The relevance of urban structure to the occurrence of plant species with special regard to Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. ? exemplified at Stuttgart

Die Bedeutung städtischer Gliederungsmuster und ökologischer Faktoren für das Vorkommen von spontanen und subspontanen Pflanzenarten wird in dieser Arbeit exemplarisch dargestellt. Ein Skalenmodell stadtökologischer Forschungsebenen dient dazu, den räumlichen Bereich zu strukturieren, auf den die Fragestellung Anwendung findet. Hierbei wird zwischen der Agglomeration Stuttgart, Haupt-Landnutzungstypen, der Kernstadt Stuttgart, unterschiedlichen Bebauungstypen innerhalb der Kernstadt und sogenannten ?Bodennutzungstypen? unterschieden. Die Bodennutzungstypen (z.B. Rasenflächen, Gebüsche, Beete, Bodendeckerrabatten oder Pflasterritzen) als kleinräumliche, abgrenzbare Einheiten werden durch die stetigsten Pflanzenarten charakterisiert sowie bodenkundlich und klimatologisch analysiert. Mit Hilfe von ?ökologischen Steckbriefen? einiger Pflanzenarten, deren exponiertestes Beispiel Paulownia tomentosa ist, läßt sich eine artspezifische Prognose des Vorkommens spontaner Pflanzenarten in der Kernstadt durchführen. Zusammenfassend läßt sich die Fragestellung folgendermaßen darstellen: Wenn eine Abhängigkeit - der Pflanzenarten und Pflanzengemeinschaften von Bodennutzungstypen, - der Bodennutzungstypen von Bebauungstypen und - der Bebauungstypen von der räumlichen Lage in der Kernstadt gegeben ist, dann besteht eine Abhängigkeit der Pflanzenarten und Pflanzengemeinschaften von ihrer Lage in der Kernstadt. Zur Prüfung dieser Hypothese werden die konkreten Bebauungstypen und Bodennutzungstypen randomisiert ausgewählt und Vegetationsaufnahmen durchgeführt. Die bisherige stadtökologische Forschung orientiert sich bei der Modellbildung an der kompakten Kernstadt, die der räumlichen Struktur einer modernen Großstadt als Agglomeration nicht gerecht wird. Daher wird zunächst ein entsprechendes Agglomerationsmodell konzipiert und in seiner historischen Genese am Beispiel Stuttgarts erläutert. Spontane Pflanzenarten zeigen selbst auf dieser Ebene eine Abhängigkeit von der Landnutzung: So findet man z.B. spontane Blauglockenbäume im Stuttgarter Stadtgebiet weder in Wäldern oder Forsten, noch in landwirtschaftlich genutzten Flächen. Sie kommen fast ausschließlich in Siedlungen der Kernstadtbereiche von Stuttgart, Feuerbach und Bad Cannstatt vor. Die Stuttgarter Kernstadt läßt sich in drei Zonen einteilen: Großformbebauung im Zentrum, eine sich daran anschließende Blockbebauungszone und eine Einzelhausbebauungszone, zumeist in Hanglage. Weitere Bebauungstypen wie z.B. Villenbebauung, Friedhöfe, Parkanlagen oder Industrieareale verteilen sich in charakteristischer Weise auf diese Zonen. Es wird ein Schema der Verteilung der Bebauungstypen innerhalb der Kernstadt vorgestellt. Paulownia tomentosa findet man am häufigsten in der Zone der Blockbebauung, gefolgt von der Zone der Großformbebauung, wobei klimatische und historische Gründe eine wichtige Rolle spielen. Über 90% der Wuchsorte des Blauglockenbaumes befinden sich in Ritzen entlang von Mauer- und Häusersockeln, geschotterten Flächen und Brachflächen, die sich durch Nährstoffarmut bei hohen pH-Werten und durch im Sommer trockene Böden mit sehr heißen Bodenoberflächen auszeichnen. Das Vorkommen der Art ist daher an die hiermit verknüpften Bodennutzungstypen gebunden und wird weiterhin durch unterschiedlich intensive Pflege beeinflußt. Der prozentuale Anteil der Bodennutzungstypen an Bebauungstypen und die relative Lage der Bebauungstypen in der Kernstadt können als Indikatoren für das spontane Auftreten von Pflanzenarten herangezogen werden, wie sich am Beispiel Paulownia tomentosa veranschaulichen läßt. Weiterhin kann dieser Ansatz genutzt werden, um zukünftige Ausbreitungsprozesse von Pflanzenarten vorherzusagen.The relevance of urban landuse patterns and ecological factors for the occurrence of spontaneously and subspontaneously growing plant species is the subject of this doctoral thesis. First a model of scales for urban ecological research is introduced in order to structure the different hypotheses. This model distinguishes between the agglomeration Stuttgart, separated in main ?landuse types? (forest, agricultural area, settlement), the central city of Stuttgart, "building structure/free space types" and ?types of soil use?. The types of soil use (e.g. lawns, bushes, flower-beds or pavements) are characterised by the most frequent plant species. Moreover their soils are analysed and they are described climatically. In cities average types of soil use (concerning the chemical characterisation of soils) are wide-spread. Some plant species (e.g. Paulownia tomentosa) are described more in detail, concerning their ecological traits and their preferential occurrence on each spacial scale. The hypothesis is tested: If there is a dependence - of plant species and phytocoenoses on types of soil use - and of types of soil use on building structure/free space types - and of building structure/free space types on their location within the city centre, - then there is a dependence of plant species and their phytocoenoses on the location within the city. To test this hypothesis, some building structure/free space types and types of soil use were selected at random and there vegetation relevés were collected. An attempt is made to construct an improved model of a big city, representing an agglomeration. On the spatial level of the agglomeration Stuttgart Paulownia tomentosa can be found neither in forests nor in agricultural area. It is growing within settlements only, namely within the central built-up areas of Stuttgart, Feuerbach and Bad Cannstatt. The city centre of Stuttgart can be divided into three zones: the central business district with big department stores and banking houses, bordering on old apartment houses and detached houses (especially at the slopes). Other building structure/free space types (like villas, graveyards, parks, or industrial areas) are mingled in these zones. A scheme is outlined which shows how the different building structure/free space types are scattered over the central city. Paulownia tomentosa can be detected most frequently within the zone of old apartment houses. Historical and climatological reasons are important for this result, too. More than 90% of the sites where Paulownia tomentosa is growing are cracks: cracks along the bottom of buildings, gravelled area and urban wasteland. The sites are characterised by a low level of nutrients, high pH-values and soils which extremely dry out in summer. So the occurrence of the species depends on the presence of special types of soil use. A low intensity of gardencare is a further important factor for its presence. Paulownia tomentosa is an exemplification showing how the ecological traits of a species and its dependence from the presence of structural types can be used to find the places where it is growing. In the case of Paulownia this attempt can be used to forecast the expected further spread