Einfluss der Bewirtschaftung von Pappel-Gesellschaften

In der Natur sind Arten nicht isoliert sondern leben in Gemeinschaften, die mit der unbelebten Umwelt interagieren und ein Ökosystem bilden. Menschliche Aktivitäten wie z.B. die Einführung exotischer arten, Flussbegradigungen oder Kahlschläge sind weit verbreitet und können die natürliche Zusammensetzung, Struktur, Funktion und damitz auch die weitere Entwicklung beeinflussen. Bäume sind "foundation species" von Waldgesellschaften, welche die Struktur des Ökosystems bilden und stabile Bedingungen für andere Arten bieten. Bäume haben zwei verschiedene Reproduktionsstategien entwickelt - die sexuelle und die asexuelle Vermehrung - um menschlichen oder natürlichen Störungen zu widerstehen. Die asexuelle Vermehrung erlaubt die sicher Kolonisierung neuer Habitate sowie die rasche Regeneration nach Störungen. Die Sexuelle Vermehrung kompensiert den durch asexuelle Vermehrungen und natürliche Selektion bedingten Verlust an genetischer Diversität. Hybridisierung ist ein weiteres Phänomen, das die intraspezifische genetische Diversität erhöht. Die Plastitzität der Vermehrungsstrategie, die Fähigkeit zur Hybridisierung sowie die engen Beziehungen zwischen den Arten innerhalb eines Ökosystems machen manche Baumarten hoch dynamisch. Dieses Projekt konzentriert sich auf Populus alba L. und P. alba Gesellschaften im Donautal. Die folgenden Charakteristika machen diese Arte zu einem idealen Studienobjekt für die Interaktionen zwischen menschlicher Aktivität, Hybridisierung und Vermehrungsstrategie: (1) P. alba steht unter zweifachen Selektionsdruck durch den Fluß und den Menschen, (2) P. alba besitzt beide Vermehrungsstrategien, (3) P. alba ist diözisch, (4) P. alba hybridisiert leicht und der natürliche Hybrid P. x canescens lebt sympatrisch mit P. alba, (5) P. alba hat vorteilhafte genetische Charakteristika, und (6) im Donautal kommen sowohl bewirtschaftete als auch unbewirtschaftete P. alba Gesellschaften vor. Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es die Struktur und Zusammensetzung (Artenvielfalt und genetische Diversität von P. alba) von drei bewirtschafteten und drei unbewirtschafteten P. alba Gesellschaften zu untersuchen und nach Trends in der Zusammensetzung, der Struktur und der Diversität innerhalb dieser Gesellschaften zu suchen. Dies wird die Abschätzung des Zustandes von P. alba innerhalb der Gesellschaften und die Beurteilung des menschlichen Einflusses erlauben. Das zweite Ziel dieser Studie ist es die Beziehung zwischen der genetischen Ausstattung von P. alba und P. x canescens und Umweltfaktoren zu untersuchen, um die ökologische Amplitude der beiden Arten abzuschätzen. Wir glauben, dass eine detaillierte Untersuchung von P.alba von der Population bis hin zur Waldgesellschaft mittels molekularer und nicht molekularer Methoden wichtige Einblicke in die Populations- und Gesellschaftsdynamik bietet, im Besonderen in Hinblick auf den Zusammenhang zwischen Störungen (Bewirtschaftung) sowie der Hybridisierung und verschiedenen Vermehrungsstrategien. Zusätzlich verfolgt diese Arbeit ein extrem wichtiges Thema der evolutionären Genetik: die Rolle der Hybridisierung bei der Besiedlung neuer Lebensräume.

Auwälder gehören zu den artenreichsten und produktivsten Lebensgemeinschaften Mitteleuropas. Der Großteil der ursprünglichen Auwälder Österreichs und der Slowakei wurden massiv durch Flussregulierungen, Wasserkraftwerke und Schutzdammbau verändert. Diese Maßnahmen verursachten oft nicht nur eine Grundwasserabsenkung, sondern auch eine gänzliche Trennung der Wälder von der Wasserdynamik (Überschwemmungen). Zusätzlich wurden schnellwüchsigere Energieholzbaumarten und Wertholzbaumarten eingebracht. Es ist hervorzuheben, dass abgesehen von wirtschaftlichen Verpflichtungen eine kulturelle Verpflichtung besteht, die Auwälder zu erhalten. Wie weit aber lassen sich diese Aufgaben in den stark umgeprägten Auwäldern verbinden? Und konkreter, welche Zukunft hat die Weißpappel in den bestehenden Donauauen? Hat sie in den heutigen Weißpappel-Auwäldern einen Höhenpunkt in ihrer Verbreitung erreicht, nach welchem mit einem Rückgang der Dominanz zu rechnen ist? Soll man diese Auwälder weiter bewirtschaften oder zum Schutze des Lebensraumes die Bewirtschaftung zu Gänze einstellen und die Auen unter Naturschutz stellen? Welche Überlebensstrategien und attraktive Eigenschaften besitzt diese Baumart, die ihr bei den heutigen Ansprüchen der Gesellschaft ein Überleben gewährleisten können? Um all dies zu beantworten, wurden drei bewirtschaftete und drei unbewirtschaftete Weißpappel Bestände der Donauauen detailliert mit unterschiedlichen molekularbiologischen und nicht molekularbiologischen Methoden untersucht. Unterstützend wurden fünf weitere Weißpappel Bestände stichprobenhaft analysiert.Die Weißpappel, eine Pionierart der Weichholzauen, vermehrt sich sowohl sexuell als auch asexuell mittels Wurzelsprossen. Im Laufe der natürlichen Sukzession wird diese durch andere Hartholz-Baumarten ersetzt. Dies belegen die pflanzensoziologischen Aufnahmen aller Bestände, wo die Weißpapeln nur in der oberen Baumschicht, nicht aber in der unteren Baumschicht und der Strauchschicht vorkamen. Das vollständige Fehlen von Weißpappel Keimlingen, trotz blühender männlicher und weiblicher Weißpappeln, sowie das auf die Krautschicht beschränkte Vorkommen der Wurzelsprosse deuten einerseits auf eine schwache Konkurrenzfähigkeit hin, andererseits auf eine starke Abhängigkeit von charakteristischen Standorten für die Samenkeimung. In der Pflanzenvielfalt gibt es zwischen den bewirtschafteten und nicht bewirtschafteten Beständen keine signifikanten Unterschiede. Alle Weißpappeln aus dem Altbestand stellen nur wenige genetische Varianten dar, sind demnach Klone und durch Auswachsen von Wurzelsprossen entstanden. Nach Kahlschlägen (in den bewirtschafteten Beständen), oder aufgrund anderer menschlicher Aktivitäten und der Hochwasserdynamik (in den nicht bewirtschafteten Beständen) hatten diese Wurzelsprosse freien Platz zum Wachsen. Es ist naheliegend, dass die Pappel, obwohl sie als eine dynamische Baumart präsentiert wird, in ihrer Dominanz in diesen Beständen einen Höhepunkt überschritten hat. Ohne die Hochwasserdynamik werden sich hier nur durch gezielte menschliche Eingriffe neue Pappelbestände aus Wurzelsprossen entwickeln können. Die Weißpappel ist wegen ihrer Krummwüchsigkeit und mäßigen Wuchsgeschwindigkeit eine holzwirtschaftlich wenig interessante Baumart. Dabei könnte ihr Weiterbestehen durch ihren natürlichen Hybriden, der Graupappel, gesichert werden, einem verlängerten genetischen Arm der Weißpappel. Beide teilen sich Standort und Vermehrungs- und Überlebensstrategien. Die untersuchten Graupappeln zeigen aber einen geraden Wuchs, welcher der Graupappel eine wirtschaftliche Anerkennung sichern könnte.