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There have been many studies involving the use of hemispherical photographs to indirectly estimate canopy structures and forest light environments. A variety of commercial and free software packages are available for the analysis of hemispherical photographs. The costs of investment might represent an advantage of the free programmes over the commercial, but as yet little has been documented about the differences in their outputs and in the technical applications from a user (ecologist and forester) perspective. The objective of the study was to compare the canopy structure variables (canopy openness and effective plant area index) and solar radiation transmission estimates (direct, diffuse and global solar radiation transmittances) from digital hemispherical photographs taken under two forest canopy conditions (gap and closed canopy) in three different broadleaf forest regions (Chile, Germany, Venezuela) and calculated using four different programmes. The hemispherical photographs were analysed using one commercial (HemiView) and three free programmes (Gap Light Analyzer, hemIMAGE and Winphot). The results obtained revealed that all of the programmes computed similar estimates of both canopy structures and below-canopy solar radiation. Only the results relating to the effective plant area index with an ellipsoidal leaf angle distribution made with HemiView and Winphot deviated significantly. Other user aspects are also discussed, such as costs, image formats, computer system requirements, etc., In vielen Studien werden Hemisphärenphotos genutzt um indirekt die Kronenstruktur und die Belichtungsverhältnisse zu schätzen. Verschiedene kommerzielle und kostenfreie Softwarepakete sind zu Analyse von Hemisphärenphotos verfügbar. Es gibt bisher keine umfassende Vergleichsstudie zu Ergebnissen oder technischer Handhabung aus Sicht der Nutzer dieser Programme (Ökologen und Forstwissenschaftler). Das Ziel dieser Studie war der Vergleich der Schätzungen von Kronenstrukturvariablen (Kronenöffnung und effektiver Pflanzenflächenindex) Solartransmission (direkte, diffuse und Global-Strahlung) aus digitalen Hemisphärenphotos berechnet mit vier verschiedenen Programmen (kostenpflichtig: Hemi- View und frei: Gap Light Analyzer, hemIMAGE and Winphot). Die verwendeten Photos stammen aus drei verschiedenen Laubwaldregionen (Chile, Deutschland und Venezuela) und repräsentieren jeweils Verhältnisse unter geschlossenem Kronendach und in Lücken. Die ermittelten Schätzungen für die verschiedenen Strukturvariablen und Einstrahlungsverhältnisse zeigten eine sehr hohe Übereinstimmung. Einzig der effektive Pflanzenflächenindex basierend auf ellipsoider Blattwinkelverteilung unterschied sich signifikant zwischen den Programmen. Weitere für Nutzer interessante Aspekte wie Kosten, Bildformate, Systemvoraussetzungen und mehr wurden verglichen und diskutiert.

Naturalness is one of the most important criteria in nature conservation. This paper examines the fundamental concepts underlying the definition and assessment of naturalness. Its role in nature conservation and forest management under conditions of global change is also discussed. The degree of naturalness may be defined in ordinal classes. The “static” concept of the potential natural vegetation (pnV), developed in the 1950ies, is mostly used as the reference state. In other cases, its reversed concept, the hemeroby (degree of articifiality) is assessed, based on the intensity and frequency of human impacts. Since the 1970ies, more attention has been given to natural dynamics than in earlier approaches, e.g. in forest succession models. At the end of the 1980ies, the previous importance was increasingly stressed of natural browsing by large herbivores and the role of predators. These large herbivors are extinct today in most cultural European landscapes. It is assumed, that they open up the canopy, and create park-like forest structures which contain a diversity of habitats for other types of organism (birds, insects). Changed and permanently changing environments and altering patterns of competition between species continue to modify natural processes today. Some of the more conspicuous effects are the extinction of native species and immigration of species to new regions. Long-lived ecosystems like forests are however not able to adapt quickly to such changes and may be unable to find a new balance with the environment. Today, such changes occur very rapidly, and are reducing the original naturalness of ecosystems. Because of this, the criterion “naturalness” must be downweighted. Conversely, more importance should be attached to other criteria: particularly originality (= original naturalness) and restorability. Forestry is contributing to this accelerated change of biocoenoses by increasing disturbances and introducing exotic tree species. Naturalisation of so, Naturnähe ist eines des wichtigsten Bewertungskritierien im Naturschutz. Die vorliegende Arbeit untersucht die den gängigen Naturnähe-Konzepten zugrundeliegenden Definitionen und Bewertungsmaßstäbe. Auch wird die Rolle von Naturnähe für Naturschutz und Waldbewirtschaftung im „Globalen Landschaftswandel“ diskutiert. Die Einteilung von Naturnähe erfolgt in graduellen Abstufungen. Zumeist wird dazu das “statische” in den 1950 er Jahren entwickelte Konzept der Potenziellen natürlichen Vegetation Vegetation (pnV) verwendet. In anderen Fällen wird die zur Naturähe gegenläufige Hemerobie (Grad des Nutzungseinflusses) herangezogen. Seit den 1970er Jahren wurden verstärkt Aspekte der natürlichen Dyanmik berücksichtigt, z.B. sogenannte „Phasenmodelle“. Ende der 1980er Jahre wurde die ehemalige Bedeutung der Megafauna (große Pflanzenfresser und Prädatoren) hervorgehoben, die heute in den europäischen Kulturlandschaften weitgehend ausgestorben sind. Es wird vermutet, dass Megaherbivoren einst in der Lage waren, den Wald aufzulichten und teilweise parkartige Strukturen mit einer großen Habitatvielfalt für andere Tierartengruppen (Vögel, Insekten) zu schaffen. Veränderte und sich permanent ändernde Umweltbedingungen und sich wandelnde Konkurrenzmuster zwischen den Arten führen auch heute zu sich laufend ändernden Naturprozessen. Einige der auffälligsten Effekte sind das Aussterben heimischer Arten und die Einwanderung von „fremden“ Arten in neue Regionen. Langlebige Ökosysteme wie die Wälder sind nicht in der Lage, rasch ein neues Gleichgewicht mit den Umweltbedingungen zu finden, ihre Umstellung dauert viele Jahrzehnte. Heute finden Veränderungen von Standortsbedingungen sowie die Einwanderung von Tier- und Pflanzenarten sehr rasch statt. Diese Prozesse reduzieren die frühere Naturnähe („Ursprünglichkeit“) der Ökosysteme. Deshalb ist bei naturschutzfachlichen Bewertungen das Kriterium „Naturnähe“ aus heutiger Sicht tendenziell geringer zu wichten. Umgekehrt sollte anderen Aspekt

Auswertungen von Untersuchungen über frühere Waldnutzungen sowie Waldweide legen nahe, dass die Verjüngung der mitteleuropäischen laubabwerfenden Eichenarten Stieleiche (Quercus robur L.) und Traubeneiche (Quercus petraea Liebl.) ein episodischer Prozess ist, mit oft langen Phasen ausbleibender Verjüngung im Wechsel mit Phasen der erfolgreichen Etablierung einer neuen Generation. Eine Vielzahl von Faktoren wirkt sich auf die Verjüngung der Eichen aus. Als besonders bedeutsam werden genannt die Lichtversorgung; Prädation der Eicheln insbesondere durch Mäuse, Wildschweine und andere Tiere; Verbiss durch Wildtiere und Weidetiere; Befall der Blätter durch Mehltau (Microsphaera alphitoides); Konkurrenz durch die Bodenvegetation; Spätfrost; sowie der Wasserhaushalt des Standorts. All diese Faktoren wirken in einem komplexen Wechselspiel zusammen. Zur Ansamung und erfolgreichen Etablierung der Eichen im Wald sind eine Auflichtung des Kronendachs sowie eine niedrigwüchsige Bodenvegetation notwendig. Letztere können beispielsweise durch Beweidung erreicht werden. Verbiss wird bei guter Lichtversorgung durch die Jungeichen gut vertragen, es bilden sich bonsai-artige Krüppelbäumchen mit tiefreichendem Wurzelwerk heraus. Ein Höhenwachstum setzt jedoch erst dann ein, wenn der Weidedruck reduziert wird. Dies kann durch zeitliche oder räumliche Schwankungen des Verbissdrucks erreicht werden (Weideruhe). Die laubabwerfende Stiel- und Traubeneiche muss daher als Intermediärtyp zwischen Pionierbaumart und „stresstolerator“ sensu GRIME et al. (1978) eingestuft werden. In vielen Kulturlandschaften finden sich Bedingungen zur erfolgreichen natürlichen Eichenetablierung, also ohne unterstützende waldbauliche Maßnahmen, heute nur mehr an linienförmigen saum- und mantelartigen Randstrukturen von Wäldern, in Hecken und Gebüschen – dort trotz des Vorhandenseins von Wild. Naturschutzfachliche Gründe und zu erwartende Klimaänderungen legen jedoch eine stärkere Beachtung und Förderung der Eiche, Studies of historic forest uses and wood pastures allow the conclusion, that the regeneration of the central European deciduous oak species Pedunculate oak (Quercus robur) and Sessile oak (Quercus petraea) is an episodic process. It must be assumed, that long-lasting phases without successful regeneration of young oaks change with phases of successful establishment of a new oak generation. A number of factors is influencing the regeneration of oaks. The literature mentions light supply; predation of acorns by rodents, wild pigs and other acorn eating animals; browsing pressure by wild and domestic animals; infection of leaves with the mildew fungus Microsphaera alphitoides; competition with ground vegetation; late frost; and water supply. All these factors are interrelated in a complex way. It seems, that germination and successful establishment of these oaks depend from an open canopy and a low ground vegetation. In cultural landscapes, the last can be facilitated through wood pasture. Browsing is tolerated by the young oaks, when light supply is high. Under browsing pressure, oaks on open sites are able to survive, forming “bonsai-like” dwarfed deeply rooting treelets. However, height growth only can start after the end of grazing. This can be achieved by temporal and spatial fluctuations of browsing pressure. In terms of their life form strategy, Quercus robur and Q. petraea can be classified as stress-tolerating pioneers. In many cultural landscapes today, optimal sites for a successful natural establishment of oaks, i.e., without silvicultural supporting measures, can be found only along forest edges, in hedges and shrubland, even under presence of browsing wildlife. Today, arguments of nature conservation and climate change recommend an increased effort to facilitate oak regeneration. For that, periods of grazing changing with periods of succession can be a successful approach, which was well known in the past, but is nearly forgotten today.

In den Bergdörfern des Motzenlandes im Westgebirge Rumäniens haben sich bis heute traditionelle Landnutzungen, Landschaftsstrukturen und Biozönosen erhalten. Die Bevölkerung lebt von der Holzverarbeitung, der Viehzucht und Grünlandwirtschaft. Handwerk und (Tausch-)Handel mit Holzbottichen sowie neuerdings der Verkauf von Bauholz kommen hinzu. Gärten und kleine Äckerchen dienen der Eigenversorgung. Aufgrund des montanen Klimas spielen sie eine untergeordnete Rolle. Angebaut werden vor allem Hackfrüchte wie Kartoffeln und Weißkraut, selten auch Halmfrüchte wie Hafer (für die Pferde) und Roggen zur Gewinnung von Stroh als Zusatz für das Winterfutter. Bis heute wird Feldgraswirtschaft in Form der Egartenwirtschaft mit einem Wechsel von Ackerbau- und Grünlandphasen betrieben. Nach einigen Jahren des Ackerbaus findet auf einigen Äckern ein Nutzungswechsel hin zum Grünland statt. Im ersten Jahr nach der Ackernutzung herrschen einjährige Ackerunkrautarten noch vor. Sie werden abgelöst von mehrjährigen Rhizom-Unkräutern. Diese können sich jedoch nicht vollständig durchsetzen. Das Wechselgrünland wird bereits im ersten Jahr nach der Ackernutzung zur Heugewinnung gemäht. Dadurch werden die Unkrautarten zurückgedrängt; die Wiesenvegetation regeneriert sich bemerkenswert schnell. Schon nach etwa drei bis vier Jahren können auf den ehemaligen Ackerstandorten mesotraphente, relativ naturnahe Frischwiesen entstehen, deren Artenzusammensetzung dem langjährigen Dauergrünland floristisch ähnelt., Traditional land uses, landscape structures and biocoenoses have been maintained up until the present in the mountain villages of the Motsi region of the Apuseni Mountains of Romania. The people of this area live mainly from wood processing, animal husbandry and grassland cultivation. Craftswork and bartering with wooden vessels contribute to their life base. Gardens and small fields provide for private consumption, but are of minor economic importance due to the cool climate. Cultivated crops include potatoes and cabbage, rarely also cereals such as oats (grain for the horses), and rye (production of straw as component of animal fodder during the winter). Very recently, sale of timber became the main source of cash income. Alternate husbandry continues to be practised as one component of subsistence production. Small fields are cultivated for crops for several years (some also permanently), followed by a conversion to grassland. In the first year, annual weeds predominate. In the second year, they are replaced by perennial, ruderal, rhizomatous plants. The period of their dominance is limited, because the “fallow” fields are mowed already in the first year. Mowing suppresses the weeds and leads to the rapid restoration of semi-natural grassland vegetation. Already after about three to four years, mesotrophic grassland has developed. The species composition is similar to permanent grassland on equivalent sites (Centaurea pseudophrygia-Polygono-Trisetion-community). During the grassland phase, the weeds and ruderal plants are completely suppressed, and after several years, the meadow may again be used for agriculture.

Erlenbruchwälder sind eine der am meisten gefährdeten Waldgesellschaften in Mitteleuropa. Ihre Zerstörung ist besonders auf sinkende Grundwasserstände zurückzuführen. Im Rahmen der Unter­suchung wurde der aktuelle Zustand der Zerstörung dieser Biotope beleuchtet. Vegetation, Boden und strukturelle Parameter der noch verbliebenen Erlenbruchwälder wurden untersucht. Eine Kombination dieser Parameter ergibt ein Schema von fünf Degradationsstufen. Die Untersuchung zeigt, daß die Zer­störung der verbleibenden Erlenbruchwälder bereits weit fortgeschritten ist., Alder (Alnus glutinosa) swamp forests belong to the most endangered forest communities in Cen­tral Europe. Their destruction is mainly caused by declining ground-water levels. The present status of destruction of these ecosystems in the upper Rhine valley was assessed. Vegetation, soil and structural parameters of the remaining alder swampland in the study area were recorded. A combination of these parameters resulted in a scheme of five degradation classes. The study shows that alder swamp forests of the upper Rhine valley are tremendously destroyed.

von Albert Reif und Rainer Lösch, Würzburg

Die Ökologie der Verschiedenblättrigen Distel (Cirsium helenioides) wird in drei Teilen dargestellt: Der erste Teil behandelt die Synsystematik und Synökologie; im zweiten Teil stehen Fragen zur Autökologie und zur Heterophyllie im Vordergrund; der abschließende dritte Teil behandelt die Phytophagenkomplexe der Distelköpfe. Der erste Teil dieser Arbeit behandelt allgemeine Morphologie, Phänologie, Vergesellschaftung und Ökologie von Cirsium helenioides und charakterisiert das Untersuchungsgebiet. Die Verschiedenblättrige Kratzdistel findet sich im östlichen Oberfranken vorzugsweise in mehr oder weniger stark anthropogen beeinflußten Grünlandgesellschaften der montanen Stufe. Cirsium helenioides konnte in insgesamt 11 verschiedenen Pflanzengesellschaften angetroffen werden. Der Schwerpunkt des Vorkommens lag hierbei im Bereich der Bergwiesen zwischen 550 und 650 m, also vor allem im Geranio-Trisetetum, jedoch auch im Calthion sowie einer "Poa-Trisetum-Gesellschaft". In den Hochlagen kommt die Verschiedenblättrige Distel vor allem in Magerwiesen und Borstgrasrasen vor. Ein dem Calthion zuzurechnendes "Polygono-Cirsietum heterophylli" kann somit aufgrund der mangelnden Gesellschaftstreue der Art für Oberfranken nicht ausgeschieden werden. Jedoch kann die Art zur geographischen Differenzierung verschiedener Pflanzengesellschaften herangezogen werden. Mit Hilfe der Zeigerwerte einzelner Arten und durchschnittlicher Werte der Aufnahmen und Gesellschaften wurden die Standorte hinsichtlich Licht, Temperatur, Kontinentalität, Bodenfeuchte, Reaktion und Stickstoff untersucht. Demnach ist Cirsium helenioides am häufigsten auf frischen bis feuchten, mäßigsauren bis sauren, mäßig stickstoffreichen Standorten anzutreffen. Eine vergleichende Betrachtung der untersuchten Standorte von Cirsium helenioides zeigt folgende auffallenden Merkmale: (1) Cirsium helenioides bevorzugt die relativ spät gemähten Wiesen, z.B. aufgrund der extensiven Bewirtschaftung oder eines kühlen Montanklima, The ecology of the Melancholy Thistle (Cirsium helenioides, Asteraceae) is presented in a series of three papers: Phytosociology and synecology (REIF and WEISKOPF, part 1); autecology and heterophylly (WEISKOPF, ROMSTÖCK, REIF and SCHULZE, part 2); herbivores of the thistle heads (ROMSTÖCK, part 3). This first paper describes morphology, phenology, distribution, phytosociology and ecology of Cirsium helenioides. The areas studied are in the Fichtelgebirge and Frankenwald, Oberfranken, south-east Germany. In this area, the thistle occurs in grassland communities of the montane belt. Cirsium helenioides was found in 11 different plant communities above c. 550 m. Between 550 and 650 m, it was found most frequently in more nutrient-rich meadows, mainly in Geranio-Trisetetum, less frequently in Calthion-communities and in a "Poa-Trisetum-community". At higher altitudes, above c. 650 m, less nutrient-rich communities are more frequent; the thistle frequently was found also in these. Because of low fidelity, an association "Polygono-Cirsietum heterophylli" (Calthion) cannot be established, at least in Oberfranken. But, this species may be used for geographical differentiation. Important site factors of the different plant communities with Cirsium helenioides were compared, using the indicator values (ELLENBERG 1974) of all species. The accompanying species indicate that Melancholy Thistle is most frequent on moist, moderately acid to acid, moderately nitrogen-rich soils. A comparison of all sites of Cirsium helenioides indicates that Cirsium helenioides is most frequent (1) in meadows, which are mowed relatively late, e.g., because of extensive agriculture or cool climate; (2) in fallow meadows which were used until recently. On such sites, the thistle occurs sometimes in large patches; with time, tall herbs like Polygonum bistorta, Chaerophyllum hirsutum and Filipendula ulmaria eventually become more and more competitive on moist sites and replace the thistle and other sp

Die Verschiedenblättrigkeit bei Cirsium helenioides ist deutlich abhängig vom Nährstoffgehalt des Standorts: Bei guter Nährstoffversorgung, die eng mit dem pH-Wert gekoppelt ist, werden vermehrt Sprosse mit fiederspaltigen Blättern angelegt. Ein enger Zusammenhang besteht außerdem zwischen der Wuchshöhe und der reproduktiven Aktivität der Distel einerseits und der Stickstoffversorgung andererseits. Dieser maßgebliche Einfluss der Nährstoffversorgung auf die Phänologie von Cirsium helenioides bestätigte sich auch bei der Analyse des N-Speichergehalts in Rhizomen und Grobwurzeln sowie bei der Auswertung von Düngeversuchen: An Standorten, an denen die N-Speicherkapazität der Rhizome und Grobwurzeln bezogen auf das Trockengewicht am höchsten war, wurden mehr höherwüchsige, zahlreiche Blütenköpfe ausbildende, fiederspaltige Sprosse entwickelt, als an Standorten, an denen weniger Stickstoff gespeichert werden konnte. Düngungsversuche an Beständen mit überwiegend ganzrandigen Sprossen führten bereits nach einem Jahr zu einer vermehrten Ausbildung fiederspaltiger Sprosse., In Oberfranken (southeast Germany), the leafshape of Melancholy Thistle (Cirsium helenioides) can be related to the nutrient supply of the different sites: On nutrient-rich sites, the proportion of shoots with pinnatified leaves is relatively high, whereas, on nutrient-poor sites only shoots with entire leaves occur. There is a good correlation between size of shoots and number of flower heads with the nutrient supply of the sites. This dominant influence of nutrient supply governing the heterophylly and phenology of the thistle could also be shown (1) by analysing the nitrogen content of rhizoms and large roots; and (2) in fertilizing experiments: Shoots from more fertile sites had relatively high nitrogen content in rhizomes and roots, and were correlated with an increase of height and with more flowerheads and pinnatified leaves, compared to poorer sites. Fertilization experiments of populations with 100 percent entire leaves resulted in a high proportion of pinnatified leaves after one year.