SMP Bio at Universität Augsburg

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Vegetationskartierung nach Josias Braun-Blanquet

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Phänologie

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Bioindikation

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aktives Biomonitoring

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Passives Biomonitoring

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Warum eignen sich Flechten als Bioindikatoren?

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Geländevorgehen bei der Bestimmung von Flechten

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Palynologie

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Warum sind Pollen so robust?

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Wie kommt es zum Pollendiagramm?

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Makrorestanalyse

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SMP Bio

Vegetationskartierung nach Josias Braun-Blanquet

1. Auswahl nach homogenen Stichproben

2. Bestimmung der aufzunehmenden Fläche 

Aufnahmeboden ( Höhe über NHN, Hangneigung, Textur, Schätzung der Deckung der Schichten)

4. Bestimmung der Artmächtigkeit, Soziabilität, Vitalität, Fertilität mithilfe Schätzskalen

5. Differentialtabelle

6. Erstellen einer Vegetationskarte auf Ebene der Assoziationen

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Phänologie

Beschreibt die verschiedenen Triebstadien einer Pflanze, zB des Blattaustreib einer Buche

Einfluss der Witterung auf Tier und Pflanzenarten -> zeitliche Streuung -> Phänologischer Kalender

Beispiele für phänologische Phasen:

  • Beginn der Blattentfaltung
  • Beginn der Blüte
  • Vollblüte
  • Fruchtreife

Bsp. Weinrebe und Eiche

zB: Vorverlegung typischer Frühlingsereignisse bei Pflanzen und Tieren auf der NHK in Tage pro Jahrzehnt aufgrund des Klimawandels

SMP Bio

Bioindikation

Organismen als Bioindikatoren/Bioindikationstypen

  • Akkumulationsorganismen -> Bioindikation durch Akkumulation (zB Grünkohl auf PAK)
    1. Pflanzen, die einen Schadstoff aufnehmen können
  • Reaktionsorganismen -> Bioindikation durch Reaktion (zB Tabak auf Ozon am Boden)
    1. Zeigen Schadstoffbelastungen durch eindeutige Zustandsänderungen
  • Monitoringorganismen
  1. Abschätzung von Lebensraumgüte mittels Zeigerorganismen
  2. Zur Abschätzung von Schadstoffen in der Umwelt
  3. Mittels natürlich vorkommender Zeigerorganismen (zB Flechten für Luftgüte, Moose für Blei, Quecksilber)
  4. Mithilfe von Leitarten (zB Fließwasserbelastung)

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aktives Biomonitoring

  • Aktives ausbringen und Auswerten von Indikatororganismen in Kontext konkreter Fragestellungen
  • indifferente Artengruppe lässt sich nicht einem Gewässerzustand zuordnen
  • zB Grünkohlexposition am Flugplatz zur Schadstoffmessung
    1. Ziel: Erfassung der Immissionsbelastung an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit
    2. Untersuchung auf PAK; PCB; PCDD; PCDF
    3. Ergebnisse lassen eine Bewertung der Gefährdung von Menschen und Tieren infolge atmosphärischer Stoffeinträge zu.

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Passives Biomonitoring

Erfassung und Auswertung von Umweltbelastungen anhand der An- und Abwesenheit bzw. Schädigung potentiell natürlich vorkommender Organismen

  • Flechten als passive Bioindikatoren für Luftverschmutzung
  • Sie zeigen: SO2, HF, Ozon und Schwermetalle
  • Sernander (1926): Flechtenwüste, Kampfzone und Normalzone
  • Dramatischer Anstieg der SO2 Belastungen seit 60er Jahren
  • Flechten sind poikilohydre (=wechselfeucht) Pflanzen und nehmen Wasser sowie Nährstoffe aus der Atmosphäre auf
  • Flechten: bestehen aus Algen, Pilzen und Cyanobakterien

SMP Bio

Warum eignen sich Flechten als Bioindikatoren?

  • Keine Cuticula
  • Keine Spaltöffnung
  • Langsamer Wachstum
  • Stoffwechselaktivität bei niedrigen Temperaturen

SMP Bio

Geländevorgehen bei der Bestimmung von Flechten

  • Messgitter zur Erfassung der Flechtenfrequenz in 1,50 m Höhe
  • Notierung der Frequenz aller Arten in den Gitterfeldern (getrennt nach nitropytischen und restlichen Arten)
  • Errechnung von Flechtendiversitätswerten der Nitrophyten und übrigen Arten für jeden Baum (-> jeder Baum ist also durch 2 Werte charak.)
  • Mittelung der Diversitätswerte pro Quadranten
    1. Hoher FDWN = hohe Stickstoffbelastung
    2. Hoher FDWÜ = gute Luftsituation
  • Mittelwerte in Diagramm eintragen (auf Abszisse FDWN-Wert und auf Ordinate FDWÜ-Wert) -> Verschneidung der beiden Indizes in Form des sog. Luftgüteindex
  • Problem: Artenzahl und Menge der Flechten abhängig von der Luftfeuchte eines Gebietes
  • Erfassung von Veränderungen durch Wiederholungskartierungen

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Palynologie

= Zentrale Methode zur Erfassung der Umweltverhältnisse und -dynamik von Vegetation, Klima, Boden, Hydrologie und Mensch.

Wissenschaft der Pollen- und Sporenanalyse 

Lenard von Post hat das Pollendiagramm erfunden

SMP Bio

Warum sind Pollen so robust?

  • Zellinneren
  • Innere Zellwand (Intine), besteht aus Cellulose
  • Äußere Zellwand (Exine), die aus Sporopollenin besteht
  • Sporopollenin wird von O2 angegriffen, aber ist gegen Laugen und Säuren resistent.
  • Die Pollenanalyse basiert auf der guten Erhaltungsfähigkeit der äußeren Zellwand des Pollen. Jede Pollenart ist unterschiedlich und somit mit dem Mikroskop gut erkennbar. Die Oberflächenstruktur kann unterscheiden werden (glatt/rau)

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Wie kommt es zum Pollendiagramm?

  • Pollen landen in Moore und Seen, diese sind Umweltarchive
  • Schneiden des Bohrkerns und Extrahierung von 1-5cm3 Torf aus allen Untersuchungshorizonten
  • Lösung von Calciumkarbonat durch heiße 10%ige Salzsäure
  • Aussonderung der Makroreste zur späteren Makrorestanalyse
  • Eliminierung von Huminsäuren durch Zugabe von Kalilauge (KOH) oder Natronlauge (NaOH)
  • Entfernung von Zellulose durch Azetolyse
  • Abtrennung der Silikate durch 40%ige Flussäure (HF)
  • Aussonderung weiteren Sedimentmaterials durch Sieben oder Trennung durch Ultraschall im Wasserbad
  • Probe im Mikroskop untersuchen und in einem Zählbogen notieren
  • Pollendiagramm entsteht

 

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Makrorestanalyse

Aus Schlämmen

  • Verkohlt (originaltreue Erhaltung in fester Form)
  • Mineralisiert (Versteinerung)
  • Metallinkrustiert (bei Pflanzenresten)

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Kennzeichen des Lebens

  • Stoffliche Zusammensetzung
  • Ernährung und Stoffwechsel
  • Vermehrung
  • Vererbung
  • Evolution
  • Fortpflanzung
  • Wachstum und Entwicklung
  • Bewegung
  • Reizaufnahme und -beantwortung

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