TY - GEN A1 - Köchy, Martin T1 - Opposite trends in life stages of annual plants caused by daily rainfall variability BT - interaction with climate change N2 - Global Circulation Models of climate predict not only a change of annual precipitation amounts but also a shift in the daily distribution. To improve the understanding of the importance of daily rain pattern for annual plant communities, which represent a large portion of semi-natural vegetation in the Middle East, I used a detailed, spatially explicit model. The model explicitly considers water storage in the soil and has been parameterized and validated with data collected in field experiments in Israel and data from the literature. I manipulated daily rainfall variability by increasing the mean daily rain intensity on rainy days (MDI, rain volume/day) and decreasing intervals between rainy days while keeping the mean annual amount constant. In factorial combination, I also increased mean annual precipitation (MAP). I considered five climatic regions characterized by 100, 300, 450, 600, and 800 mm MAP. Increasing MDI decreased establishment when MAP was >250 mm but increased establishment at more arid sites. The negative effect of increasing MDI was compensated by increasing mortality with increasing MDI in dry and typical Mediterranean regions (c. 360–720 mm MAP). These effects were strongly tied to water availability in upper and lower soil layers and modified by competition among seedlings and adults. Increasing MAP generally increased water availability, establishment, and density. The order of magnitudes of MDI and MAP effects overlapped partially so that their combined effect is important for projections of climate change effects on annual vegetation. The effect size of MAP and MDI followed a sigmoid curve along the MAP gradient indicating that the semi-arid region (≈300 mm MAP) is the most sensitive to precipitation change with regard to annual communitie KW - Klimaänderung KW - Klimawandel KW - Einjahrespflanzen KW - Schwankung KW - tägliche Regenmenge KW - Israel KW - climate change KW - daily rainfall variability KW - annual plant KW - Israel Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14699 SP - 347 EP - 357 ER - TY - GEN A1 - Köchy, Martin A1 - Tielbörger, Katja T1 - Hydrothermal time model of germination : parameters for 36 Mediterranean annual species based on a simplified approach N2 - Germination rates and germination fractions of seeds can be predicted well by the hydrothermal time (HTT) model. Its four parameters hydrothermal time, minimum soil temperature, minimum soil moisture, and variation of minimum soil moisture, however, must be determined by lengthy germination experiments at combinations of several levels of soil temperature and moisture. For some applications of the HTT model it is more important to have approximate estimates for many species rather than exact values for only a few species. We suggest that minimum temperature and variation of minimum moisture can be estimated from literature data and expert knowledge. This allows to derive hydrothermal time and minimum moisture from existing data from germination experiments with one level of temperature and moisture. We applied our approach to a germination experiment comparing germination fractions of wild annual species along an aridity gradient in Israel. Using this simplified approach we estimated hydrothermal time and minimum moisture of 36 species. Comparison with exact data for three species shows that our method is a simple but effective method for obtaining parameters for the HTT model. Hydrothermal time and minimum moisture supposedly indicate climate related germination strategies. We tested whether these two parameters varied with the climate at the site where the seeds had been collected. We found no consistent variation with climate across species, suggesting that variation is more strongly controlled by site-specific factors. N2 - Keimungsgeschwindigkeit und Anteil gekeimter Samen lassen sich gut mit dem Hydrothermalzeit-Modell bestimmen. Dessen vier Parameter Hydrothermalzeit, Mindesttemperatur, Mindestbodenfeuchte und Streuung der Mindestbodenfeuchte müssen jedoch durch aufwendige Keimungsversuche bei Kombinationen von mehreren Temperatur- und Feuchtigkeitsstufen bestimmt werden. Für manche Anwendungen des Hydrothermalzeit-Modells sind aber ungefähre Werte für viele Arten wichtiger als genaue Werte für wenige Arten. Wenn die Mindesttemperatur und die Streuung der Mindestfeuchte aus Veröffentlichungen und Expertenwissen geschätzt würde, können die Hydrothermalzeit und Mindestbodenfeuchte aus vorhandenen Daten von Keimungsversuchen mit nur einer Temperatur- und Feuchtigkeitsstufe berechnet werden. Wir haben unseren Ansatz auf einen Keimungsversuch zum Vergleich der Keimungsquote wilder einjähriger Arten entlang eines Trockenheitsgradienten in Israel angewendet. Mit diesem Ansatz bestimmten wir die Hydrothermalzeit und Mindestfeuchtigkeit von 36 Arten. Der Vergleich mit genauen Werten für drei Arten zeigt, dass mit unserem Ansatz Hydrothermalzeit-Parameter einfach und effektiv bestimmt werden können. Hydrothermalzeit und Mindestfeuchtigkeit sollten auch bestimmte klimabedingte Keimungsstrategien anzeigen. Deshalb testeten wir, ob diese zwei Parameter mit dem Klima am Ursprungsort der Samen zusammenhängen. Wir fanden jedoch keinen für alle Arten übereinstimmenden Zusammenhang, so dass die Unterschiede vermutlich stärker durch standörtliche als durch klimatische Ursachen hervorgerufen werden. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 022 KW - Keimungsrate KW - Dormanz KW - Hydrothermalzeit-Modell KW - einjährige Pflanzen KW - Mittelmeerraum KW - germination rate KW - dormancy KW - hydrothermal time model KW - annual plant species KW - Mediterranean Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-12406 ER - TY - GEN A1 - Köchy, Martin T1 - Stochastic time series of daily precipitation for the interior of Israel N2 - This contribution describes a generator of stochastic time series of daily precipitation for the interior of Israel from c. 90 to 900 mm mean annual precipitation (MAP) as a tool for studies of daily rain variability. The probability of rainfall on a given day of the year is described by a regular Gaussian peak curve function. The amount of rain is drawn randomly from an exponential distribution whose mean is the daily mean rain amount (averaged across years for each day of the year) described by a flattened Gaussian peak curve. Parameters for the curves have been calculated from monthly aggregated, long-term rain records from seven meteorological stations. Parameters for arbitrary points on the MAP gradient are calculated from a regression equation with MAP as the only independent variable. The simple structure of the generator allows it to produce time series with daily rain patterns that are projected under climate change scenarios and simultaneously control MAP. Increasing within-year variability of daily precipitation amounts also increases among-year variability of MAP as predicted by global circulation models. Thus, the time series incorporate important characteristics for climate change research and represent a flexible tool for simulations of daily vegetation or surface hydrology dynamics. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 029 KW - stochastische Zeitreihen KW - täglicher Niederschlag KW - Israel KW - Klimawandel KW - stochastic time series KW - daily precipitation KW - Israel KW - climate change Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13155 ER - TY - GEN A1 - Heinken, Thilo A1 - Schmidt, Marcus A1 - von Oheimb, Goddert A1 - Kriebitzsch, Wolf-Ulrich A1 - Ellenberg, Hermann T1 - Soil seed banks near rubbing trees indicate dispersal of plant species into forests by wild boar N2 - Current knowledge about processes that generate long-distance dispersal of plants is still limited despite its importance for persistence of populations and colonization of new potential habitats. Today wild large mammals are presumed to be important vectors for long-distance transport of diaspores within and between European temperate forest patches, and in particular wild boars recently came into focus. Here we use a specific habit of wild boar, i.e. wallowing in mud and subsequent rubbing against trees, to evaluate epizoic dispersal of vascular plant diaspores. We present soil seed bank data from 27 rubbing trees versus 27 control trees from seven forest areas in Germany. The mean number of viable seeds and the plant species number were higher in soil samples near rubbing trees compared with control trees. Ten of the 20 most frequent species were more frequent, and many species exclusively appeared in the soil samples near rubbing trees. The large number of plant species and seeds – approximated > 1000 per tree – in the soils near rubbing trees is difficult to explain unless the majority were dispersed by wild boar. Hooked and bristly diaspores, i.e. those adapted to epizoochory, were more frequent, above that many species with unspecialised diaspores occurred exclusively near rubbing trees. Different to plant species closely tied to forest species which occur both in forest and open vegetation, and non-forest species were more frequent near rubbing trees compared with controls. These findings are consistent with previous studies on diaspore loads in the coats and hooves of shot wild boars. However, our method allows to identify the transport of diaspores from the open landscape into forest stands where they might especially emerge after disturbance, and a clustered distribution of epizoochorically dispersed seeds. Moreover, accumulation of seeds of wetness indicators near rubbing trees demonstrates directed dispersal of plant species inhabiting wet places between remote wallows. N2 - Das aktuelle Wissen über Prozesse, die zur Fernausbreitung von Pflanzen führen, ist trotz ihrer Bedeutung für das Überleben von Populationen und die Besiedlung neuer potenzieller Habitate noch immer sehr begrenzt. Wildlebende Großsäuger sind heutzutage vermutlich wichtige Vektoren für den Ferntransport von Diasporen innerhalb und zwischen den einzelnen Waldflächen in Mitteleuropa, und speziell das Wildschwein (Sus scrofa L.) spielt dabei offenbar eine herausragende Rolle. Wir nutzen hier ein spezifisches Verhalten des Wildschweins – Suhlen im Schlamm und nachfolgendes Scheuern an sogenannten Malbäumen – um die epizoochore Ausbreitung von Gefäßpflanzen-Diasporen einzuschätzen. Dargestellt werden die Ergebnisse von Samenbank-Untersuchungen von 27 Malbäumen im Vergleich zu 27 Kontrollbäumen aus sieben Waldgebieten in Deutschland. Sowohl die mittlere Zahl lebensfähiger Samen als auch die Artenzahl waren höher in Bodenproben neben Malbäumen. Zehn der 20 in der Samenbank verbreitetsten Pflanzenarten hatten hier ihren Schwerpunkt, und viele Arten kamen ausschließlich in den neben Malbäumen gewonnenen Proben vor. Die große Zahl von Pflanzenarten und Samen – zumindest > 1000 pro Baum – im Boden an Malbäumen lässt sich nur durch die Aktivität der Wildschweine erklären. Mit Haken oder Borsten ausgestattete, d.h. an Epizoochorie angepasste Diasporen waren häufiger, aber auch viele Arten mit unspezialisierten Diasporen kamen ausschließlich in der Samenbank bei Malbäumen vor. Anders als weitgehend an Wald gebundene Pflanzenarten waren solche, die sowohl im Wald und im Offenland vorkommen, sowie nicht im Wald vorkommende Arten häufiger neben Malbäumen als neben Kontrollbäumen. Diese Befunde stimmen mit denen früherer Untersuchungen von Diasporenladungen im Fell und in den Hufen geschossener Wildschweine überein. Unsere Methode erlaubt darüber hinaus aber die Identifizierung des Diasporentransports aus dem Offenland in die Waldbestände, wo sie insbesondere nach Störungen keimen dürften, sowie einer ungleichmäßigen Verteilung epizoochor ausgebreiteter Diasporen. Außerdem zeigt die Akkumulation von Samen von Nässezeigern neben den Malbäumen eine gezielte Ausbreitung nasse Standorte bewohnender Pflanzenarten zwischen entfernt gelegenen Suhlen. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 150 KW - Diaspore morphology KW - directed dispersal KW - epizoochory KW - long-distance dispersal KW - Sus scrofa Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-46476 ER -