Ausbreitung klimasensitiver ergasiophygophytischer Gehölzsippen in urbanen Wäldern im Ruhrgebiet

1 Einleitung 1

2 Klimaerwärmung und Ausbreitung von Pflanzenarten 3
2.1 Klimaerwärmung - Hintergrund und Stand der Wissenschaft 3
2.2 Auswirkung der Klimaerwärmung auf die Ausbreitung
von Pflanzenarten 6
2.2.1 Hintergrund 6
2.2.2 Laurophyllisierung 7
2.3 Floristischer Status von Pflanzenarten 9
2.3.1 Status des zeitlichen Auftretens 9
2.3.2 Status der Einwanderungsweise 10
2.3.3 Status der Einbürgerung 10

3 Geographische Einführung in das Untersuchungsgebiet 11
3.1 Stadtgeographische Einordnung 11
3.1.1 Ruhrgebiet 11
3.1.2 Untersuchungsgebiet Mittleres Ruhrgebiet 12
3.2 Physisch-geographische Einordnung 13
3.2.1 Naturräumliche Gliederung 13
3.2.2 Geologie und Geomorphologie 15
3.2.3 Böden 21
3.2.4 Klima 22
3.2.5 Vegetation 25

4 Untersuchungsmethoden 34
4.1 Auswahlkriterien für das Untersuchungsgebiet und für die unter -
suchten Waldflächen 34
4.2 Geländebegehungen in urbanen Wäldern 35
4.3 Auswahlkriterien für relevante klimasensitive Gehölzsippen 35
4.4 Geländemethoden 38
4.4.1 Point-centered quarter-Methode (PCQ-Analyse) 38
4.4.2 Verortung und Vermessung potentieller Mutterbäume von
Juglans regia und Castanea sativa 40
4.4.3 Standorttypische Merkmale 41
4.4.4 Totalerhebung an einem Fallbeispiel 45
4.5 Bodenkundliche Labormethoden 45
4.5.1 Gesamtstickstoff (Nmin) 46
4.5.2 C/N-Verhältnis 46
4.5.3 pH-Wert 47
4.5.4 Phosphat (PO4) 47
4.5.5 Kationenaustauschkapazität (KAKeff), Hauptelemente und
Basensättigung 48
4.6 Aussaatversuche im Botanischen Garten Bochum 49
4.7 Untersuchungen zu Individuenverlusten, Keimungserfolgen und
Vitalität nach den Winterperioden 2008/2009, 2009/2010 und
2010/2011 51
4.8 Standardisierte Interviews 52
4.8.1 Haushalte mit Mutterbäumen von Juglans regia 52
4.8.2 Baumschulen und Gartencenter 52
VI Inhaltsverzeichnis
4.9 Klimamessungen 53
4.10 Statistische Datenanalyse 54
4.10.1 Univariate statistische Analyse (Signifikanzprüfung) 54
4.10.2 Multivariate Ordinationsverfahren 56
4.10.3 Multivariate Zeitreihenanalysen von Klimaparametern 58
4.11 Visualisierung 59

5 Klimasensitive ergasiophygophytische Gehölzsippen in
urbanen Wäldern im Mittleren Ruhrgebiet 59
5.1 Walnussbaum (Juglans regia L.) 59
5.1.1 Biologie und Ökologie 59
5.1.2 Natürliche Verbreitung 61
5.1.3 Aktuelle Vorkommen und derzeitiger Status 63
5.1.4 Vorkommen in urbanen Wäldern und Diskussion zum Status der
Einbürgerung im Mittleren Ruhrgebiet 65
5.2 Ess-Kastanie (Castanea sativa MILL.) 68
5.2.1 Biologie und Ökologie 68
5.2.2 Natürliche Verbreitung 69
5.2.3 Aktuelle Vorkommen und derzeitiger Status 70
5.2.4 Vorkommen in urbanen Wäldern und Diskussion zum Status der
Einbürgerung im Mittleren Ruhrgebiet 71
5.3 Lorbeerkirsche (Prunus laurocerasus L.) 73
5.3.1 Biologie und Ökologie 73
5.3.2 Natürliche Verbreitung 74
5.3.3 Aktuelle Vorkommen und derzeitiger Status 75
5.3.4 Vorkommen in urbanen Wäldern und Diskussion zum Status der
Einbürgerung im Mittleren Ruhrgebiet 76
5.4 Japanische Aukube (Aucuba japonica THUNB. ex. MURR) 79
5.4.1 Biologie und Ökologie 79
5.4.2 Natürliche Verbreitung 80
5.4.3 Aktuelle Vorkommen und derzeitiger Status 81
5.4.4 Vorkommen in urbanen Wäldern und Diskussion zum Status der
Einbürgerung im Mittleren Ruhrgebiet 81
5.5 Kletternder Spindelstrauch (Euonymus fortunei (TURCZ.)
HAND. MAZZ.) 83
5.5.1 Biologie und Ökologie 83
5.5.2 Natürliche Verbreitung 85
5.5.3 Aktuelle Vorkommen und derzeitiger Status 86
5.5.4 Vorkommen in urbanen Wäldern und Diskussion zum Status der
Einbürgerung im Mittleren Ruhrgebiet 86
5.6 Synoptische Betrachtung 89
5.7 Weitere bemerkenswerte immergrüne Gehölzsippen 91
5.7.1 Europäische Eibe (Taxus baccata L.) 91
5.7.2 Immergrüne Kriech-Heckenkirsche (Lonicera pileata OLIV.) /
Immergrüne Strauch-Heckenkirsche (Lonicera nitida WILS.) 93
5.7.3 Gewöhnliche Mahonie (Mahonia aquifolium (PURSH) NUTT.) 96

6 Vegetationsökologischer Vergleich der urbanen Wälder mit
naturnahen Wäldern in Nordrhein-Westfalen 96
6.1 Ergebnisse 97
6.2 Diskussion 102

7 Vergleichende standortökologische Analyse 105
7.1 Vegetationsökologische Analyse 105
7.1.1 Ergebnisse 105
7.1.2 Diskussion 119
7.2 Analyse von Bodennährstoff- und Strahlungsangebot 123
7.2.1 Ergebnisse 123
7.2.2 Diskussion 131
7.3 Synoptische Betrachtung 137

8 Betrachtung ausbreitungsrelevanter Parameter 137
8.1 Aussaatversuche im Botanischen Garten Bochum mit
Juglans regia und Castanea sativa 138
8.2 Standardisierte Interviews mit Besitzern potentieller Mutterbäume
von Juglans regia 141
8.3 Standardisierte Interviews mit Experten von Gartencentern und
Baumschulen zu Prunus laurocerasus, Aucuba japonica und
Euonymus fortunei 145
8.4 Statistische Auswertung von langjährigen Klimadaten 147
8.4.1 Zeitraum 1912-2010 147
8.4.2 Vergleich der Zeiträume 2000-2006 und 2007-2010 155
8.4.3 Zusammenfassung und Einordnung der Klimaergebnisse 157
8.5 Untersuchungen zu Individuenverlusten, Keimungserfolgen und
Vitalität nach den Winterperioden 2008/2009, 2009/2010 und
2010/2011 162
8.6 Diskussion zu den Hintergründen der Ausbreitung 165
8.6.1 Züchtung Sorten und Modetrends 165
8.6.2 Sozioökonomische Aspekte 167
8.6.3 Zunahme Ausbreiter 167
8.6.4 Klimaerwärmung 170
8.6.5 Synoptische Betrachtung und Vergleich der Ausbreitungserfolge . 178

9 Zusammenfassung 181

10 Summary 184

11 Ausblick 185

12 Literatur- und Quellenverzeichnis 187


Inhalt CD-Rom

Anhang A Fotodokumentation
Anhang B Vegetationsaufnahmen
Anhang C Daten der PCQ-Analyse
Anhang D Daten Bodennährstoffe und Strahlungsangebot
Anhang E Kennwerte und Signifikanzprüfungen der standortökologischen Betrachtung
Anhang F Fragebögen der standardisierten Interviews
Anhang G Weitere Klimadiagramme