deutsch
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Dipl.-Geoecologist Maren Belde
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Dipl.-Geoökologin Maren Belde
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Technische Universität
München
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D-85350 Freising-Weihenstephan
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Population Biology, Dispersal of certain Plant Species, e. g.
Xanthium albinum
(Diplomarbeit at Prof. Brandes, Working Group of Vegetation Ecology and
Experimental Plant Sociology, Botanical Institute and Botanical Garden, TU
Braunschweig:
Abstract
)
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Cellular Automata (grid-based Models), Dispersal Models
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Expert Systems, Knowledge Acquisation
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Model Coupling with a Geographic Informationsystem (GIS: ArcView)
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Yield and Feed Quality Model for Plant Species of Fens
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Weed Flora: Forecast Models of Seedling Emergence Rates and the Influence of
Weed Plants on the Yield
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Analysis of Rare Weed Plants as Indicators of Environmental Changes
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M. Belde, M. Müller & D. Griese (1995):
Vorkommen und Vergesellschaftung der Verschiedensamigen Melde ( Atriplex micrantha C.A. MEYER in LEDEB.) an der Mittelelbe.
- Braunschweiger naturkundliche Schriften, 4: 891-898.
-
M. Belde (1996):
Untersuchungen zur Populationsdynamik von Xanthium albinum an der Mittelelbe.
In: Brandes, D. (Hrsg.): Braunschweiger Kolloquium zur Ufervegetation von
Flüssen.
- Braunschweiger Geobotanische Arbeiten, Bd. 4: 59-69.
-
O. Richter, D. Söndgerath, M. Belde, B. Schröder & S. Schwartz
(1997):
Kopplung Geographischer Informationssysteme (GIS) mit ökologischen Modellen im Naturschutzmanagement.
In: Kratz, R. & F. Suhling (Hrsg.): Geographische Informationssysteme im
Naturschutz: Forschung, Planung, Praxis. Westarp Wissenschaften: Magdeburg. S.
5-29.
-
M. Belde & O. Richter (1997):
Simulation of succession at fen sites after different management practices with a cellular automaton.
- Verhandlungen der Gesellschaft für Ökologie, Bd. 27: 189-198.
-
M. Belde & U. Böttcher (1998):
Kopplung eines Zellulären Automaten mit einem GIS zur Vorhersage der Vegetationsdynamik im Niedermoor-Grünland.
In: Strobl/Dollinger (Hrsg.): Angewandte Geographische
Informationsverarbeitung: Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg ´98.
Heidelberg: Wichmann. S. 11-16.
-
M. Belde (1999):
Sukzession im Niedermoor-Grünland nach Wiedervernässung
- Ergebnisse eines Prognosemodells.
In: Flake, M., Seppelt, R. & D. Söndgerath (Hrsg.):
Umweltsystemanalyse. Dynamik natürlicher und anthropogener Systeme
und ihre Wechselwirkungen.
- Landschaftsökologie und Umweltforschung, 33: 345-348.
Article in:
PDF
-
M. Belde, A. Mattheis, B. Sprenger, H. Albrecht (2000):
Long-term development of yield affecting weeds after the change from conventional to integrated and organic farming.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVII:
291-301.
-
M. Belde (2001):
Sukzessionsmodelle für die Prognose von Entwicklungsszenarien.
In: Kratz/Pfadenhauer (Hrsg.): Ökosystemmanagement für Niedermoore.
Strategien und Verfahren zur Renaturierung.
Stuttgart: Ulmer. S. 201-209.
-
M. Belde, A. Mattheis, H. Albrecht, B. Sprenger (2002):
Long-term development of the occurrence of Cirsium arvense (L.) Scop. after the change from conventional to integrated and organic farming.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
311-318.
-
M. Belde, F. Mayer (2002):
Analysis of spatial distribution of Cirsium arvense L. (Scop.): a simulation study.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
367-374.
-
B. Sprenger, M. Belde, H. Albrecht (2002):
Population dynamics of weeds in different tillage systems.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
277-285.
-
H. Albrecht, M. Belde, B. Sprenger (2002):
Nutzungsbedingte Vegetationsveränderungen auf der FAM-Versuchsstation: Ökosystemare Prozesse mit praktischer Bedeutung für Landwirtschaft und Naturschutz.
- FAM-Bericht 55,
9-18.
Abstracts
M. Belde, M. Müller & D. Griese (1995):
Vorkommen und Vergesellschaftung der Verschiedensamigen Melde (
Atriplex micrantha
C.A. MEYER in LEDEB.)
an der Mittelelbe.
- Braunschweiger naturkundliche Schriften, 4: 891-898.
Vorkommen der Verschiedensamigen Melde
Atriplex micrantha
C.A. MEYER in LEDEB., einer neophytischen Sippe aus dem
kontinentalen eurasisatischen Raum, wurden für Deutschland bisher
hauptsächlich aus dem südwestdeutschen
Raum beschrieben. Die dokumentierten Vorkommen konzentrieren sich dort
hauptsächlich an Autobahnen und anderen
synanthropen Standorten. In der vorliegenden Arbeit wird erstmals die
Verbreitung der Art in Ufersämen im Bereich der
Mittelbe beschrieben und mit pflanzensoziologischen Aufnahmen belegt.
M. Belde(1996):
Untersuchungen zur Populationsdynamik von
Xanthium albinum
an der Mittelelbe.
In: Brandes, D. (Hrsg.): Braunschweiger Kolloquium zur Ufervegetation von
Flüssen.
- Braunschweiger Geobotanische Arbeiten, Bd. 4: 59-69.
Der Neophyt
Xanthium albinum
hat sich seit dem 19. Jahrhundert insbesondere an den Ufern der Mittelelbe
stark
ausgebreitet. Zur besseren Kenntnis der Ökologie dieser Art wurden
Untersuchungen zu Keimverhalten,
Entwicklungsverlauf, Mortalität sowie zum Parasitenbefall durch
Cuscuta campestris
durchgeführt.
Xanthium albinum
ist ein Wärmekeimer, der in den trockengefallenen Buhnenfeldern innerhalb
kurzer Zeit mit
großem Erfolg aufläuft. Die Elb-Spitzklette beginnt etwa Mitte Mai
zu keimen. Mitte Juli entwickeln sich die ersten
männlichen Blütenstände, unter denen sich anschließend die
weiblichen Blütenköpfchen
ausbilden. Diese besitzen in der Regel zwei Achänen. Die Fruchtstände
mit ihren widerhakigen Hülldornen
verkletten sich besonders gut in Wolle und stellen deshalb äußerst
effektive Ausbreitungsorgane dar.
In einer Beobachtungsfläche, die oberhalb der Buhnenfelder lag, starb ein
großer Teil der
Xanthium albinum
-Individuen im besonders trockenen und heißen Hochsommer der
Vegetationsperiode 1994.
Die Pflanzen gelangten mit ihren Wurzeln nicht in den wasserführenden
Bereich und erlagen dem Trockenstreß.
Cuscuta campestris
, ein ebenfalls aus Nordamerika stammender Neophyt, parasitiert neben den
meisten der in den
Buhnenfeldern der Mittelelbe vorkommenden Arten auch auf
Xanthium albinum
. Besonders starker Befall, wie er in
der Vegetationsperiode 1994 z.T. zu verzeichnen war, kann zu erheblichen
Einbußen der oberirdischen Biomasse von
Xanthium albinum
führen. In den untersuchten Flächen spiegelte sich der
Parasitenbefall von
Xanthium
albinum
durch
Cuscuta campestris
insbesondere in einer verringerten Produktion von Fruchtständen wider.
O. Richter, D. Söndgerath, M. Belde, B. Schröder & S. Schwartz (1997):
Kopplung Geographischer Informationssysteme (GIS) mit ökologischen
Modellen im
Naturschutzmanagement.
In: Kratz, R. & F. Suhling (Hrsg.): Geographische Informationssysteme im
Naturschutz: Forschung, Planung, Praxis.
Westarp Wissenschaften: Magdeburg. S. 5-29.
Die Kopplung ökologischer Modelle mit Geographischen Informationssystemen
(GIS) bietet die Möglichkeit,
zu Aussagen für ein landschaftsökologisches Management zu gelangen.
Sowohl klassische Modellansätze,
die bislang in der Ökologie gebräulich sind, als auch neuere
Methoden, wie rasterbasierte Ansätze
oder Modelle, die auf Methoden der Fuzzy-Logik beruhen, werden hier kurz
vorgestellt. Ein räumlicher Bezug ist in diesen
Modellen, mit Ausnahme der rasterbasierten Ansätze, nicht enthalten.
Deshalb werden neben einer allgemeinen Einführung in die
Möglichkeiten eines GIS verschiedene Wege aufgezeigt,
derartige Modelle mit einem GIS zu koppeln, um so landschaftsbezogene Aussagen
treffen zu können. Als Anwendungen
werden Habitateignungsmodelle und Modelle für die Ausbreitung von Arten
diskutiert.
M. Belde & O. Richter (1997):
Simulation of succession at fen sites after different management practices with
a cellular automaton.
- Verhandlungen der Gesellschaft für Ökologie, Bd. 27: 189-198.
As part of the BMBF compound project
"Management of fen ecosystems"
the effects of different management practices on four fen sites in Northern
Germany are investigated. The present study is about the modelling of
succession of fen species based on a cellular automaton, which enables
simulation of stochastically clonal and seed dispersal. The cellular automaton
consists of a lattice of 4 x 4 qm large cells that are defined by the occurence
and covering of frequently found species. Simulation results for the dispersal
of the four species
Elymus repens
,
Glyceria maxima
,
Phalaris arundinacea
and
Urtica dioica
under different management practices are shown. Further studies will combine
this model with a geographic information system (GIS) to enable spatial
predictions on nature conservation management.
M. Belde & U. Böttcher (1998):
Kopplung eines Zellulären Automaten mit einem GIS zur Vorhersage der
Vegetationsdynamik im Niedermoor-Grünland.
In: Strobl/Dollinger (Hrsg.): Angewandte Geographische
Informationsverarbeitung: Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg ´98.
Heidelberg: Wichmann. S. 11-16.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines räumlichen
Simulationsmodells der Vegetationsdynamik im Niedermoor-Grünland bei
bestimmten Managementmaßnahmen. In diesem Beitrag wird insbesondere auf
die Kopplung zwischen Zellulärem Automaten, dem rasterbasierten
Modellansatz, und Geographischem Informationssystem eingegangen. Aus dem GIS
werden dem Modell die Anfangswerte der Vegetationsbedeckung sowie die
räumlich variablen Einflussgrößen, die für die
Veränderung der Vegetation von Relevanz sind, zur Verfügung gestellt.
Die Modellergebnisse werden mit dem GIS visualisiert und sollen in
Habitateignungsmodellen Eingang finden. Als Teil eines Umweltsimulations- und
-informationssystems sollen die Ergebnisse einem breiten Spektrum von
Anwenderinnen und Anwendern zur Verfügung gestellt werden.
M. Belde, A. Mattheis, B. Sprenger, H. Albrecht (2000):
Long-term development of yield affecting weeds after the change from
conventional to integrated and organic farming.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVII:
291-301.
After two years of recording the initial composition the development of arable
weed flora was investigated for another six years after the change from
conventional to integrated and organic management. In the integrated system
where conservation tillage is practised an intermediate increase in the soil
seed bank and in the number of plants in cereal crops before weed control was
observed. Compared with the initial composition (conventional management),
after six years the soil seed bank has hardly changed, the increase of the
number of plants in the fifth and sixth year is significant. The weed phytomass
shows a high negative correlation to the crop yield. Most of the species with
an increasing tendency in the integrated system were perennials, possess pappi
favourable for wind dispersal or are monocotyledoneous. Epilobium ciliatum is
the species with the highest rate of increase. Up to now, this neophytic plant
from North America is not described to be an important arable weed in Central
Europe. In the organic system both the yield of the cultivated crops and the
weed density (number of plants, phytomass, seeds in soil) significantly
increased. The lack of a negative correlation between the yield and the weeds
phytomass suggests that crops and weeds both have profited from the continuous
increase of organic matter in the soils. As in the integrated system wind
dispersed and perennial species show the highest rates of increase. But here,
also all other species with a high constancy became more frequent.
M. Belde, A. Mattheis, H. Albrecht, B. Sprenger (2002):
Long-term development of the occurrence of
Cirsium arvense
(L.) Scop. after the change from conventional to integrated and organic
farming.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
311-318.
Since 1990 the influence of sustainable land use systems on the agro-ecosystem
has been investigated on the farmland of Munich Research Association for
Agricultural Ecosystems Research (FAM) in Southern Bavaria. In order to
determine the change of occurrence of
Cirsium arvense
cover abundance were
estimated and shoots were counted at 268 nodes of a 50 x 50 m² grid for each
spring and summer between 1991 to 2000. After switching over the management
from conventional to integrated and organic farming in autumn 1992
C. arvense
has heavily spread. Until 1998 in both farming systems the occurrence of
C. arvense
has increased up to more than 60 % (integrated farming system) and 70 %
(organic farming system) respectively. Furthermore, the cover abundance has
increased in the integrated farming system until 1998. In the years 1999 and
2000 a decrease was observed. In the organic farming system higher amounts of
cover abundance were determined than in the integrated farming system. There, a
decrease of
C. arvense
can not be found until 2000.
M. Belde, F. Mayer (2002):
Analysis of spatial distribution of
Cirsium arvense
L. (Scop.): a simulation study.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
367-374.
Cirsium arvense
is one of the most successful weeds of the world. On the investigation site of
the Munich Research Association for Agricultural Ecosystems Research (FAM) it
has widely spread after changing the management from conventional to integrated
and organic farming. Experimental field studies on dispersal processes are
methodological difficult. Therefore, we developed a spatially explicit
simulation model for the dispersal of
C. arvense
that may serve to identify causes of increase and to deduce management
strategies to control this species. In the years 1997 and 2001
C. arvense
stands were continuously mapped and classified by their cover. The spatial
distribution in 1997 represents the initial state for the grid-based model. The
state of the grid cells is determined by the thistle`s occurrence, the land
use, and the soil moisture. In each grid cell the cover changes depending on
the previously considered parameters and the occurrence of
C. arvense
in the neighbourhood. Transition probabilities were estimated for increase and
decrease of
C. arvense
considering results about sexual and clonal dispersal and literature data. For
the validation of the model the spatial distribution in 2001 has been used. The
simulation results on the arable fields fit well, on the fallow land
C. arvense
has spread more intensely than predicted. By a further development of the
model a more detailed grid will be used.
B. Sprenger, M. Belde, H. Albrecht (2002):
Population dynamics of weeds in different tillage systems.
- Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Sonderheft XVIII,
277-285.
Knowledge of population dynamics can improve weed management and can lead to a
reduction of herbicide application in arable fields. The aim of this
investigation is to detect relations between the soil seed bank and actual weed
vegetation. Such information could be a helpful tool in site specific weed
management. On the FAM (Munich Research Association for Agricultural Ecosystems
Research) station in Southern Bavaria investigations in the seed bank and
seedling emergence were carried out in experimental plots with different
tillage systems. The soil seed bank, plant density and species composition of
weeds were influenced by crop rotation and tillage system. In winterwheat the
experimental plots showed emergence rates from 1 % up to 14,6 % of viable seeds
due to tillage system and crop rotation. Perennial and wind dispersed species
were promoted by the minimum tillage system. Annual dicotyledonous weed species
were found more frequent under ploughed soils.
H. Albrecht, M. Belde, B. Sprenger (2002):
Nutzungsbedingte Vegetationsveränderungen auf der FAM-Versuchsstation:
Ökosystemare Prozesse mit praktischer Bedeutung für Landwirtschaft
und Naturschutz.
- FAM-Bericht 55,
9-18.
Seit 1990 werden auf der FAM-Versuchsstation Veränderungen in der
Vegetationsdecke
untersucht und ihre Ursachen analysiert. Deutliche Zunahmen in der
Artenvielfalt lassen sich dahingehend interpretieren, dass mit einfachen
Mitteln viel fü die Biodiversität in Agrarlandschaften getan werden
kann. Um die Situation der seltenen Arten zu verbessern, wären allerdings
in einzelnen Fällen gezielte Fördermaßnahmen wie Aussaat
nötig. Die bodenschonende Bewirtschaftung im integrierten System, die
große Erfolge für den Bodenschutz gebracht hat, führte zu einem
signifikanten Anstieg der Verunkrautung. Im ökologischen System konnte
anhand von Samenbankanalysen eindrucksvoll die wildkrautreduzierende Wirkung
von Kleegras-Mischungen demonstriert werden. Forschungsschwerpunkte für
das Jahr 2003 werden aufgezeigt.
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