High plant species richness indicates management-related disturbances rather than the conservation status of forests

Abstract

There is a wealth of smaller-scale studies on the effects of forest management on plant diversity. However, studies comparing plant species diversity in forests with different management types and intensity, extending over different regions and forest stages, and including detailed information on site conditions are missing. We studied vascular plants on 1500 20 m × 20 m forest plots in three regions of Germany (Schwäbische Alb, Hainich-Dün, Schorfheide-Chorin). In all regions, our study plots comprised different management types (unmanaged, selection cutting, deciduous and coniferous age-class forests, which resulted from clear cutting or shelterwood logging), various stand ages, site conditions, and levels of management-related disturbances. We analyzed how overall richness and richness of different plant functional groups (trees, shrubs, herbs, herbaceous species typically growing in forests and herbaceous light-demanding species) responded to the different management types. On average, plant species richness was 13% higher in age-class than in unmanaged forests, and did not differ between deciduous age-class and selection forests. In age-class forests of the Schwäbische Alb and Hainich-Dün, coniferous stands had higher species richness than deciduous stands. Among age-class forests, older stands with large quantities of standing biomass were slightly poorer in shrub and light-demanding herb species than younger stands. Among deciduous forests, the richness of herbaceous forest species was generally lower in unmanaged than in managed forests, and it was even 20% lower in unmanaged than in selection forests in Hainich-Dün. Overall, these findings show that disturbances by management generally increase plant species richness. This suggests that total plant species richness is not suited as an indicator for the conservation status of forests, but rather indicates disturbances.

Es gibt eine Fülle kleinerer Studien über die Auswirkungen von Waldbewirtschaftung auf die Vielfalt von Pflanzenarten. Es fehlen jedoch vergleichende Studien über die Vielfalt von Pflanzenarten in unterschiedlich bewirtschafteten Wäldern, die in verschiedenen Regionen und Bestandesaltersklassen durchgeführt wurden und zudem detaillierte Informationen über Standortbedingungen berücksichtigt haben. Wir untersuchten Gefäßpflanzen auf 1500 Waldflächen mit einer Größe von jeweils 20 m × 20 m in drei Regionen Deutschlands (Schwäbische Alb, Hainich-Dün, Schorfheide-Chorin). In allen Regionen deckten wir mit unseren Untersuchungsflächen verschiedene Bewirtschaftungsmethoden (unbewirtschaftet, Dauerwald, durch Kahl- oder Schirmschlag entstandene Laub-und Nadelholz Altersklassenwälder), verschiedene Bestandesalter, Standortbedingungen und Störungsintensitäten ab. Wir analysierten, wie die Gesamtartenvielfalt und jene verschiedener funktioneller Pflanzengruppen (Bäume, Sträucher, Kräuter, typische Waldkräuter und lichtbedürftige Kräuter) von unterschiedlichen Bewirtschaftungsmethoden beeinflusst wird. Im Durchschnitt war die Artenvielfalt 13% höher in Altersklassenwäldern als in unbewirtschafteten Beständen, während sich Laubholz-Altersklassenwälder und Dauerwälder nicht unterschieden. In Altersklassenwäldern der Schwäbischen Alb und des Hainich-Dün wiesen Nadelholzbestände eine höhere Pflanzenartenvielfalt als Laubholzbestände auf. Ältere Altersklassenwälder mit großem Holzvorrat hatten eine niedrigere Vielfalt von Straucharten und lichtbedürftigen Kräutern als jüngere. In ungenutzten Laubwäldern war die Vielfalt von krautigen, typischen Waldarten generell niedriger als in bewirtschafteten Laubwäldern. Im Hainich-Dün kamen 20% weniger Pflanzenarten in ungenutzten als in Dauerwäldern vor. Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse, dass Störungen durch Waldbewirtschaftung im Allgemeinen die Pflanzenartenvielfalt erhöhen. Dies impliziert jedoch, dass die Gesamtartenvielfalt von Pflanzen nicht als Indikator für den Erhaltungszustand von Wäldern geeignet ist, sondern eher Störungen durch Waldbewirschaftung anzeigt.