Dokument: Fragment dispersal and its role for the successful spread of native and invasive alien aquatic plants

Titel:	Fragment dispersal and its role for the successful spread of native and invasive alien aquatic plants
Weiterer Titel:	Fragmentverbreitung und ihre Rolle für die erfolgreiche Ausbreitung einheimischer und invasiver gebietsfremder Wasserpflanzen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54051
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20200831-141753-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Heidbüchel, Patrick [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,54 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.08.2020 / geändert 25.08.2020
Beitragende:	Hussner, Andreas [Gutachter] Prof. Dr. Zeier, Jürgen [Gutachter]
Stichwörter:	invasive species, freshwater biology, stream ecology, aquatic macrophytes, vegetative reproduction
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Aquatic plant invasions pose a major threat to the biodiversity and functionality of freshwater ecosystems and harm human well-being and the economy. Most invasive alien aquatic plants predominantly reproduce through vegetative means in their introduced range, with unspecialized plant fragments being considered as the most important propagules. However, there is still a lack of knowledge about the species-specific dispersal capacity by plant fragments and the underlying dynamics in streams. According to the new EU Regulation 1143/2014 on the prevention and management of the introduction and spread of invasive alien species, information on a species’ reproduction and its spread patterns is mandatory. Thus, in order to comply with the EU Regulation, laboratory and field studies in lowland streams were conducted to assess the fragment dispersal capacity of native and invasive alien aquatic plants based on four key traits, comprising (i) fragmentation rate, (ii) drift distance, (iii) desiccation resistance relevant for overland dispersal to isolated waters and (iv) the regeneration and colonization potential of fragments. The findings of this thesis emphasize that fragment dispersal capacity is a major driving force behind the successful and rapid spread of many aquatic plant invaders worldwide. While the dispersal and invasion success of submerged species such as Myriophyllum spicatum, Potamogeton crispus, Elodea canadensis, Elodea nuttallii and Hydrilla verticillata can largely be attributed to a high fragment dispersal capacity, fragment dispersal seems to play only a minor role for the invasiveness of Lagarosiphon major and Myriophyllum heterophyllum. However, it was documented that fragment dispersal is strongly controlled by the hydrological and hydraulic stream properties and generally enhanced in streams characterized by high discharge and turbulent flow conditions. The spread of invasive alien aquatic plants therefore deserves particular attention in larger streams, as long as the degree of flow disturbance does not prevent the establishment and persistence of aquatic plants. Invasionen durch gebietsfremde Wasserpflanzen stellen eine Hauptbedrohung für die biologische Artenvielfalt und Funktionalität von Süßwasserökosystemen dar und schaden dem Wohlbefinden des Menschen sowie der Wirtschaft. Die meisten invasiven gebietsfremden Wasserpflanzen vermehren sich in ihren nicht-heimischen Verbreitungsgebieten überwiegend vegetativ, wobei unspezialisierte Pflanzenfragmente als die wichtigsten Verbreitungseinheiten angesehen werden. Es mangelt jedoch immer noch an Wissen über die artspezifische Ausbreitungskapazität durch Pflanzenfragmente und die zugrunde liegende Dynamik in Fließgewässern. Gemäß der neuen EU-Verordnung 1143/2014 zur Prävention und dem Management der Einführung und Ausbreitung invasiver gebietsfremder Arten sind Informationen zur Fortpflanzung und den Ausbreitungsmustern einer Art obligatorisch. Um der EU-Verordnung zu entsprechen, wurden Labor- und Feldstudien in Fließgewässern des Tieflandes zur Bewertung der Fragmentverbreitungskapazität einheimischer und invasiver gebietsfremder Wasserpflanzen anhand von vier Schlüsseleigenschaften durchgeführt: (i) Fragmentierungsrate, (ii) Driftdistanz, (iii) Austrocknungsresistenz, die für die Ausbreitung über Land in isolierten Gewässern relevant ist, und (iv) Regenerations- und Kolonisierungspotential von Fragmenten. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass die Fragmentverbreitungskapazität ein maßgeblicher Faktor für die erfolgreiche und schnelle Ausbreitung vieler invasiver Wasserpflanzen weltweit ist. Während der Ausbreitungs- und Invasionserfolg submerser Arten wie Myriophyllum spicatum, Potamogeton crispus, Elodea canadensis, Elodea nuttallii und Hydrilla verticillata größtenteils auf eine hohe Fragmentverbreitungskapazität zurückgeführt werden kann, scheint die Fragmentverbreitung nur eine untergeordnete Rolle für die Invasivität von Lagarosiphon major und Myriophyllum heterophyllum zu spielen. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die Fragmentverbreitung stark von den hydrologischen und hydraulischen Fließgewässereigenschaften abhängt und in Gewässern, die sich durch hohe Abfluss- und turbulente Strömungsbedingungen auszeichnen, generell erhöht ist. Folglich erfordert die Ausbreitung invasiver gebietsfremder Wasserpflanzen in größeren Fließgewässern besondere Aufmerksamkeit, solange die Etablierung und Beständigkeit von Wasserpflanzen nicht durch die Strömungsbedingungen verhindert werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Bezug:	Beginn Promotion: 01.02.2017, Ende Promotion: 20.08.2020
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Biochemie der Pflanzen
Dokument erstellt am:	31.08.2020
Dateien geändert am:	31.08.2020
Promotionsantrag am:	19.05.2020
Datum der Promotion:	20.08.2020