Kurz- und Langzeit-Feedback zwischen Vegetation und morphodynamischen Prozessen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Landbedeckung im Hochgebirge ist sehr dynamisch; Änderungen zeigen sich vor allem als Folge des Klima- und Landnutzungswandels, aber auch durch geomorphologische/fluviale Dynamiken. Ziel der ersten Projektphase 2019-2021 von SP7 (BIO) war es, folgende Aspekte zu ergründen (i) die Entwicklung der Pflanzengesellschaften in Gletschervorfeldern, wobei gestörte und ungestörte Bereiche verglichen werden sollten, (ii) die Reaktion von Vegetationsdeckung und Artenzahlen auf geomorphologische/fluviale Störungen und vice versa, (iii) die Änderung der Landschaftselemente entlang von Höhengradienten (insbesondere die Ausdehnung der Baumgrenze und der Zwergstrauchheiden). Die Untersuchungen sollten auf der Mikro- (Besiedelung), Meso- (Regeneration nach Störung) und auf der Makroskala (Landschaftseinheiten) erfolgen und dabei die Zeitscheiben 1850- 1920, 1920-1980, 1980-heute umfassen. Zusätzlich beinhaltet das Projekt auch die Suche nach Karten und Bildern in Archiven und die Definition von Landbedeckungsklassen, um Luftbilder und Fotos vergleichen und die Veränderungen interpretieren zu können. Die Geländearbeiten wurden, wie im Projektantrag geplant, in allen drei Untersuchungsgebieten durchgeführt: Martelltal, Kaunertal, Horlachtal/Grastal. Die Datenanalyse ist noch im Fluß, obwohl bereits Ergebnisse publiziert und auf nationalen/internationalen Fora präsentiert wurden. Infolge der Aufgabenkomplexität und der daraus resultierenden, vielfältigen Datenanalyse können hier nur einige vordergründige Ergebisse erwähnt werden. In den Gletschervorfeldern Fürkele- und Zufallferner im Martelltal beginnt die Besiedelung bereits ein Jahr nach Eisfreiwerdung. Die zunehmende Meereshöhe der eisfrei werdenden Gebiete behindert Besiedelungsgeschwindigkeit und Deckungszunahme. Geomorphologische Störungen bedingen eine Zurücksetzung der Flächen auf frühere Sukzessionsstadien mit geringerer Artenzahl und Deckung pro Fläche. Entlang der Höhengradienten von der Waldgrenze bis zur nivalen Stufe im Martell- und Kaunertal zeigten sich signifikante Änderungen der Vegetationsdeckung als Folge von Störungen. Wie erwartet, konnte für das Martelltal eine signifikante Korrelation zwischen organischer Substanz des Bodens, mikrobiellem Kohlenstoff, Ammonium, gelöstem Stickstoff/Kohlenstoff und der Vegetationsdeckung entlang des Höhengradienten festgestellt werden. Analysen und Interpretation für gestörte und ungestörte Flächen im Bereich von unterschiedlich alten Muren im Horlachtal/Grastal sind noch nicht abgeschlossen. Erste Ergebnisse aus dem Jahr 2020 zeigen, dass auf den jüngsten Muren (Abgänge 2018, 2019) eine beachtliche Anzahl an Arten vorhanden ist, aber die Deckung gleich Null blieb. Eine Analyse der funktionellen Merkmale soll die Strategie der besiedelnden Arten aufdecken. Um Luftbilder zu vergleichen und die Änderungen nach den Zeitscheiben zu erfassen, wurden 11 Landbedeckungsklassen definiert und templates für die Luftbilder der Jahre 1953 und 2003 im Kaunertal erstellt. Die templates 2003 sollen für die Automatisierung der Landbedeckungskarten verwendet werden. Für die Gletschervorfelder im Martelltal wurde eine neue Methode für die Modellierung der Vegetationsdeckung verwendet und publiziert, wobei der Satelliten-generierte Vegetationsindex NDVI (= Normalized Difference Vegetation Index) für das Jahr 2019 mit den in-situ Vegetationsaufnahmen 2019 korreliert wurde. Es zeigte sich eine signifikante Korrelation mit nur 2 Ausreißern (hohe Abundanz von nicht-grünen Flechten und Moosen). Mit diesem Modell konnte die Vegetationsdeckung seit 1986 bis heute modelliert und die Ausdehnung der Sukzessionsstadien berechnet werden. Letztendlich bleibt die Herausforderung, alle relevanten Informationen aus den umfangreichen Geländedaten, die in SP7 gesammelt worden sind, herauszufiltern, um Aussagen über Zusammenhänge und Folgewirkungen von Störungen in den Gebirgsökosystemen zu erhalten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2020): Development of soil in heterogeneous landscapes of a high alpine catchment in the Central European Alps. EGU 2020, Online, 08.05.2020
Müller, S., Ramskogler, K., Knoflach, B., Stötter, J., Erschbamer, B., Illmer, P. & Geitner, C.
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(2020): Long-Term Changes of Morphodynamics on Little Ice Age Lateral Moraines and the Resulting Sediment Transfer into Mountain Streams in the Upper Kauner Valley, Austria. Austria. Water 2020, 12, 3375
Altmann, M., Piermattei, L., Haas, F., Heckmann, T., Fleischer, F., Rom, J., Betz-Nutz, S., Knoflach, B., Müller, S., Ramskogler, K., Pfeiffer, M., Hofmeister, F., Ressl, C. & Becht, M.
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(2020): Plant community development and soil characteristics in the glacier foreland of Zufallferner (Martell Valley, South Tyro). XI. Tagung Zoologische und Botanische Forschung in Südtirol
Ramskogler, K., Müller, S., Knoflach, B., Stötter, J., Geitner, C. & Erschbamer, B.
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(2020): Plant community evolution in a glacier foreland of the Central European Alps. EGU 2020, Online, 07.05.2020
Ramskogler, K., Müller, S., Knoflach, B., Stötter, J., Geitner, C. & Erschbamer, B.
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(2021): Modelling of vegetation dynamics from satellite time series to determine proglacial primary succession in the course of global warming – a case study in the upper Martell valley (Eastern Italian Alps). Remote Sens. 2021, 13, 4450
Knoflach, B., Ramskogler, K., Talluto, M., Hofmeister, F., Haas, F. Heckmann, T., Pfeiffer, M., Piermattei, L., Ressl, C., Wimmer, M.H., Geitner, C., Erschbamer, B. & Stötter, J.
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(2021): Modelling vegetation dynamics from Satellite time series to estimate proglacial primary succession in the course of global warming – a case study in the Eastern Italian Alps. Gesellschaft für Ökologie, Braunschweig 30th August – 1st September 2021. In: Schröder-Esslbach, B. et al. (Eds.) (2021): 50th Anniversary Conference Ecology Science in Transition, Science for Transition. Braunschweig: Book of Abstracts
Knoflach, B., Ramskogler, K., Talluto, M., Hofmeister, F., Haas, F., Heckmann, T., Pfeiffer, M., Piermattei, L., Ressl, C., Wimmer, M.H., Geitner, C., Erschbamer, B. & Stötter, J.
