Epigeic bryophytes do not improve bioindication by Ellenberg values in mountain forests

Abstract

Based on a stratified random sample of 93 vegetation plots and coincident measurements of ecological conditions in mountain forests of the Bavarian Alps, the degree to which species composition and Ellenberg indicator values derived thereof were related to measured environmental variables was assessed for vascular understorey plants and epigeic bryophytes. According to Mantel tests vascular composition contained ca. 30% more ecological information than bryophyte composition. When expressed as average Ellenberg or Düll values, vascular plant-based values reflected 60% more of measured variables than bryophyte-based values. The differences remained after rarefaction of the vascular matrix to the gamma diversity of bryophytes, showing that indication is not a function of indicator richness. Analysing vascular plants and bryophytes combined yielded very similar, or even slightly less stringent relationships with the environment than using vascular plants only. Bivariate relationships of indicator values with corresponding ecological measurements confirmed the specific potential of the values to estimate ecological factors from both plant groups, but vascular plants performed better for all factors. Bryophyte indication was particularly poor for light, temperature and base saturation. Bryophyte-based indicator values did not significantly predict the residuals of measured ecological variables against vascular plant-based Ellenberg values. For the study region, it is concluded that indicator values of vascular forest understorey should be used without consideration of Düll's indicator values for epigeic bryopyhtes. There appears to be potential to improve bioindication by recalibrating indicator values of epigeic bryophytes based on ecological measurements and vascular plant indicator values. Auf Grundlage einer stratifizierten Zufallsstichprobe von 93 Vegetationsaufnahmen und zugehörigen ökologischen Messungen in Bergwäldern der Bayerischen Alpen wurde die Übereinstimmung zwischen Artenzusammensetzung bzw. mittleren Ellenberg-Zeigerwerten und gemessenen Umweltvariablen getrennt für Gefäßpflanzen der Feldschicht und bodenbewohnende Moose untersucht. Mantel-Tests zufolge spiegelt die Artenzusammensetzung der Gefäßpflanzen ca. 30% mehr Varianz in den Umweltbedingungen wider als die der Moose. In der Zusammenfassung als Ellenberg- (bzw. Düll-) Zeigerwerte entsprechen die Gefäßpflanzen-basierten Werte den Messwerten sogar zu 60% genauer als die auf Moosen beruhenden. Diese Unterschiede bleiben nach einer zufälligen Ausdünnung der Gefäßpflanzenmatrix auf die Gesamtartenzahl der Moose im Datensatz bestehen, was zeigt, dass es sich nicht um eine Funktion der Zeigerartenvielfalt handelt. Die gemeinsame Analyse von Gefäßpflanzen und Moosen erbrachte sehr ähnliche oder sogar etwas schwächere Beziehungen zu gemessenen Größen als bei Verwendung der Gefäßpflanzen allein. Bivariate Beziehungen der Zeigerwerte mit den entsprechenden Messwerten bestätigten das Potential, bestimmte ökogologische Faktoren gezielt aus dem Artenbestand beider Gruppen zu schätzen, jedoch schnitten dabei die Gefäßpflanzen stets besser ab als die Moose. Die Indikation durch Moose war vergleichsweise gut für Bodenreaktion und Feuchte, vergleichsweise schlecht für Licht, Temperatur und Basensättigung. Die Moos-basierten Zeigerwerte waren nicht signifikant geeignet, um die Residuen der gemessenen Umweltvariablen gegen die Gefäßpflanzen-basierten Zeigerwerte vorherzusagen. Im betrachteten Naturraum ist eine Ergänzung der Ellenberg-Zahlen der Gefäßpflanzen durch zusätzliche Berücksichtigung der Düll'schen Moos-Zeigerwerte nicht zu empfehlen. Die Analysen weisen gleichwohl darauf hin, dass die Bioindikation durch eine Neueichung von Zeigerwerten für epigäische Moose auf Basis von ökologischen Messungen oder Gefäßpflanzen-basierten Zeigerwerten durchaus verbessert werden könnte.