Species introduction in restoration projects – Evaluation of different techniques for the establishment of semi-natural grasslands in Central and Northwestern Europe

• Published in: Basic and applied ecology Vol. 11; no. 4; pp. 285 - 299
• Main Authors: Kiehl, Kathrin, Kirmer, Anita, Donath, Tobias W., Rasran, Leonid, Hölzel, Norbert
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier GmbH 01.06.2010
• Subjects: biodiversity; disturbed soils; Europe; Ex-arable fields; floodplains; Habitat transfer; harvesting; hay; Hay transfer; landscapes; Local provenance; meadows; provenance; Review; seed dispersal; Seed mixture; seed mixtures; Seeding; seeds; Soil translocation; sowing; topsoil; Topsoil removal; weeds; Europe; Hay transfer; Seed mixture; Local provenance; Habitat transfer; Topsoil removal; Ex-arable fields; Review; Soil translocation; Seeding
• DOI: 10.1016/j.baae.2009.12.004
• ISSN: 1439-1791

During recent decades, many studies have shown that the successful restoration of species-rich grasslands is often seed-limited because of depleted seed banks and limited seed dispersal in modern fragmented landscapes. In Europe, commercial seed mixtures, which are widely used for restoration measures, mostly consist of species and varieties of non-local provenance. The regional biodiversity of a given landscape, however, can be preserved only when seeds or plants of local provenance are used in restoration projects. Furthermore, the transfer of suitable target species of local provenance can strongly enhance restoration success. We review and evaluate the success of currently used near-natural methods for the introduction of target plant species (e.g. seeding of site-specific seed mixtures, transfer of fresh seed-containing hay, vacuum harvesting, transfer of turves or seed-containing soil) on restoration sites, ranging from dry and mesic meadows to floodplain grasslands and fens. Own data combined with literature findings show species establishment rates during the initial phase as well as the persistence of target species during long-term vegetation development on restoration sites. In conclusion, our review indicates that seed limitation can be overcome successfully by most of the reviewed measures for species introduction. The establishment of species-rich grasslands is most successful when seeds, seed-containing plant material or soil are spread on bare soil of ex-arable fields after tilling or topsoil removal, or on raw soils, e.g. in mined areas. In species-poor grasslands without soil disturbance and on older ex-arable fields with dense weed vegetation, final transfer rates were the lowest. For future restoration projects, suitable measures have to be chosen carefully from case to case as they differ considerably in costs and logistic effort. Long-term prospects for restored grassland are especially good when management can be incorporated in agricultural systems. Während der letzten Jahrzehnte haben zahlreiche Untersuchungen gezeigt, dass die erfolgreiche Wiederherstellung artenreicher Graslandvegetation vielerorts durch die mangelnde Verfügbarkeit von Diasporen limitiert wird, da Zielarten in der Samenbank von Renaturierungsflächen fehlen und die Diasporenausbreitung in fragmentierten Landschaften erschwert ist. Handelsübliche Saatmischungen, die in Europa häufig im Rahmen von Begrünungsmaßnahmen verwendet werden, enthalten oftmals Arten oder Unterarten nicht-heimischer Herkunft. Die Biodiversität einer Region kann jedoch nur erhalten werden, wenn im Rahmen von Renaturierungsmaßnahmen gebietseigenes Saatgut oder Pflanzenmaterial verwendet wird. Durch die Einbringung standortangepasster Zielarten gebietseigener Herkunft kann der Renaturierungserfolg deutlich gesteigert werden. Die vorliegende Veröffentlichung analysiert und bewertet unterschiedliche Verfahren zur Ansiedlung von Zielarten (z. B. Ansaat mit gebietsheimischem Saatgut, Übertragung von Mahd- oder Sauggut, Übertragung von Soden oder samenhaltigem Oberboden) im Rahmen der Wiederherstellung artenreicher Graslandvegetation (von Trocken- und Halbtrockenrasen bis hin zu Feuchtgrünland und Niedermoor). Eigene Daten in Kombination mit Literaturangaben dokumentieren sowohl die Artentransferraten in der Initialphase der durchgeführten Maßnahmen als auch die langfristigen Etablierungsraten der eingebrachten Zielarten. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die meisten der untersuchten Artentransfermaßnahmen das Problem der Diasporenlimitierung erfolgreich lösen. Die Etablierung artenreicher Graslandvegetation ist am erfolgreichsten, wenn Saatgut oder samenhaltiges Pflanzen- oder Bodenmaterial auf offenem Boden ehemaliger Äcker (nach Bodenbearbeitung oder Bodenabtrag) oder auf Rohböden (z.B. auf Abgrabungs- oder ehemaligen Bergbauflächen) ausgebracht werden. Bei der Ansiedlung in bestehenden artenarmen Grasländern oder auf älteren Ackerbrachen mit dichter Vegetation waren die Etablierungsraten der eingebrachten Arten am niedrigsten. Für künftige Projekte zur Wiederherstellung artenreicher Graslandvegetation müssen die jeweils geeigneten Verfahren sorgfältig ausgewählt werden, da sie sich hinsichtlich des logistischen Aufwands und der Kosten deutlich unterscheiden. Die langfristigen Perspektiven für neu angelegte Grasländer sind besonders gut, wenn notwendige Managementmaßnahmen in landwirtschaftliche Systeme eingebunden werden können.