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Lehrstuhl für Vegetationsökologie Personen

Dipl.-Geoecologist Maren Belde


like always: tousled - but with sunglasses!
Dipl.-Geoökologin Maren Belde
Technische Universität München
D-85350 Freising-Weihenstephan
Tel.: ++49 8161 71-5583
Fax: ++49 8161 71-4143
E-Mail: belde@wzw.tum.de

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Publications

About my Person

1989-1995 Study of Geoecology at the Technische Universität Braunschweig
1995-1998 Scientist at the BMBF-Compound Project "Ecosystem Management of Fens", Section B1, "Application of Land Use Models for the Development and Assessment of Management Forms for Species and Biotope Protection" at the Institute of Geography and Geoecology in the Working Group "Agriculture Ecology and System Analysis" of Prof. Otto Richter
1999-2003 Scientist at the BMBF-Project "Research Association for Agricultural Ecosystems München" (FAM) , Section DI 1, Valuation, Forecast, and Control of Development of Weed Flora at the Chair of Vegetation Ecology
Passion Creating HTML-Files (with a little help from SELFHTML ) and Mercutio
Vice Perfection e


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Z stands for courage of one´s opinions
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Kurt Stübers 'online library of historic biological books'


Focus of Research

  • 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 )
  • Cellular Automata (grid-based Models), Dispersal Models
  • Expert Systems, Knowledge Acquisation
  • Model Coupling with a Geographic Informationsystem (GIS: ArcView)
  • Yield and Feed Quality Model for Plant Species of Fens
  • Weed Flora: Forecast Models of Seedling Emergence Rates and the Influence of Weed Plants on the Yield
  • Analysis of Rare Weed Plants as Indicators of Environmental Changes


Publications



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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Maren Belde, 30.09.2004
E-Mail: belde@wzw.tum.de