliert betrachtet werden müssen. Für den Schutz von Pulsatilla vulgaris bedeutet dies, dass die noch vorhandenen, größeren Populationen vorrangig zu schützen sind, da aufgrund der biologisch-ökologischen Merkmale der Art eine Besiedlung neuer Standorte kaum stattfin-det. Die Bewahrung der Florenkonstanz an den Reliktstandorten ist prioritär. Die Ergebnis-se zu den Zielarten verdeutlichen die Notwendigkeit sowohl den räumlichen, als auch den zeitlichen Aspekt bei der Planung zu berücksichtigen. Die wichtigste Aufgabe für den Naturschutz besteht darin, die Habitatqualität der Flächen zu erhalten bzw. herzustellen. Hierfür ist eine extensive Flächennutzung entscheidend.

Middle Europe is a highly fragmented landscape with a long tradition of different hu-man land use. Until the 90ies of the last century most efforts in nature conservation were made on the protection of single habitats. Newer strategies consider the protection of habitat networks in order to mitigate the negative impact of fragmentation and to ensure the survival of populations. The study aimes to precise on a regional level the proposed dry habitat network. As target species Zygaena carniolica and Pulsatilla vulgaris were chosen. The study area covers around 900 square kilometres and is located in the southwestern part of Germany and the northwestern part of Switzerland. On a broad scale the study area links the French and Swiss Jura with the Swabian-Franconian Jura.

To get an overview of the distribution of Zygaena carniolica in the region in the first year a raster mapping was conducted. In the second year in a random stratified way plots were selected on which data for the habitat quality was collected. The sampling design makes it possible to compare areas of different habitat sizes and grades of isolation. The relation between adult occurrences and habitat parameters was analyzed with logistic regression method. For Pulsatilla vulgaris firstly all populations of were mapped whereby all grassland habitats were investigated while the populations on rocks were excluded from the research. From populations of different population sizes and from different landscape units and with a different grades of isolation samples of Pulsatilla vulgaris were collected and genetically analysed. For the genetic analysis the Amplification Fragmentation Length Polymorphism (AFLP) was used. Several GIS-based methods had been applied to calculate the isolation degrees of the dry habitat patches. A univariate logistic regression with the presence/absence data of Zygaena carniolica and the different connectivity indices showed which index explained best the occurrence of Zygaena carniolica.

In the multivariate logistic regression model the best explaining variables were those of the habitat quality. Models including the connectivity variable performed better than without the connectivity. The distance of 750 m around the dry grassland patches distance explains best the occurrence of Zygaena carniolica and is consistent with the dispersal distances of the species which is mentioned in the literature. Pulsatilla vulgaris has decreased in the region dramatically within the last 60 years. The genetic analysis shows that the largest part of the genetic variation was within the popula-tion and a relatively low differentiation between the populations. The genetic structure which was identified with this study - a high diverstiy within and a low differentiation between the populations - is typical for long-living plants with a mainliy out crossing breeding system and alow dispersal capacity.

Pulsatilla vulgaris and Zygaena carniolica are typical species for dry grassland and both are endangered and therefore good target species for the conservation of dry habitats. Due to its metapopulation structure Zygaena carniolica is a good target species for a regional habitat network. The calculated potential dry habitat network with a 750 m distance provides a base map for the dry habitat network planning. Sufficient larval and imaginal habitats have to be provided within this network in order to ensure the survival of species structured in metapopulations. Due to the biological-ecological characteristics of Pulsatilla vulgaris recolonization does hardly occur. Therefore the continuity of the ancient habitats is the most important factor for the survival of the populations of Pulsatilla vulgaris. An extensive landuse which maintains or immproves the habitat quality is one key factor for the survival of investigated species.