Masterarbeit

Mediterranean high mountain flora: patterns of endemism, species richness and leaf colours along an elevational gradient in the Spanish Sierra Nevada

Pia Eibes (12/2016-05/2017)

Betreuer: Carl Beierkuhnlein

Hochgebirge sind wichtige Gebiete mit hoher Biodiversität und beherbergen darüber hinaus oftmals seltene, endemische oder bedrohte Arten. Höhengradienten in Bergen sind daher ideale Untersuchungsgebiete entlang derer die Verteilung von Artenreichtum, der Anteil endemischer Arten sowie adaptive Pflanzeneigenschaften erkundet werden können. Viele Hochgebirgsstudien dokumentieren eine lineare Abnahme des Artenreichtums mit der Höhe, während der Anteil endemischer Pflanzenarten merklich steigt. In der folgenden Arbeit soll getestet werden, inwieweit diese Muster auch auf die Flora eines Mediterranen Hochgebirges zutrifft. Die Besonderheit hierbei ist, dass die im Untersuchungsgebiet vorkommenden Endemiten sich wiederum in verschiedene Endemismus-Klassen unterteilen lassen, je nach biogeographischem Ursprung. Dies ermöglicht eine detaillierte Analyse der möglichen Einwanderungspfade und der verschiedenen Umweltfaktoren, die diese Verteilungsmuster hervorrufen. Zudem wurden die Blattfarben dieser Pflanzen bestimmt, um etwaige Änderungen und somit Hinweise auf bestimmte Anpassungsstrategien zu untersuchen. Abschließend wurden die Ergebnisse der Feldstudie mit Fernerkundungsdaten verglichen.

Diese Arbeit wurde im Rahmen des ECOPOTENTIAL Projekts im Nationalpark Sierra Nevada in Südspanien durchgeführt, einer Bergregion mit überdurchschnittlich hohen Vorkommen endemischer Pflanzenarten. Das Transekt lag auf einem Südhang unterhalb des Mulhacén Gipfels, dem höchsten Berggipfel der Iberischen Halbinsel.

In zwanzig Aufnahmeflächen entlang circa 1500 Höhenmetern wurden alle vorkommenden Gefäßpflanzen bestimmt und mit Deckungsschätzungen für die Vegetation und den Offenboden ergänzt. Die Blattfarben der Hauptarten wurden mit Hilfe der Munsell Farbskala bestimmt. Für die nachfolgende Analyse wurden alle endemischen Arten nochmals in vier Endemismus-Klassen eingeteilt, jeweils ihrem biogeographischen Ursprung entsprechend. Verschiedene Vegetationsindizes wurden für ein Sentinel Satellitenbild berechnet, das im Untersuchungszeitraum aufgenommen wurde. Um die Zusammenhänge zwischen den Vegetationsmustern und Blattfarbe mit der Höhe, sowie die Korrelationen der Blattfarben und Fernerkundungsdaten zu testen.

Während der Artenreichtum kontinuierlich mit der Höhe abnahm, stieg der Anteil der endemischen Arten signifikant an. Die einzelnen Endemismus-Klassen zeigten unterschiedliche Muster. Die Helligkeit der Blattfarben nahm mit der Höhe ab, der Blau- und Grünanteil nahm zu. Einige der berechneten Vegetationsindizes spiegelten die Vegetationsmuster und Farbinformationen der Felddaten.

Wenn nur die absolute Anzahl betrachtet wird, zeigt die Vegetation in der Sierra Nevada die gleichen Muster wie in anderen Bergregionen auch, nämlich eine Abnahme des Artenreichtums mit gleichzeitigem Anstieg endemischer Arten mit der Höhe. Werden jedoch einzelne Endemismus-Klassen betrachtet, variieren die Beziehungen mit der Höhe stark. Dies hebt hervor, wie wichtig eine detaillierte Untersuchung endemischer Arten ist, um Hauptursachen von Endemismus zu verstehen. Die Tatsache, dass sich Blattfarben mit der Höhe ändern, zeigt, dass Hochgebirgsarten charakteristische Farbanpassungen haben können. Bei der Untersuchung von Hochgebirgsflora könnten Fernerkundungsmethoden eine zusätzliche Möglichkeit darstellen, allerdings erschweren Gipfelregionen mit schwacher Vegetationsbedeckung deren Anwendung.