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PUBLIKATIONEN // FAKULTÄT UMWELTINGENIEURWESEN
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Zeitschriftenbeiträge (peer-reviewed)

2016

Frosch, B.; Jäckle, H.; Mhamdi, A.; Achhal El Kadmiri, A.; Rudner, M.; Deil, U. (2016): Sacred sites in north-western Morocco - naturalness of their vegetation and conservation value for vulnerable plant species. . Feddes Repertorium 127, S.83-103.

The vegetation and flora of 86 sacred sites (surroundings of tombs of local saints, cemeteries) in NW Morocco was studied to assess their conservation value for undisturbed Mediterranean evergreen forests and vulnerable plants. Habitats were mapped, based on life form, maximum height and cover value, and classified according to naturalness. Vascular plants were classified according to pre-defined risk factors like stenochory or grazing sensitivity. Naturalness index and refugial value were calculated for each site. Only 20% of the mapped site area was closed forest. On many places, human impact had created a vegetation mosaic. Most of the vulnerable plants were mesophilous forest species or grazing sensitive taxa. Endemic species occurred only rarely. The occurrence of vulnerable plants and the naturalness of the vegetation were positively correlated. Sacred site extension had no significant effect on the number of vulnerable species. Results indicate a limited relevance of sacred sites in northern Morocco for the protection of intact forests and vulnerable plants. However, these localities can play an important role as stepping stones in agricultural landscapes. They protect plants, sensitive to opening of the tree layer, to deforestation and to intense grazing. Certain formerly widespread forest communities survived exclusively on sacred sites.

2014

Jopp, L.; Rudner, M. (2014): Quantifizierung wesentlicher Umweltfaktoren von Allium ursinum- Beständen in Wäldern des Kaiserstuhls. standort.wald 48, S.87-92.

In Waldern des Kaiserstuhls wurde untersucht, welche Umweltfaktoren das Auftreten und die Dichte von Allium ursinum-Beständen beeinflussen. Hierzu wurde auf der Ostseite des Kaiserstuhls nach einer stratifizierten zufälligen Probenahme die Dichte der Bärlauch-Bestände und eine Reihe von Umweltvariablen erhoben. Es zeigt sich, dass die Hangneigung die Eignung für Bärlauch-Bestände gut erklären kann. Die Dichte der Bestände hängt zudem von der Mächtigkeit der Humusauflage, dem pH-Wert des Oberbodens und dem Bodenwassergehalt ab. Das gewählte Regressionsmodell erklärt 79 % der Devianz der erfassten Dichten und kann damit als sehr gutes Ergebnis eingestuft werden. Das Modell gilt aufgrund der verwendeten Daten nur für die Walder auf der Ostseite des Kaiserstuhls, da westliche Expositionen im Datensatz nicht vertreten sind.

2013

Jäckle, H.; Rudner, M.; Deil, U. (2013): Density, spatial pattern and relief features of Sacred Sites in Northern Morocco. Landscape Online 32, S.1-16.
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Sacred sites are of conservation value because of their spiritual meaning, as cultural heritage and as remnants of near-natural biotopes in landscapes strongly transformed by man. The vegetation of sacred sites in Morocco was studied recently. Information about their number, spatial pattern or relief position is fragmentary. However, these parameters are important to evaluate their role as refuge for organisms and their representativeness of potential natural vegetation. Therefore, density and spatial pattern of sacred sites on the in NW Morocco were studied based on records on topographic maps and by ground check. Their relief position was examined calculating a logistic regression model based on site-presences and random pseudo-absences. A ground check showed that around 67% of the existing sacred sites are documented in the topographic maps. They occur in the whole study area but are agglomerated around settlements. Although sacred sites occur with preference at elevated sites they can be found in almost all relief positions, thus offering the potential of supporting different types of climax vegetation (climatic climax and pedoclimax). Because of their abundance (around 29 sacred sites / 100 skm) and their distribution pattern they could serve as elements of a biotope network in degraded landscapes.

2012

Rudner, M.; Groß, M. (2012): Funktionelle Pflanzentypen für Borstgrasrasen im Schwarzwald. Tuexenia 32, S.141-166.
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Borstgrasrasen, ein prägender Bestandteil der Kulturlandschaft im Schwarzwald, sind in starkem Wandel begriffen, der in erster Linie von Änderungen der Landnutzung abhängt. Um die funktionellen Zusammenhänge in den Borstgrasrasen abbilden zu können, werden die dort vorkommenden Arten zu funktionellen Pflanzentypen gruppiert. Für diese Klassifikation der Arten werden Merkmale herangezogen, die funktionell mit der Reaktion der Arten auf unterschiedlich intensive Beweidung oder Pflege in Zusammenhang stehen. Zum einen wird an ausgewählten Merkmalen, die vor Ort gemessen wurden, überprüft, wie sie bei ausgewählten Arten innerhalb und zwischen Beständen und schließlich auch zwischen den Arten variieren, um deren Eignung für eine Klassifikation zu prüfen. Zum anderen werden Eigenschaften für eine Reihe von Arten aus der Merkmals-Datenbank LEDA abgefragt und zur Ableitung von funktionellen Pflanzentypen (PFTs) mittels numerischer Klassifikation verwendet. Es zeigt sich, dass einige Eigenschaften wie die spezifische Blattfläche (SLA) eine gute Eignung für die Differenzierung von Arten und Beständen haben, da sie nur bei einigen Arten und zudem wenig plastisch auf unterschiedlich intensive Beweidung reagieren. Andere Merkmale, wie das C/N-Verhältnis der Blätter, variieren sehr stark innerhalb einiger Arten und eignen sich somit weniger für eine Klassifikation. Diese ergibt 17 PFTs, die zunächst nach der Lebensform unterschieden werden und dann insbesondere nach den Kriterien Anordnung der Blätter, spezifische Blattfläche und Blattfläche weiter untergliedert werden Einige PFTs zeigen klar unterschiedliche Deckungswerte in verschiedenen Typen von Borst - gras rasen. Andere tragen nicht zur Differenzierung der Rasen bei, da sie in den unterschiedlichen Borstgrasrasen durchgehend Matrixarten enthalten oder überall nur spärlich auftreten. Eine grafische Auswertung nach dem ordinalen LHS-Ansatz (je eine Achse für SLA, Wuchshöhe und Samenmasse) zeigt eine einigermaßen klare Differenzierung der meisten der o. g. Typen von Borstgrasrasen. So sind beide Ansätze, PFT und LHS, geeignet, um eine Zuordnung des Nutzungstyps der Borstgrasrasen vorzunehmen.

Schmitt, C.; Senbeta, F.; Woldemariam, T.; Rudner, M.; Denich, M. (2012): Importance of regional climates for species distribution patterns in moist Afromontane forest. Journal of Vegetation Science 24, S.553-568.

Questions: How are plant species distribution patterns in tropical montane forest linked to altitude, regional climate and geographic location? Which climatic variables are most important in explaining variations in floristic diversity?What are potential effects of climate change on species diversity? Location: Ethiopia. Methods: Vegetation surveys were conducted in 180 study plots distributed across five moist montane forest areas in southwest and southeast Ethiopia (1000–2300 m a.s.l.). Temperature and precipitation data, as well as bioclimatic variables, were derived for each study plot from the WorldClim global climate data set. Species and climate data were analysed with direct and indirect ordination techniques andmultivariate regression trees (MRT). Results: Each of the sampled forest areas showed a distinct species composition and was governed by a particular regional temperature and precipitation pattern related to the topographic variability of the Ethiopian highlands. Hence, a general altitudinal cut-off level for different forest types applicable in all five moist montane forest areas could not be identified. The most important bioclimatic variable in determining species distribution patterns was the amount of precipitation after the dry season (i.e. precipitation in the warmest quarter), followed by minimum temperature in the coldest month. At a lower hierarchical level, temperature and precipitation seasonality were also identified as significant discriminating variables. Generally, in areas with high precipitation during the warmest quarter (288 mm) and low minimum temperature in the coldest month (<10.9 °C), the number of Afromontane species was highest and that of Guineo–Congolian species lowest. Conclusions: The altitudinal effect on species diversity in the Ethiopian moist montane forests is strongly modified by regional differences in precipitation and temperature regime. The predicted increase in temperature for the Ethiopian highlands due to climate change is likely to affect the distribution of the endemic Afromontane species. Furthermore, the study highlights the need for systematic on-the-ground measurements of climate variables in tropical montane areas in order to understand the current climate regime and as a basis for modelling future changes.

2011

Rudner, M. (2011): Ephemeral wetland vegetation in Mediterranean heathland and maquis communities. Wetlands 31 (3), S.551-562.

Ephemeral wetland vegetation in shallow depressions in gaps of woody vegetation is less prominent than vernal pool vegetation and thus often disregarded despite its protection by EU habitat directive. Depending on the variability of precipitation in the Mediterranean zone, ephemeral species vary considerably from year to year. My study examined whether the occurrence of ephemeral wetland vegetation in Mediterranean heathland and maquis (shrubland) communities is associated with certain scrub types. I also investigated whether the cover of dwarf rush communities can be quantified by dependence on topographic parameters on a landscape scale. The study area, chosen as a typical heath-maquis example, lies in Southern Spain. I analyzed the vegetation complexes using classification by floristic similarity and indirect and direct ordination techniques. Habitat suitability modelling was made using generalized linear models. The results show that ephemeral wetland vegetation was associated with maquis communities dominated by Pistacia lentiscus. Atlantic heathlands did not co-occur with ephemeral wetlands. Ephemeral wetland species were rare in scrub communities on clayey soils. The cover of ephemeral wetland vegetation in shallow depressions could be well predicted with topographic variables at a 10 m×10 m resolution. The inclusion of soil moisture, a variable only available for the sampling sites, enhanced model predictions remarkably. Modelling of the cover of ephemeral wetlands is crucial for the consideration of these communities in conservation planning.

Dolos, K.; Rudner, M. (2011): Seasonal variability and phenology of dwarf rush communities in Southern Spain. Ecologia Mediterranea 37 (1), S.69-82.
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In the southwest of the Iberian Peninsula dwarf rush communities belong to the class Isoëto- Nanojuncetea and constitute the ephemeral wetland vegetation. The hydrological conditions are determined by the Mediterranean precipitation regime and therefore vary with the seasons. Previous studies found this vegetation type to be highly dynamic in time and space, but until now drivers of this dynamic are not well known. Nonetheless, this dynamic should be considered in evaluating the current state of dwarf rush communities protected by the EU Habitats Directive. For that reason we aim a) to describe and to clarify the influence of the temperature sums and soil water balance on the seasonal dynamic and the phenological development and b) to decide whether separate phenological or ecological phases exist. Vegetation was surveyed in permanent plots and selected environmental parameters were measured in the study region Campo de Gibraltar (Spain) in spring 2008. Multivariate ordination, variation partitioning, calculation of turnover rates and examination of the flowering phases were employed to characterise the vegetation dynamics and to separate the influence of temperature sums and the soil water balance on phenological development. We show that the variability of ephemeral dwarf rush communities was high and equally partitioned in time and space. Temperature sums and soil water balance were the main drivers of phenological development and seasonal species turnover. Species turnover was largest when dry periods occurred. A differentiated examination of the flowering phases of Radiola linoides and Solenopsis laurentia revealed a considerable time lag of 10 days correlated to differences in the soil moisture content at the growing sites. These findings suggest that soil moisture is an important driver of the temporal dynamics. The parallel temporal development of the vegetation in the permanent plots indicates that no independent ecophases exist. Overlapping flowering phases of species of the Isoëto- Nanojuncetea and Helianthemetea (rock rose communities) support earlier findings that the temporal replacement of Isoëto-Nanojuncetea species by Helianthemetea species is marked by a gradual turnover rather than an abrupt shift.

2010

Rudner, M. (2010): Habitateignungsmodelle auf der Grundlage von Expertenwissen – ein Vergleich von Fuzzy-Logik Ansätzen am Beispiel westmediterraner Zwergbinsenrasen. Waldökologie, Landschaftsforschung und Naturschutz 9, S.39-48.
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Ausgehend von der Frage, ob es möglich ist, für selten auftretende Pflanzenarten oder Vegetationstypen auf der Grundlage vorhandenen Expertenwissens ein Modell zu erstellen, das die Realnische des Zieltaxons zutreffend beschreibt, werden hier zwei Fuzzy-Logik-Ansätze verglichen. Am Beispiel westmediterraner Zwergbinsenrasen (I s o e t o - N a n o j u n c e t e a ) wird untersucht, ob sich ein weitgehend fuzzifizierter Ansatz, der alle Eingangs- und Ergebnisvariablen als linguistische Variablen behandelt und einen umfangreichen Regelsatz benötigt, sich besser eignet als ein Ansatz, bei dem für jedes Zieltaxon die Habitateignung über eine Zugehörigkeitsfunktion pro Umweltvariable formuliert wird. Die Modellierung gelingt mit beiden Verfahren ähnlich gut. Die Vor- und Nachteile der beiden Fuzzy-Logik-Ansätze werden abgewogen. Insgesamt wird klar, dass sich dieser Weg für die Beschreibung der Realnische gut eignet und die Wahl der Variante in Abhängigkeit von der Fragestellung erfolgen sollte. Die Erarbeitung wissensbasierter Habitateignungsmodelle stellt einen sinnvollen Schritt dar, um seltenere Taxa in Landschaftsmodelle mit aufzunehmen.

Glunk, V.; Rudner, M. (2010): Zur Vegetation von Kleinstrukturen im Mittleren Schwarzwald und deren Eignung als Refugium für Arten der Magerweiden. Tuexenia 30, S.149-168.
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In der Mittelgebirgslandschaft des Mittleren Schwarzwaldes werden wenig ertragreiche Weideflächen zunehmend aufgelassen oder aufgeforstet. Ertragreichere Flächen werden gedüngt und intensiver genutzt. Der Flächenanteil magerer Weideflächen in mittleren Höhenlagen geht immer weiter zurück. Im Mittleren Schwarzwald sind dies Besen ginsterweiden oder Borstgrasrasen, die beide als FFHLebensraumtyp naturschutzfach lich von Bedeutung sind. In diesem Kontext wurde unter sucht, ob Kleinstrukturen in der Landschaft, wie z. B. Böschungen oder Weidezaunbereiche, für die Artenvielfalt im Raum von Bedeutung sind und ob sich diese Strukturen als Refugien für die Arten der Magerweiden eignen. In zwei Tälern wurden die Kleinstrukturen in Höhenlagen von 400 bis 800 m ü. NN kartiert. An 60 stratifiziert zufällig auf den Kleinstrukturen verteilten Punkten wurden Vegetationsaufnahmen gemacht. Die Vegetationsdaten wurden klassifiziert und einer Korrespondenzanalyse (CA) unterzogen. Auf den untersuchten Kleinstrukturen lassen sich fünf verschiedene Vegetationseinheiten unter scheiden, die nicht an spezielle Typen von Kleinstrukturen gebunden sind. Vier dieser Einheiten können den montanen Borstgrasrasen zugeordnet werden, die fünfte ist eher als Saumgesellschaft anzusprechen. Die Vegetation der Kleinstrukturen wurde mit der Vegetation von Magerweiden in der gleichen Region und der gleichen Höhenlage mit Hilfe einer weiteren Ordination (CA) verglichen. Die beiden Vegetationsdatensätze sind auf der ersten Ordinationsachse weitgehend vonein ander getrennt. Die Vegetation der Kleinstrukturen hat einige Gemeinsamkeiten mit der Vegetation magerer Weideflächen, wird darüber hinaus aber von der umgebenden Vegetation stark beeinflusst. So finden sich z. B. Ajuga reptans, Filipendula ulmaria und Hieracium lachenalii eher in den Kleinstrukturen als auf den Magerweiden. Aber auch Kennarten der Nardetalia wie Galium saxatile, Luzula multiflora oder Meum athamanticum haben dort ihren Schwerpunkt. Kleinstrukturen sind artenreicher als Weideflächen. Hier heben sich insbesondere Felsflächen und Böschungen am Wegrand deutlich ab. Dieser Sachverhalt wird zum einen der strukturellen Vielfalt und zum anderen Randeffekten, die bei Kleinstrukturen aufgrund ihrer Geometrie eine große Rolle spielen, zugeschrieben. Kleinstrukturen können so zu einem gewissen Grad eine Rolle als Refugium für Arten der Magerweiden spielen. Die Artenkombination weicht aber in den meisten Fällen deutlich von derjenigen der Magerweiden ab.

Schaich, H.; Rudner, M.; Konold, W. (2010): Restoration of floodplain grassland in Luxembourg: short-term impact for river restoration and grazing on vegetation. Agriculture, Ecosystems and Environment 139, S.142-149.

In 2003, the Syr River was redirected from a channel running along the valley edge into a slightly reshaped riverbed on the valley floor, after which, in 2004, a low intensity (1.0 livestock units ha−1), year-round grazing system with Galloway cattle was introduced on a 24 ha floodplain pasture. 200 permanent plots were randomly distributed on the floodplain pasture to study vegetation development between 2004 and 2006 under the influence of the combined rewetting and grazing regime. The effect of grazing was investigated separately in 16 grazing exclosures (comprising 64 grazed and 64 control plots) in different habitat types during 2005–2007. At each plot, vegetation composition was surveyed using a decimal scale to determine cover estimates, and vegetation structure and grazing impact indicators were determined. Non-metric multidimensional scaling revealed that the restoration measures triggered a marked short-term shift in vegetation composition. The intensity and direction of this shift varied clearly along a topographical gradient in the floodplain. Species richness increased significantly, and typical wetland species and Red Data Book species were favoured in the riparian area. Grazing hindered rapid species turnover since the turnover rate in grazed plots (from 2006 to 2007: 0.29) was significantly (p < 0.05) lower than in control plots (0.35). Species richness differed significantly (p < 0.001) between 15.8 species per plot in the grazed to 10.1 in the control treatment (in 2007). The short-term trial suggests that river restoration and moderate grazing in combination may represent a promising strategy for the restoration of floodplain wetlands.

2008

Schröder, B.; Rudner, M.; Biedermann, R.; Kögl, H.; Kleyer, M. (2008): A landscape model for quantifying the trade-off between conservation needs and economic constraints in the management of a semi-natural grassland community. Biological Conservation 141, S.719-732.

We present a landscape model to investigate the ecological consequences and costs of different management regimes in semi-natural grasslands. The model integrates dynamic abiotic conditions, management (i.e. disturbance) regime and response of more than 50 characteristic plant and insect species by modelling the dynamics of relevant niche parameters as predictors for species distribution models. We compare our results for exemplary scenarios differing in spatial and temporal scales and exemplary species belonging to different functional groups through several steps of aggregation. Our analysis aims at the question whether an infrequent massive disturbance by rototilling can serve as a less expensive alternative to annual mowing for preserving the characteristic species composition of open dry grasslands in Southern Germany. Rototilling results in a shifting mosaic determining the habitat quality for plant and animal species that may reduce the survival of local or regional populations. For some meadow species as well as the encroaching shrub species, rototilling has a detrimental effect on regional habitat quality. Other species, e.g. weeds and annual pioneers, strongly benefit or show only negligible reaction. Since this is a multi-objective problem, there is a no magic bullet in selecting an optimum scenario of measures. But by visualising the trade-off between ecological consequences and costs, our model is a valuable tool for conservation managers providing a sound scientific basis for management decisions relying on available ecological knowledge. It is also an interesting example for a model describing complex communities in a relatively simple way, simultaneously considering the main driving factors.

2007

Rudner, M.; Biedermann, R.; Schröder, B.; Kleyer, M. (2007): Integrated Grid Based Ecological and Economic (INGRID) Landscape Model - A tool to support landscape management decisions. Environmental Modelling & Software 22, S.177-187.

The aim of the INGRID landscape model is to simulate the ecological effects of management schemes for dry grasslands and to calculate costs in order to serve as decision tool for nature conservation agencies. To predict the local and regional risk of extinction of plants and animals with respect to different management scenarios/disturbance regimes, we apply modelling approaches on different scales and levels of hierarchy. We integrate abiotic and biotic state variables, processes and complex interactions in a spatially explicit way into the INGRID modelling shell. Data and parameters necessary for reliable modelling were determined empirically in a study site in southern Germany. Subsystems of the overall model are empirically parameterised and validated by means of extensive field surveys. The INGRID landscape model is still in development to be customised to administrative application. In this paper we give an overview on the landscape modelling shell and demonstrate the general structure of the INGRID landscape model. Preliminary results are exemplified with respect to habitat modelling, nature conservation evaluation, and economic modelling of two management scenarios. 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.


Zeitschriftenbeiträge

2016

Schaidhauf, R. (2016): Flexibilization of Biogas Plants through Intelligent Automation Generates Earning Opportunities. scientific.net / Advanced Engineering Forum Vol. 19.
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2014

Rudner, M. (2014): Landnutzungswandel und Diversität der Gefäßpflanzen - Rückblick am Beispiel von Extensivweiden im Mittelgebirge und Ausblick am Beispiel des Anbaus von Energieholz. Schriftenreihe der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft 2014 (2), S.158-163.
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Der seit Jahrzehnten anhaltende Landnutzungswandel in Mittelgebirgsräumen wirkt sich überwiegend negativ auf die Diversität der Gefäßpflanzen aus. Am Beispiel von Extensivweiden (Borstgrasrasen i.w.S.) im Mittleren Schwarzwald wird zum einen die Frage betrachtet, wie sich die Artenzusammensetzung dieser Weideflächen über mehrere Jahrzehnte verändert hat. Zum anderen wird berichtet, inwiefern sich Kleinstrukturen als Refugium für Arten der Borstgrasrasen eignen, wenn extensiv genutzte Weideflächen zurückgehen. Dieser Rückgang wird für den Landkreis Emmendingen exemplarisch aufgezeigt. Die wesentlichen Faktoren für Biodiversität auf den Ebenen der Einzelfläche und der Landschaft werden rekapituliert bevor Auswirkungen des Energieholzanabaus auf die Vielfalt der Gefäßpflanzen kurz skizziert werden.


Beiträge in Monografien, Sammelwerken und Schriftenreihen

2019

Möhrle, I.; Rudner, M. (2019): Raum für Vielfalt - Online Weiterbildungsangebot für mehr Biodiversität in der Agrarlandschaft. Treffpunkt Biologische Vielfalt XVII, Interdisziplinärer Forschungsaustausch im Rahmen des Übereinkommens über die biologische Vielfalt = BfN-Skripten 527, S.69-73.

2018

Rudner, M. (2018): Raum für Vielfalt - Online Weiterbildungsangebot zum Thema Biodiversität in der Agrarlandschaft. Treffpunkt Biologische Vielfalt XVI, Interdisziplinärer Forschungsaustausch im Rahmen des Übereinkommens über die biologische Vielfalt = BfN-Skripten 487, S.84-87.


Bücher / Monografien

2006

Ernst, W.; Fischer, P.; Jauch, M. (2006): Kapitel III, Pflanzen und Wurzeln. Dachabdichtung Dachbegrünung - Probleme: Grundlagen, Ursachen, Erkenntnisse; Eigenverlag Wolfgang Ernst, 82049 Pullach, 2006.


Wissenschaftliche Poster

2019

Möhrle, I.; Rudner, M. (2019): Raum für Vielfalt - für mehr Vielfalt in unserer Kulturlandschaft, ein Online-Weiterbildungspogramm. 10. Agrarwissenschaftliches Symposium: Biodiversität in der Agrarlandschaft. Messen - Fördern - Gestalten. Tagungsband, S.55-56.


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