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Plant functional traits reflect individual and community ecological strategies. They allow the detection of directional changes in community dynamics and ecosystemic processes, being an additional tool to assess biodiversity than species richness. Analysis of functional patterns in plant communities provides mechanistic insight into biodiversity alterations due to anthropogenic activity. Although studies have considered of either anthropogenic management or nutrient availability on functional traits in temperate grasslands, studies combining effects of both drivers are scarce. Here, we assessed the impacts of management intensity (fertilization, mowing, grazing), nutrient stoichiometry (C, N, P, K), and vegetation composition on community-weighted means (CWMs) and functional diversity (Rao's Q) from seven plant traits in 150 grasslands in three regions in Germany, using data of 6 years. Land use and nutrient stoichiometry accounted for larger proportions of model variance of CWM and Rao's Q than species richness and productivity. Grazing affected all analyzed trait groups; fertilization and mowing only impacted generative traits. Grazing was clearly associated with nutrient retention strategies, that is, investing in durable structures and production of fewer, less variable seed. Phenological variability was increased. Fertilization and mowing decreased seed number/mass variability, indicating competition-related effects. Impacts of nutrient stoichiometry on trait syndromes varied. Nutrient limitation (large N:P, C:N ratios) promoted species with conservative strategies, that is, investment in durable plant structures rather than fast growth, fewer seed, and delayed flowering onset. In contrast to seed mass, leaf-economics variability was reduced under P shortage. Species diversity was positively associated with the variability of generative traits. Synthesis. Here, land use, nutrient availability, species richness, and plant functional strategies have been shown to interact complexly, driving community composition, and vegetation responses to management intensity. We suggest that deeper understanding of underlying mechanisms shaping community assembly and biodiversity will require analyzing all these parameters.
Die vorliegende Dissertation behandelt die Ökologie von Cnidium dubium (Schkuhr) Thell. (Sumpf-Brenndolde), Gratiola officinalis L. (Gottes-Gnadenkraut) und Juncus atratus Krocker (Schwarze Binse), drei gefährdeten Arten, die als sogenannte Stromtalpflanzen in Mitteleuropa in ihrem Vorkommen eng an die Flussauen gebunden sind. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Simulationsexperimenten und Feldstudien in der Unteren Havelniederung, einem „Feuchtgebiet von internationaler Bedeutung“. Sie behandelt Themenkomplexe wie das Samenbankverhalten, die Samenkeimung, die Stickstofflimitierung, die Konkurrenzkraft, das Verhalten der Pflanzen nach einer Sommertrockenheit und nach einer Winter/Frühjahrsüberflutung. Ferner widmet sie sich der Populationsbiologie der Arten und dem Verhalten der Pflanzen nach besonderen Störungsereignissen wie Mahd, Herbivorie und der Sommerflut 2002. Der Leser erfährt, wie die Pflanzen in verschiedenen Lebensphasen auf die auentypische Umwelt reagieren und erhält umfassende Einblicke in physiologische Mechanismen, die der Anpassung an die typischen Bedingungen einer mitteleuropäischen Flussaue dienen. Eine Interpretation der Ergebnisse zeigt auf, welche der spezifischen Eigenschaften zur Gefährdung der drei Stromtalarten beitragen. Die Arbeit ist für den Arten-, Biotop- und Landschaftsschutz interessant. Darüber hinaus bietet sie zahlreiche Anknüpfungspunkte zur ökophysiologischen Grundlagenforschung. Die verstärkte Nutzung physiologischer Methoden bei der Klärung ökologischer Fragestellungen wird angeregt.