Immisionsökologische Untersuchungen im Birgter Berg (nordwestlicher Teutoburger Wald)

Dreijährige pH- und Ammonium (NH4 +) - Messungen der Freiland- und WaIdniederschläge im Birgter Berg (Riesenbecker Osning) sowie Vergleiche mit anderen Meßstationen Nordrhein-Westfalens führen zur Hypothese, daß im nordwestlichen Teutoburger Wald ein NH4 +-dominierter Immissions-Typ vorliegt. In Übereinstimmung damit treten in der Krautschicht der Kiefernforstgesellschaft des Untersuchungsgebietes mehrere nitrophile Arten auf. Der Boden des Birgter Berges befindet sich in ökologisch kritischem Zustand (Aluminium/Eisen- bzw. Aluminium-Pufferbereich, Kryptopodsoligkeit). Die pH-Werte von zwei beprobten Quellen sind im ganzen Jahr niedrig (pH 3,9-4,1), die Konzentrationen an Nitrat (N03 -), Sulfat (SO/-), Aluminium (AI3+), Cadmium (Cd2+) und' Blei (Pb2+) hoch bis. extrem. Der ganzjährig starke Versauerungsgrad der Hydrosphäre scheint auch das oberflächennahe Grundwasser zu betreffen. Die aktuellen Standortbedingungen des Birgter Berges sind allein durch dessen Nutzungsgeschichte (Verheidung) kaum hinreichend zu erklären

Räumliche Variabilität der Vegetation in bodensauren Kiefernbeständen – Untersuchungen zur Ausbreitung von Ceratocapnos claviculata

Im westlichen Teutoburger Wald (Riesenbecker Osning) wurden in bodensauren Kiefernbeständen als floristisch-vegetationskundliche Grundlage für interdisziplinäre Daueruntersuchungen detaillierte Erhebungen in einem 10 cm x 10 cm-Quadratraster durchgeführt. Einige erste Ergebnisse aus den untersuchten Transekten werden hier vorgestellt. Es handelt sich um von Pinus sylvestris beherrschte, vertikal wenig gegliederte Bestände, die sich in der Krautschicht durch eine typische Artenausstattung bodensaurer Waldstandorte auszeichnen. Die relativ einheitliche floristische Grundstruktur wird vom Vorkommen des Neubürgers Ceratocapnos claviculata im Gebiet überlagert, mit dessen Hilfe Bestände mit bzw. ohne den Rankenden Lerchensporn unterschieden werden und in Rasterkarten gegenübergestellt sind. Einzelheiten der floristischen Feinstruktur der Krautschicht werden an horizontalen Verbreitungsmustern der vorkommenden Arten erläutert. Die Ausbreitungspotenzen („Strategien“) von Ceratocapnos und Verbreitungsmuster von Ceratocapnos, Deschampsia flexuosa und Vaccinium myrtillus werden vor dem Hintergrund einer veränderten Konstellation der Standortfaktoren (N-Deposition, milde Winter, Lichteintrag, Hemerochorie, Mineralisierung) im Untersuchungsgebiet für Vorkommen und Vitalität des Lerchensporns diskutiert. Allerdings ermöglichen erst Wiederholungsinventuren auf den Dauerflächen eine kausale Deutung der erkannten Strukturen.An interdisciplinary biomonitoring assignment has been started in the western Teutoburger Wald to analyse the complex interrelations of species in forests on acid soils. As a basis for further investigations a detailed survey of the flora and vegetation within a 0.10x0.10 m2 quadratsystem has been carried out. Some results are shown by partial transects. The forest belongs to the terminal phase of pine-dominated stands (90-110 years old) with shrubs and herbs typical for forest vegetation on acid soils. The relatively homogeneous fundamental floristic structure is overlaid by the invasive species Ceratocapnos claviculata which makes it possible to distinguish vegetation units of lowest rank. Details of the horizontal floristic structure of the herb layer are shown by species distribution maps. Some aspects of population biology are discussed in terms of altered site variables (e.g. nitrogen deposition, mild winter periods, light regime, hemerochory, mineralization), especially the dispersal and spreading strategies of Ceratocapnos. The study discusses factors which may have influenced the spreading of C. claviculata. However, a causal interpretation of the recognized structure is not yet possible. Repeated surveys of the permanent plots should advance our knowledge of population biology within the species’ rich herb layer of the stands

Das chemische Klima des Riesenbecker Osning in den Messjahren 1988 und 1998

Depositionsmessungen imRiesenbeckerOsning (nordwestlicher TeutoburgerWald) führen in den Messjahren 1988 und 1998 zum Ergebnis eines Ammonium-betonten chemischen Klimas. Der Depositionstyp wird für 1998 über die Berechnung der Gesamtsäuredeposition exakt quantifiziert: Der Ammonium-Anteil an der Säurebelastung beträgt im Freilandniederschlag 71%, im Waldniederschlag 87%. Das so typisierte chemische Klima fügt sich ein in einen „Gülle-belt“, der sich von der niederländischen Grenze im Raum Kleve über das Münsterland nach Nordosten bis in das südlicheWeser-Ems-Gebiet Niedersachsens erstreckt.Das Ammonium-Nitrat-Verhältnis seiner Messstationen liegt durchweg über dem Indikator für den Einfluss der Massentierhaltung (NH4-N/NO3-N M 1,5). Die Gesamtstickstoffbelastung überschreitet deutlich den kritischen Depositionsgrenzwert für Nadelwälder. Langfristig führt dies zu einer Ökosystemdrift hin zu nitrophilen Waldgesellschaften, im ursprünglich oligotrophen Riesenbecker Osning angezeigt durch die invasive Einbürgerung eines stickstoffbedürftigen Bioindikators der Krautschicht, dem Kletternden Lerchensporn (Ceratocapnos claviculata).Deposition measures in the Riesenbecker Osning (north-west Teutoburg Forest) resulted during the measuring years 1988 and 1998 in a chemical climate characterised by ammonia. The deposition type for 1998 is quantified exactly by the calculation of the total acid deposition: Acid load by precipitation in the Riesenbecker Osning area is for the most part fixed to indirect acidification by ammonia that is approximately 71% of the precipitation on open ground and 87% of the throughfall. The so typified chemical climate fits in a „liquid manure belt“ extending fromthe border to the Netherlands (area of Kleve) across the Münsterland to the north-east until the southern Weser-Ems-area of Lower Saxony. The ammonia-nitrate-ratio of its measuring stations lies entirely over the indicator value for the influence of large-scale animal husbandry (NH4-N/NO3-N M 1,5). The total nitrogen load exceeds the critical load for coniferous forests and in the long term gives rise towards an ecosystemdrift into a nitrophile forest community, indicated in the originally oligotrophic Riesenbecker Osning by the invasive naturalization of the nitrophile forest layer plant species Ceratocapnos claviculata

Sphagnum-Diversität im nordwestlichen Teutoburger Wald – ein Vergleich historischer und aktueller Torfmoos-Nachweise

Die Sphagnum-Vorkommen im nordwestlichen Teutoburger Wald werden nach Angaben einer krenologischen Kartierung sowie nach eigenen Untersuchungen dokumentiert und mit historischen Vorkommen um 1900 sowie aktuellen Vorkommen für den gesamten Teutoburger Wald verglichen. Die Sphagnum-Diversität ist im nordwestlichen Teutoburger Wald mit 10 Arten überraschend hoch. Von den im Teutoburger Wald nachgewiesenen 10 Sphagnum-Arten finden sich bis auf zwei Torfmoose (Sph. flexuosum, Sph. quinquefarium) alle Arten auch im nordwestlichen Ausläufer des Höhenzuges. Zwei Arten (Sph. inundatum, Sph. subnitens) sind jedoch nur für den nordwestlichen Teutoburger Wald belegt. Der historische Vergleich spricht für eine bemerkenswerte Konstanz der Sphagnum-Vorkommen über die letzten 100 Jahre. Ein Verschwinden von Torfmoosen scheint zumindest im nordwestlichen Teutoburger Wald weniger dramatisch als angenommen.The presence of Sphagnum mosses in the northwestern Teutoburger Wald (NW Germany) is shown and based on data of a crenologicalmapping and on own investigations in this area. All findings were compared with records from c. 1900 and recent records. With 10 species the Sphagnum diversity in the northwestern Teutoburger Wald is surprisingly high. Two Sphagnum species (Sph. flexuosum and Sph. quinquefarium) previously recorded for the Teutoburger Wald were not found in the area studied. Two other species (Sph. inundatum and Sph. subnitens) are restricted to the northwestern part of this mountain ridge. The comparison with former records shows a remarkable constancy of Sphagnum occurrences for the last 100 years. Thus at least for the northwestern TeutoburgerWald a decrease in the Sphagnum flora seems to be less dramatic than previously supposed

Zur Ausbreitung des Rankenden Lerchensporns Ceratocapnos claviculata (L.) Liden

Die Ausbreitung des Rankenden Lerchensporns (Ceratocapnos claviculata) ist Gegenstand anhaltender Diskussion. Eingestuft als euatlantische Art hat C. claviculata sein Areal inzwischen bis ins zentraleuropäische Florengebiet östl. 14° E hinaus erweitert, obwohl er als myrmekochore Art ein schlechter Kolonisator sein müsste. Die bisherigen Nachweise werden zusammengefasst und durch neue Datenerhebungen aktualisiert. Auf der Grundlage von Kartierungen in MTB-Viertelquadranten erweitern 66 Neufunde das Verbreitungsgebiet der Art inWestfalen. Im Riesenbecker Osning, einem neuen kollinen Wuchsgebiet von C. claviculata, werden Massenausbreitung der Art und ihr pflanzensoziologischer Anschluss dokumentiert. Biologische Merkmale des Rankenden Lerchensporns werden in Form eines Lebenszyklus-Diagrammes beschrieben. Wenngleich spezifische abiotische Faktoren für C. claviculata generalisiert werden können, bleibt die Frage der großräumigen Arealerweiterung ungeklärt. Die Lebensstrategie von C. claviculata („einjähriger Pendler“) lässt keine Anpassung an Fernausbreitung erkennen. Nach gegenwärtigen Befunden ist C. claviculata ein Epökophyt, für dessen Fernausbreitung eine „Hemerochorie-Hypothese“ formuliert wird. Gleichzeitig werden weitere Annahmen der Arealerweiterung wie die „MildeWinter“- und die „Stickstoff-Hypothese“ diskutiert.In Central Europe, the expansion of the distribution area of Ceratocapnos claviculata is subject of continued discussion. Classified as an euatlantic species and despite being a rather bad colonizator due tomyrmecochor seed distribution, C. claviculata has reached in Central Europe a distribution east of 14° E. In this study, previously known localities of Ceratocapnos in northwestern Germany are briefly summarized and 66 new finds recently discovered in Westphalia (northwestern Germany) are added. C. claviculata has been found in the colline Riesenbecker Osning since 1998. The present study documents the expansion of the distribution area in Westphalia and the syntaxonomical role of C. claviculata. Additionally, biological characteristics of this species are described in terms of its life cycle. Although specific abiotic factors can be generalized (e.g. light, nitrogen, organic layer), the reasons for the expansion are doubtful. As an annual shuttle species, the life strategy of C. claviculata does not indicate any adaptations to wide expansion. On current knowledge, Ceratocapnos is regarded as an epecophyte, whereby hemerochory may be responsible for its wide expansion („hemerochory hypothesis“). In addition, the „mild winter hypothesis“ and the „nitrogen hypothesis“ are also discussed as factors in promoting the area extension of Ceratocapnos in northwestern Germany

Long-term balance of the hydro-chemical acidification indicator sulphate-nitrate-sum: The case study Teutoburg Forest.

Die Sulfat-Nitrat-Summe gilt als prominenter hydrochemischer Indikator, der im Jahr 1983 ein Nord-Süd-Gefälle der Gewässerversauerung in Deutschland begründete mit dem Kaufunger Wald in erster Rangposition. Einige Jahre später waren die Positionen dieses Indikators innerhalb des Versauerungsgefälles bereits überholt, der Indikator hatte eine höchste Ausprägung im Teutoburger Wald. Aus langfristigen Rohdaten hydrochemischer Untersuchungen im Teutoburger Wald wird die Entwicklung des Sulfat-Nitrat-Indikators bis in die jüngste Zeit berechnet und seine Wertigkeit im räumlichen Vergleich und standortsspezifischer Versauerungsdynamik kritisch diskutiert.The sulphate-nitrate-sum is considered a prominent hydro-chemical indicator, which established a north-south gradient of water acidification in Germany in 1983 with the Kaufung Forest ranking in the first place. A few years later, the positions of this indicator within the acidification gradient were already obsolet, the indicator had the highest level in the Teutoburg Forest. The further development of the sulphate-nitrate indicator has been calculated from long-term raw data of hydro-chemical investigations in the Teutoburg Forest until recently and its value has been discussed critically in spatial comparison and location-specific acidification dynamics.Die Hercynia publiziert Originalbeiträge mit dem Schwerpunkt Ökologie (mit ihren vielseitigen Aspekten der Biodiversität), Botanik, Zoologie, Geologie und Geografie, den anwendungsorientierten Bereichen des Natur- und Umweltschutzes, sowie der Land- und Forstwirtschaft

Versauerung der Birgter Quelle - nordwestlicher Teutoburger Wald im Messintervall der hydrologischen Jahre 1988 – 2000 – 2008

Lethmate, J.: Acidification of the Birgter Spring - North-Western Teutoburger Forest in the measuringinterval of the hydrological years 1988 – 2000 – 2008. - Hercynia N. F. 44 (2011): 27 – 38.The acidification of the Birgter Spring (BS), a silicate spring in a small watershed of the north-westernTeutoburger Forest (sandstone ridge), is analysed comparing the spring waters of the hydrological years1987/1988, 1999/2000 and 2007/2008. The characteristic physico-chemical data of the spring waterare contrasted in mean values and variation range for each year. The water types of the measuring periodsare examined and compared one among the other and with the geogene water type on the basisof mean values. Five acidification indices are calculated, which show a statistically significant correlationto the pH-value: the acidification index Ca*+Mg*/SO*+NO3-, the ΔAlk model, the equivalent sumSO4*+NO3-, the alkalinity model for acid waters (HCO3--H+-Al3+) and the acid neutralising capacityANC as Σ(base cations)-Σ(acid anions). To examine the relative influence of the acid anions sulfate andnitrate, the N/S-ratio NO3-/SO4*+NO3- is calculated additionally (*= seasalt correction).The results lead to two conclusions: (1) the BS is acidified chronically. (2) A delayed acidification reversalis recognisable, but not an ecological recovery. Sulfate remains the dominant acidifying anion overthe whole measuring period, the influence of nitrate increases. The development of the BS water is illustratedin a graphic time phase model of freshwater acidification and discussed against the backgroundof geo-ecological characteristics of the research area and other comparable areas in NW-Germany.Key words: spring water, Teutoburger Forest, chronic acidification, delayed acidification reversalDie Hercynia publiziert Originalbeiträge mit dem Schwerpunkt Ökologie (mit ihren vielseitigen Aspekten der Biodiversität), Botanik, Zoologie, Geologie und Geografie, den anwendungsorientierten Bereichen des Natur- und Umweltschutzes, sowie der Land- und Forstwirtschaft

Bleibelastung und Bleiverlagerungs-potential in Böden des Riesenbecker Osning (Teutoburger Wald)

Das Forschungsvorhaben ist fokussiert auf die Analyse von Blei (Pb) und Quecksilber (Hg) in Ökosystemkompartimenten des Geoökologischen Modellgebietes „Riesenbecker Osning“ (RO) (nordwestlicher Teutoburger Wald), welcher heute großflächig von Nadelforsten mit der Hauptbaumart Pinus sylvestris (Waldkiefer) bestockt ist. Insbesondere Blei konnte in hohen Konzentrationen in Boden, Nadeln, und Quellwasser nachgewiesen werden. Dies wurde bisher auf Kampfhandlungen im ausgehenden 2. Weltkrieg zurückgeführt. Da Blei aber auch als luftgetragener Schadstoff fungiert, wurde diese Altlastenhypothese zugunsten einer Immissionshypothese angezweifelt. Eine mögliche Immissionsbelastung des RO ist durch mehrere Faktoren gegeben. Der RO liegt nicht nur im Abstrom des Verdichtungsraumes Rhein-Ruhr, sondern auch im Wirkungsbereich mehrerer regionaler Quellen. Um eine detaillierte Bodenbewertung zu ermöglichen, erfolgte eine horizontweise Probenahme der Auflagen. Die Böden des RO zeigen für den Oh-Horizont sehr niedrige pH-Werte bis pH(CaCl2) 2,5, die eine hohe Pb-Mobilität nahelegen. Blei wird vornehmlich im Oh-Horizont gebunden. Inwieweit neben Pb auch andere Schwermetalle akkumuliert wurden und zusammen mit Pb aufgrund der starken Versauerung mobilisiert und verlagert werden können, sollen Ergebnisse aus fraktionierten Extraktionsverfahren zeigen

Comparing the Performances of Apes (Gorilla gorilla, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus) and Human Children (Homo sapiens) in the Floating Peanut Task

Recently, Mendes et al. [1] described the use of a liquid tool (water) in captive orangutans. Here, we tested chimpanzees and gorillas for the first time with the same “floating peanut task.” None of the subjects solved the task. In order to better understand the cognitive demands of the task, we further tested other populations of chimpanzees and orangutans with the variation of the peanut initially floating or not. Twenty percent of the chimpanzees but none of the orangutans were successful. Additional controls revealed that successful subjects added water only if it was necessary to obtain the nut. Another experiment was conducted to investigate the reason for the differences in performance between the unsuccessful (Experiment 1) and the successful (Experiment 2) chimpanzee populations. We found suggestive evidence for the view that functional fixedness might have impaired the chimpanzees' strategies in the first experiment. Finally, we tested how human children of different age classes perform in an analogous experimental setting. Within the oldest group (8 years), 58 percent of the children solved the problem, whereas in the youngest group (4 years), only 8 percent were able to find the solution