Interacting effects of fertilization, mowing and grazing on plant species diversity of 1500 grasslands in Germany differ between regions

The relationship of different types of grassland use with plant species richness and composition (functional groups of herbs, legumes, and grasses) has so far been studied at small regional scales or comprising only few components of land use. We comprehensively studied the relationship between abandonment, fertilization, mowing intensity, and grazing by different livestock types on plant diversity and composition of 1514 grassland sites in three regions in North-East, Central and South-West Germany. We further considered environmental site conditions including soil type and topographical situation. Fertilized grasslands showed clearly reduced plant species diversity (−15% plant species richness, −0.1 Shannon diversity on fertilized grasslands plots of 16 m2) and changed composition (−3% proportion of herb species), grazing had the second largest effects and mowing the smallest ones. Among the grazed sites, the ones grazed by sheep had higher than average species richness (+27%), and the cattle grazed ones lower (−42%). Further, these general results were strongly modulated by interactions between the different components of land use and by regional context: land-use effects differed largely in size and sometimes even in direction between regions. This highlights the importance of comparing different regions and to involve a large number of plots when studying relationships between land use and plant diversity. Overall, our results show that great caution is necessary when extrapolating results and management recommendations to other regions.

ZusammenfassungDer Einfluss unterschiedlicher Grasland-Nutzungstypen auf den Artenreichtum und die Zusammensetzung der Pflanzen (Kräuter, Leguminosen und Gräser) wurde bisher nur auf kleiner regionaler Skala oder nur mit wenigen Landnutzungtypen getestet. In einer vergleichenden Studie zeigen wir die Effekte von Verbrachung, Düngung, Mahd und Beweidung durch unterschiedlichen Tierbestand auf Artenreichtum und Zusammensetzung der Pflanzen auf 1514 Grasländern in drei unterschiedlichen Regionen in Nordost, Zentral und Südwest Deutschland. Zusätzlich wurden standortbedingte Umweltfaktoren wie Bodentypen und topographische Daten mit einbezogen. Gedüngte Graslandflächen hatten klar reduzierte Artendiversität (−15% Artenzahl, −0.1 Shannon Diversität auf gedüngten Flächen von 16 m2) und veränderte Zusammensetzung (−3% Anteil an Kräutern), die Effekte der Beweidung waren am zweitgrößten und die der Mahd am kleinsten. Mahd mit mittlerer Intensität (2 Schnitte pro Jahr) und Schafbeweidung erhöhten die Artenzahl (+27%), während Rinderbeweidung die Artenzahl verringerte (−42%). Diese allgemeinen Muster wurden durch Wechselwirkungen zwischen Landnutzungstypen und durch verschiedene regionale Kontexte moduliert: die Größe und teilweise sogar Richtung der Unterschiede zwischen Landnutzungstypen unterschied sich zwischen den Regionen. Das verdeutlicht die Bedeutung, verschiedene Regionen miteinander zu vergleichen und viele Untersuchungsflächen einzubeziehen, um verläßliche Aussagen über Beziehungen zwischen Landnutzung und Artendiversität machen zu können. Zusammenfassend ist also grosse Vorsicht geboten, wenn Ergebnisse und Nutzungsempfehlungen über Regionen hinweg verallgemeinert werden sollen.