Monitoring mittels Bodenmoosen auf der Integrated Monitoringfläche Zöbelboden 2010

Diese Diplomarbeit umfasst das fünfte Monitoring der Bodenmoose am Zöbelboden. Das Integrated Monitoring am Zöbelboden ist ein Europa weites Projekt zur der Eindämmung der Luftschadstoffe und wird von der United Nations Economic Commission for Europe(UNECE) geleitet. Um einen Vergleich innerhalb des Projektes zwischen den verschiedenen Ländern zu ermöglichen, läuft das Monitoring nach bestimmten vorgegeben Kriterien ab. Neben dem Monitoring von Moosen beinhaltet das Integrated Monitoring noch viele andere Fachbereiche. Österreich ist Teil des Projekts weil die Alpen eine natürliche Barriere bilden. Der dadurch verursachte Staueffekt hat als Resultat, dass viele der grenz überschreiteten Luftschadstoffe über Österreich verweilen. Der Zöbelboden als Hintergrundgebiets ist ein guter Standort für die Messung der grenzüberschreiteten Luftschadstoffe, weil in der Region des Zöbelbodens kaum Schadstoffe produziert werden. Moose wurden schon seit langem als Bioindikatoren verwendet. Der Grund warum Moose so gute Bioindikatoren sind ist der, dass die meisten Moose ihre gesamten Nährstoffe über die Luft oder durch den Niederschlag aufnehmen. Nur wenige Gattungen haben Leitgewebe und Wurzeln die eine Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden ermöglichen. Der Zöbelboden wird von zwei Geländeformationen geprägt, einen Steilhang und einem Plateau. In diesen beiden Geländeformationen wurden mehrere Untersuchungsplots für terrestrische sowie epiphytische Moose angelegt. Über die gesamte Zeit der Untersuchung wurden verschiedene Untersuchungsplots aus verschiedensten Gründen, wie zum Beispiel Windwurf oder auch Überwucherung von Macrophanerophyten, zerstört. Deswegen mussten neue Polts angelegt werden. Von jedem Untersuchungsplot wurde eine Geländeaufnahme gemacht die stets immer auf demselben Winkel gemacht wurde wie in vorhergegangen Monitorings. Von den einzelnen Untersuchungsplots wurden Bilder aufgenommen, die Luftbilder ähneln. Die Bilder wurden mit einem Winkel von 90 Grad auf die Untersuchungsfläche gemacht. Mit dem Computerprogramm GIS 9.3 wurden die Grenzen gezogen die jede Moosart in den Plot einnimmt. Durch ein ground truthing wurden die gezogen grenzen nochmals im Freiland überprüft. Von den digitalisierten Untersuchungsplots wurden die Flächen die jede Art einnimmt berechnet. Folgende Fragen wurden statistisch ausgearbeitet: Können steigende bzw. fallende Trends einer Art innerhalb eines Untersuchungsplots über den gesamten Zeitraums des Projekts gezeigt werden? Gibt es Verschiebungen der Abundanz, zwischen den im Untersuchungsplot vorkommenden Arten? Können Unterschiede der Abundanz zwischen Steilhang und Plateau festgestellt werden? Der Neumann Trend Test sollte bestehende Trends die sich im Laufe der Jahre entwickelt haben zeigen. Um Verschiebungen der Abundanz von zwei Arten in einem Untersuchungsplots festzustellen wurde der Wilcoxon matched pair test verwendet. Ein General Mixed Linear Model wurde erstellt um herauszufinden ob bestimmte Arten unterschiedliche Abundanzen im Steilhang zum Plateau aufweisen. Das General Mixed Linear Model konnte allerdings für keine Art signifikante Unterschiede zwischen Plateau und Steilhang zeigen. Es wurden lediglich auf Abweichungen der Abundanz zwischen den einzelnen Untersuchungsjahren und oder der einzelnen Plots hingewiesen. Außerdem konnte das General Mixed Linear Model für manche Arten einen bestimmten Trend in dieselbe Richtung von Plateau und Steilhang beweisen. Ein fallender oder steigender Trend wurde von Neumann Trent Test für manche Arten bestätigt. Dabei handelte es sich vorwiegende um Arten in allen Untersuchungsflächen vermehrt vorkamen, wie das zum Beispiel bei Hynum cupressiforme und Leucobryum glaucum der Fall war um nur einige wenige zu nennen. Auch der Wilcoxon matched pair test konnte Verschiebungen zwischen zwei im Plot vorkommenden Arten über die gesamten Jahre des Öfteren bestätigen. Neben mechanischen Zerstörungen aufgrund von Tierfraß sowie Eutrophierung war die Konkurrenz von anderen im Plots vorkommenden Moosarten sowie höheren Pflanzen der Hauptgrund für diese, von Wilcoxon matched pair test gezeigten, Verschiebungen der Abundanzen. Der monoton steigende Trend von Laubblättern in fast allen Plots ist sehr markant. Die zu stellende Frage ist hierzu nur ob es sich wirklich um einen Trend handelt oder einfach nur um einen subjektiven Effekt der verschiedenen Biologen. Weiterführende Untersuchungen und Monitorings sind zu der Beantwortung der noch unbeantworteten Fragen von Nöten.This diploma thesis is a part of an extensive research into the long-range Trans-Boundary air pollution. This program was formed by the UN-ECE, and includes a large part of the European continent. Although the Alps Mountain Range provides Austria with a natural boundary, it also acts as an impediment by trapping and depositing the air pollution as it travels over Austria. Integrated monitoring is a tool used to conduct the research into the air pollution deposits over the Alps. Essentially, integrated monitoring involves the participation of all participating countries in selecting a sensible ecosystem for long term monitoring. In Austria, the integrated monitoring area is called Zöbelboden. It is a „Hintergrundgebiet,” which simply means that there is hardly any production of air pollution in this region. Therefore, this area is an excellent test environment for long-range trans-boundary air pollution. The Zöbelboden has two main formations; a slope and a plateau. One part of the integrated monitoring is the monitoring of epiphytic and terrestrial mosses. In each of those two formations, a number of plots for epiphytic and terrestrial mosses were laid out. Mosses have already been used as bio-indicators for many years. The reasons why they are such great bio indicators is mainly because they intake most of their nutrition through the air or precipitation. Only a few species have roots, which allow absorption of nutrition from the soil. Additionally, this diploma thesis will discuss the fifth terrestical moss monitoring, which occured over an 18 year period. Some plots would have led to por data due to windfall. In one plot particulary no mosses could be located. Those two circumstances required the creation of new plots. Photographs of each plot were taken at 90-degree angle. Those pictures were used to create the borders of the area which each species had been captured. A second visit to each plot was necessary to ensure that the borders were correctly drawn.With GIS 9.3, the areas from each species were digitalized and calculated. The following questions were posed: Can a trend in each species’ plot be identified over a period of time? Are there any shifts in densities between other species in the same plot? Is there a vast difference in the abundance of a species between the slope and plateau formations? The Neumann trend test was used to determine a to determine fluctuations in species during the years of research. The Wilcoxon test assisted in finding out if there were any shifts between species in the plots. General mixed linear models were also created to compare differences in densities of species between the slope and plateau formations. Statistica 8 and Microsoft Excel were used for statistical calculations. The first two questions were done for each plot, whereas the third question just included the more common moss species. Amongst the slope and plateau formations, the general mixed linear model did not reveal any significant differences for any species. The model only displayed a main trend in the same direction of both formations. The only significant variances that the general mixed linear model identified, was between the plots, regardless of the formation the are in and the years of which each monitoring had taken place. In certain instances, a trend for some species in a plot could be detected with the Neumann trend test. Specifically in the more common species, such as Hypnum cupressiforme and Leucobryum glaucum, just to name a few. The Wilcoxon matched pair test also revealed variances of abundance between certain species in the plots. The reasons for the shift in abundance might be because of mechanically damages from animals and or of eutrophication, as well as competition between the different moss species or higher plants. One trend that peaked out was the increase of leaves in the plots. The question is weather the increase of leaves is just a subjective effect of the different researcher or a real trend. Currently, a lot of questions still remain unanswered. With the help of additional monitoring, will we be closer to obtaining all of the answers