Bestimmung wichtiger Pflanzenmerkmale (plant traits) für drei Zwergstraucharten entlang von Nutzungsgradienten. Juniperus communis, Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Sukzession

1.1.1 Ursachen der Sukzession

1.1.2 Wirkung der Sukzession und weitere wachstumsverändernde Parameter

1.1.3 Veränderung der Waldgrenze durch Sukzession

1.2 Pflanzenpyhsiologische Vorgänge

1.3 Zielsetzung und Hypothesen

2 Untersuchungsgebiet

2.1 Geografische Lage

2.2 Geologie

2.3 Klima

2.4 Besiedlungs- und Nutzungsgeschichte

2.5 Vegetation

2.5.1 Mähwiese

2.5.2 Weide

2.5.3 Brache

2.5.4 Feuchtwiesen und Moore

3 Material und Methoden

3.1 Untersuchte Zwergstraucharten

3.1.1 Vaccinium vitis-idaea

3.1.2 Vaccinium myrtillus

3.1.3 Juniperus communis

3.2 Methoden

3.2.1 Messungen im Feld

3.2.2 Messungen im Labor

4 Ergebnisse

4.1 Vaccinium myrtillus

4.1.1 Allometrischer Zusammenhang zwischen Stämmchendurchmessern und Biomassekompartimenten

4.1.2 Gesamtbiomasse und Biomasse einzelner Kompartimente pro Individuum

4.1.3 Korrelation: Fläche der Individuen zur Masse der einzelnen Pflanzenteile

4.1.4 Korrelation: Volumen der Individuen zur Masse der einzelnen Pflanzenteile

4.2 Vaccinium vitis-idaea

4.2.1 Allometrischer Zusammenhang zwischen Stämmchendurchmessern und Biomassekompartimenten

4.2.2 Gesamtbiomasse und Biomasse einzelner Kompartimente pro Individuum

4.2.3 Korrelation: Fläche der Individuen zur Masse der einzelnen Pflanzenteile

4.2.4 Korrelation: Volumen der Individuen zur Masse der einzelnen Pflanzenteile

4.3 Juniperus communis

5 Diskussion

5.1 Methoden zur Erstellung von allometrischen Funktionen

5.2 Biomasseverteilung bei Zwergsträuchern und deren Wachstumsbedingungen

5.3 Auswirkungen des Vorhandenseins von Zwergsträuchern auf deren direkte Umgebung

5.4 Ausblick

6 Fachdidaktischer Teil

6.1 Vorüberlegungen

6.2 Lernen an außerschulischen Lernorten

6.3 Lehrplanbezug und BNE

6.4 Unterrichtsplanung

6.4.1 Ausformulierung des Plans

6.4.2 Stundenbild 1 – theoretische Vorarbeit in der Schule

6.4.3 Stundenbild 2 – Exkursion ins Feld

6.4.4 Stundenbild 3 – Nachbearbeitung der Exkursion

6.4.5 Protokoll für das gesamte Modul und Arbeitsblätter

6.4.6 Arbeitsblätter

Zielsetzung & Themen

Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist die Entwicklung valider allometrischer Funktionen, um die Biomasse der Zwergstraucharten Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea und Juniperus communis effizient im Feld anhand einfacher Messgrößen wie Stammdurchmesser, Fläche oder Volumen abzuschätzen. Die Forschungsfragen zielen dabei auf die Etablierung zuverlässiger Eichkurven ab, um die Biomasse einzelner Pflanzenkomponenten sowie die Gesamtbiomasse direkt bestimmen zu können.

• Entwicklung allometrischer Funktionen für drei alpine Zwergstraucharten.
• Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Stammdurchmesser, Fläche, Volumen und der Biomasse der Pflanzenkomponenten.
• Erhebung der Abhängigkeit des Strauchwachstums von Standortbedingungen und Nährstoffverfügbarkeit.
• Verifizierung der Eignung der erhobenen Funktionen zur Feldbestimmung.
• Didaktische Aufbereitung der Methodik für ein schulisches Projektmodul („Lernen am außerschulischen Lernort“).

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Beschreibt den landschaftlichen Wandel durch die Auflassung alpiner Landwirtschaft sowie die daraus einsetzende sekundäre Sukzession im Alpenraum.

2 Untersuchungsgebiet: Stellt die Kaserstattalm im Tiroler Stubaital als Untersuchungsraum unter Berücksichtigung von Geografie, Geologie, Klima und Vegetationsformen vor.

3 Material und Methoden: Erläutert die Auswahl der Zwergstraucharten sowie die angewandten Feld- und Labormethoden zur Bestimmung der allometrischen Zusammenhänge.

4 Ergebnisse: Präsentiert die erhobenen Daten und Korrelationen zwischen morphologischen Merkmalen und der Biomasse der einzelnen Arten Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea und Juniperus communis.

5 Diskussion: Reflektiert die methodische Vorgehensweise und diskutiert die Einflüsse von Standortparametern auf das Pflanzenwachstum und die Biomasseverteilung.

6 Fachdidaktischer Teil: Überträgt die wissenschaftliche Forschungsarbeit in ein strukturiertes Unterrichtskonzept für die AHS-Oberstufe im Rahmen forschenden Lernens.

Schlüsselwörter

Zwergsträucher, Sukzession, Biomasse, Allometrie, Stammdurchmesser, Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea, Juniperus communis, alpine Landwirtschaft, Bodenversauerung, Forschungsbasiertes Lernen, Unterrichtsplanung, Stubaital, Pflanzenmerkmale, Feldforschung

Häufig gestellte Fragen

Was ist das grundlegende Thema dieser Arbeit?

Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung wichtiger Pflanzenmerkmale bei Zwergsträuchern im alpinen Raum, um eine Methode zur direkten Biomasseabschätzung im Feld zu entwickeln.

Welche Straucharten stehen im Fokus der Untersuchung?

Untersucht werden Vaccinium myrtillus (Heidelbeere), Vaccinium vitis-idaea (Preiselbeere) und Juniperus communis (Wacholder).

Was ist das primäre Ziel der Studie?

Ziel ist die Ermittlung allometrischer Funktionen, die es ermöglichen, die Biomasse von Zwergsträuchern anhand einfacher Feldmessungen wie Stammdurchmesser, Fläche oder Volumen zuverlässig zu bestimmen.

Welche wissenschaftlichen Methoden wurden verwendet?

Es wurde eine Kombination aus Felderhebungen, Biomasseernte und anschließenden Laboruntersuchungen (Trocknung und Analyse der Allometrie) durchgeführt, um Eichkurven zu erstellen.

Was wird im fachdidaktischen Teil behandelt?

Der fachdidaktische Teil überträgt das Forschungsprojekt in ein sechsstündiges Unterrichtsmodul für die AHS-Oberstufe, das auf forschendem Lernen an außerschulischen Lernorten basiert.

Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit?

Zentrale Begriffe sind Allometrie, Sukzession, alpine Landwirtschaft, Biomasse-Eichkurven und Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Wie korreliert der Stammdurchmesser mit der Biomasse?

Die Ergebnisse zeigen meist proportional gute lineare oder polynomische Zusammenhänge, wobei ein Bestimmtheitsmaß (R²) von nahezu 1 bei den besten Methoden erreicht wurde.

Warum variiert das Strauchwachstum trotz gleicher Art?

Das Wachstum hängt stark von bodenspezifischen Faktoren wie Nährstoffversorgung, pH-Wert und Feuchtigkeit ab, die je nach Standort (Höhengradienten, Bodenart) unterschiedlich ausgeprägt sind.