Phytometers are underutilised for evaluating ecological restoration

Ecological restoration increases, but evaluation of restoration efforts is inadequate because reliable performance indicators are lacking. As plants are important actors in ecological restoration, we suggest that they be used as metres, i.e. phytometers, of restoration success. Phytometer plants are transplanted to different conditions to integrate measures of the prevailing conditions. We analysed 109 studies for the use of phytometers and especially their applicability to evaluate ecological restoration. Most studies employed single species and life-stages and focused on habitat conditions and environmental impacts. Most experiments were conducted on grasslands in moist temperate regions. Growth was the dominant response variable, in long-term studies often combined with reproductive output and plant survival. Only five studies specifically evaluated ecological restoration, implying that its potential is not yet realised. We found phytometers promising in evaluating restoration outcomes given that they are easy to measure, can provide rapid results, and serve as integrative indicators of environmental conditions with the ability of covering many aspects of plant life and ecosystem processes. To evaluate restoration success with high resolution and generality, we suggest a combination of different phytometer species, life-forms and life-stages, and experimental periods >1 year to reduce effects of transplantation and between-year variation and to account for time lags in ecological processes and changes after restoration.

ZusammenfassungObwohl der Einsatz ökologischer Renaturierung stetig zunimmt, ist die qualitative Auswertung der angewendeten Maßnahmen unzureichend, u.a. da zuverlässige Erfolgsindikatoren fehlen. Pflanzen spielen eine wichtige Rolle in der ökologischen Renaturierung und können deshalb als Messinstrumente, so genannte Phytometer, des Renaturierungserfolges dienen. Phytometerpflanzen können in verschiedene Umweltverhältnisse “transplantiert” werden, um dort die vorherrschenden Lebensbedingungen zu erfassen. Hier stellen wir eine Analyse von 109 Studien vor, in denen Phytometer zur Beantwortung ökologischer Fragestellungen eingesetzt wurden, und werten insbesondere ihren Nutzen als Indikatoren erfolgreicher Renaturierungsmaßnahmen aus. Forschungsziele waren hauptsächlich die Auswertung der Habitatbeschaffenheit, sowie der Zugang zu natürlichen Rohstoffen und die Auswirkung von ökologischen Störfaktoren. Die meisten Experimente wurden in Graslandschaften in feucht-gemäßigten Regionen durchgeführt und verwendeten nur eine Art und eine Lebensphase. Gemessen wurde meist das Wachstum, in Langzeitstudien mitunter in Kombination mit der Überlebensrate und der Fortpflanzungsleistung. Nur in fünf Studien wurde die Auswertung ökologischer Renaturierung als spezifisches Forschungsziel genannt, was auf potentielle Verbesserungsmöglichkeiten der Phytometernutzung in diesem Bereich hindeutet. Der Einsatz von Phytometern hat unterschiedliche Vorteile, insbesondere da sie als integrative Indikatoren die Fähigkeit haben, mehrere Aspekte des pflanzlichen Lebenszyklus als auch Ökosystemprozesse gleichzeitig zu erfassen. Desweiteren sind Phytometer leicht messbar und ermöglichen schnelle Resultate. Um allgemeingültige Ergebnisse zu erhalten, empfehlen wir eine Kombination von verschiedenen Phytometerarten, Lebensformen und Lebensphasen. Zudem sollten experimentelle Langzeitstudien (> 1 Jahr) angestrebt werden, einerseits um die Auswirkung von Transplantationseffekten oder jährlichen Schwankungen zu verringern, und andererseits um mögliche Reaktionsverzögerungen ökologischer Prozesse nach der Störung durch Renaturierung zu berücksichtigen.