Angéline Bedolla

Wiederholungen von Vegetationserhebungen sind wichtig, um zeitliche Veränderungen der biologischen Vielfalt und der Umweltbedingungen zu erfassen. Vegetationserhebungen sind jedoch anfällig für verschiedene Fehlerquellen. Diese gilt es zu minimieren und alternative Ansätze für die Analyse der Daten zu finden. Anhand eines Datensatzes von 224 doppelt erhobenen Dauerflächen in der Schweiz untersuchten wir die häufigste Fehlerquelle bei Vegetationserhebungen: die Unterschiede zwischen den Bearbeitenden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Artenlisten von Untersuchungsflächen, die am selben Tag von verschiedenen Bearbeitenden erstellt wurden, voneinander abweichen (28,5 % Unterschied) − hauptsächlich weil Arten mit geringer Häufigkeit von jeweils einem der beiden Bearbeitenden übersehen wurden. Wir konnten zeigen, dass sich der Fehler durch Aggregierungen bestimmter Einträge in den ursprünglichen Artenlisten (z. B. Unterarten auf Artniveau zusammenfassen oder Arten zu Aggregaten zuordnen) reduzieren lässt und dass mittlere ökologische Zeigerwerte robust gegenüber Unterschieden zwischen Bearbeitenden sind. Mittels der genannten Aggregierungen in den Artenlisten und durch Verwendung mittlerer Zeigerwerte können somit zeitliche Veränderungen der Vegetation und von Umweltbedingungen verlässlich erfasst werden.

Resurveys of vegetation plots are important for capturing temporal changes in biodiversity and environmental conditions. However, vegetation
surveys are prone to several error sources. It is important to minimise these and to find alternative approaches for analysing the data. Using a
dataset of 224 double-surveyed permanent plots in Switzerland, we investigated the most common source of error in vegetation surveys, namely
differences between observers. Our results show that species lists sampled by two different observers independently on the same day differ from
each other (28.5 % difference), mainly because species with low abundance were overlooked by one or the other of the two observers. We showed
that by applying simple aggregation steps to the original species lists, the error can be reduced (e. g. setting subspecies to species level or assigning species to aggregates) and that mean ecological indicator values are robust to differences among observers. Thus, by aggregating certain entries in the original species lists and using mean indicator values, temporal changes in vegetation and environmental conditions can be recorded reliably.

Aims: Resurveys of vegetation plots are prone to several errors that can result in misleading conclusions. Minimizing such errors and finding alternative approaches for analyzing resurvey data are therefore important. We focused on inter-observer error and excluded other sources of variation. Our main questions were: How large is the inter-observer error (i.e. pseudoturnover) in vegetation surveys, and can it be reduced by simple data aggregation approaches? Which factors are affecting pseudoturnover and does it vary between morphological species groups or change over time? Is ecological inference robust against inter-observer differences?
Location: Switzerland.
Methods: Over seven years, we double-surveyed a total of 224 plots that were marked once in the field and then sampled by two observers independently on the same day. Both observers conducted full vegetation surveys, recording all vascular plant species, their cover, and additional plot information. We then calculated mean ecological indicator values and pseudoturnover.
Results: Average pseudoturnover was 29% when raw species lists were compared. However, by applying simple aggregation steps to the species list, pseudoturnover was reduced to 17%. Pseudoturnover further varied among habitat types and declined over the years, indicating a training effect among observers. Most overlooked taxa, responsible for pseudoturnover, had low cover values. Mean ecological indicator values were robust against inter-observer differences.
Conclusions: To minimize pseudoturnover, we suggest continuous training of observers and species-list aggregation prior to analysis. As mean ecological indicator values were robust against inter-observer differences, we conclude that they can provide a reliable estimate of temporal vegetation and ecological changes.

A typical degraded mountain bog in the Swiss Alps was restored by cessation of grazing and partial rewetting. We observed the development of the vegetation over 15 years, starting immediately after the grazing cessation (4 years before rewetting). Cessation of grazing stimulated the recolonisation of bare peat and the establishment of bryophytes. While many typical bog forest species benefited from grazing cessation, the relative abundance of Cyperaceae decreased. Rewetting (in our case: closing ditches with sheet piles and filling them with sawdust) as an additional restoration measure, had a stabilising effect on most environmental factors (e.g. water availability, soil aeration). Furthermore, rewetting had a stabilising effect on stress tolerators and promoted typical species of bog hummocks and hollows. The abundances of species of nearly all groups changed far less dynamically in the rewetted area than in the area that remained drained. It turned out that cessation of grazing as the only restoration measure was insufficient to maintain the vegetation of bogs, whereas the combination of grazing cessation and rewetting directed the site towards the desired development. However, even eleven years after rewetting and 15 years after cessation of grazing, the site had not yet reached a state that was close to an undisturbed alpine bog.

Die Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz (WBS) wurde 2011 vom Bundesamt für Umwelt BAFU und der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL initiiert, um Veränderungen in den Biotopen von nationaler Bedeutung – Kerngebiete der Ökologischen Infrastruktur – zu untersuchen. Die Ersterhebung der Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz endete 2017, die ersten Resultate zu Zustand und Veränderung der Biotope von nationaler Bedeutung liegen nun vor.

En 2011, l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) et l'Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) ont donné le coup d'envoi au Suivi des effets de la protection des biotopes en Suisse dans le but d'étudier l'évolution des biotopes d'importance nationale, aires centrales de l'infrastructure écologique. Le premier cycle de relevés s'est achevé en 2017 et permet de livrer aujourd’hui des conclusions sur l'état des biotopes d’importance nationale et les transformations qui ont marqué ces derniers.

Die Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz untersucht, ob Biotope von nationaler Bedeutung in ihrer Qualität erhalten bleiben. Trotz Schutzbemühungen verschlechterte sich jedoch der Zustand des artenreichen Grünlands in den vergangenen Jahren. Nutzungsaufgabe und zunehmende Verbuschung werden als Ursache vermutet. Besonders ausgeprägt ist dieser Trend in hohen Lagen. Abhilfe kann ein Früherkennungssystem leisten. Eine Auswertung bestätigt einmal mehr, dass auch modernste GPS-Systeme die permanente Markierung von Untersuchungsflächen nicht ersetzen können.

Das Hochmoorobjekt «Gamperfin/Turbenriet/Tischenriet/Gapels » ist ein grosser Hochmoorkomplex der östlichen Voralpen, dessen Hydrologie durch Drainierung, Aufforstungen und Torfabbau gestört wurde. Im Jahr 2010 wurde im Turbenriet der querliegende, acht Meter breite Hauptgraben mit Lehm und Holzkästen geschlossen und zum Teil aufgefüllt. Ergänzend wurden Bäume gefällt und kleinere Seitengräben geschlossen. Um die Wirkung der durchgeführten Massnahmen zu überprüfen, wurden 2010 unmittelbar vor der Regeneration und sieben Jahre später im Jahr 2017 Vegetationserhebungen in 27 Einheitsflächen durchgeführt. Um den aktuellen Zustand des gesamten Hochmoores zu beschreiben, wurden zusätzlich 78 Dauerbeobachtungsplots mit einer Fläche von je 10 m² eingerichtet. Diese Plots sollen später als Grundlage für zukünftige Wirkungskontrolle dienen.
Die typische Hochmoor-Vegetation reagierte positiv auf die Erhöhung des Wasserstandes im Torfkörper: der Anteil an spezialisierten Hochmoorpflanzen wie Rosmarinheide (Andromeda polifolia) oder Rundblättriger Sonnentau (Drosera rotundifolia) an der Gesamtvegetationsdeckung ist deutlich angestiegen, der Deckungsanteil von Bäumen und Zwergsträuchern hat hingegen abgenommen. Entsprechend sind die trockenen Heiden zurückgegangen, die feuchteren Bultund Heidemoorgesellschaften haben hingegen deutlich zugenommen. Generell zeigt die Vegetation nach den Regenerationsmassnahmen feuchtere und lichtreichere Standortsverhältnisse an. Auch die Konkurrenzzahl ging zurück, d.h. konkurrenzstarke Arten, die meist typisch für nährstoffreichere und trockenere Verhältnisse sind, wurden zurückgedrängt. All dies deutet auf verbesserte, weil hochmoortypischere Standortsbedingungen hin, unter denen wieder eine Torfakkumulation stattfindet. Wie erwartet sind die Veränderungen um den aufgefüllten Hauptgraben am grössten, aber auch etwas weiter entfernt sind positive Auswirkungen zu verzeichnen. Das Hochmoor Gamperfin weist durch das Vorkommen von seltenen und gefährdeten Arten insgesamt einen hohen Naturwert auf. Hervorzuheben ist das Vorkommen der einzigen reinen Population der Heidelbeerblättrigen Weide (Salix mytilloides) der Schweiz, die an wenigen Stellen im Hochmoor wächst, sowie Moosspezialitäten wie das Haarfeine Kleinkopfsprossmoos (Cephaloziella elachista) und das Kropfige Kleingabelzahnmoos (Dicranella cerviculata). Rund ein Drittel der Arten der 10 m² grossen Dauerbeobachtungsflächen gelten zumindest als potenziell gefährdet. Die Ergebnisse der Regenerationsmassnahmen sind ermutigend, zeigen sie doch, dass sich die Massnahmen insgesamt positiv auf die Entwicklung des Moores auswirken. Wir empfehlen, die Entwicklungen des Moores anhand der Vegetation weiterhin zu dokumentieren.

Die Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz (WBS) ist ein seit 2011 laufendes Programm des Bundesamtes für Umwelt BAFU und der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL. Sie untersucht mittels Luftbildinterpretation sowie floristischen und faunistischen Felderhebungen Veränderungen in den Biotopen von nationaler Bedeutung, den wichtigsten Knoten der Ökologischen Infrastruktur: Trockenwiesen und -weiden, Hoch- und Flachmoore, Auen (inklusive alpine Schwemmebenen und Gletschervorfelder) und Amphibienlaichgebiete. Erste Ergebnisse zeigen für die Biotope von nationaler Bedeutung aufgrund der berechneten Indikatoren meist negative Entwicklungen auf. Die Hochmoore wurden in den letzten 20 Jahren nährstoffreicher und trockener. Die Flachmoore sind ebenfalls trockener geworden, die Deckung durch Gehölze nahm zu und der Anteil an typischen Moorarten ging zurück. Weiterhin aktive Entwässerungen in Hoch- und Flachmooren und bei den Flachmooren zusätzlich die Nutzungsaufgabe erscheinen als grösste Probleme. In den Trockenwiesen und -weiden ist ebenfalls eine Zunahme der Gehölzdeckung, insbesondere auf der Alpensüdflanke, zu verzeichnen. Zudem zeigt die Vegetation nun nährstoffreichere, feuchtere, dichtere und schattigere Verhältnisse als bei früheren Untersuchungen an. Die nationalen Amphibienlaichgebiete haben im Durchschnitt mindestens eine Amphibienart pro Gebiet verloren. Kreuzkröte und Geburtshelferkröte nahmen weiterhin stark ab. Auch wenn die negativen Entwicklungen in den Biotopen von nationaler Bedeutung überwiegen, so gibt es doch regional oder in einzelnen Biotopen auch positive Entwicklungen. In den Hochmooren des Mittellandes nahm zum Beispiel die Gehölzdeckung ab und in den Amphibienlaichgebieten schwächten sich die Verluste der häufigen Amphibienarten (Erdkröte, Bergmolch, Grasfrosch) durch Neuentdeckungen ab oder wurden sogar ganz aufgehoben. Aber auch seltene Amphibienarten zeigten teilweise eine Stabilisierung der Bestände. Diese positiven Entwicklungen sind wahrscheinlich auf Renaturierungs- und Naturschutzmassnahmen der Kantone und weiterer Akteure sowie die angepasste Bewirtschaftung der Objekte zurückzuführen. Dies zeigt, dass diese Massnahmen wirksam sind. Es ist somit wichtig, dass diese fortgesetzt und mitunter verstärkt angewendet werden, um die Biodiversität in den Biotopen von nationaler Bedeutung, den eigentlichen Kronjuwelen des Schweizer Naturschutzes, langfristig zu erhalten. Mit den laufend erhobenen Daten im Rahmen der WBS wird es in Zukunft möglich sein, über die weitere Entwicklung der Biotope von nationaler Bedeutung Auskunft zu geben und den Erfolg der Massnahmen zu beurteilen.

Resurveys of historical plots are important to study vegetation changes over time. However, there is a high potential of relocation error, as historical plots were usually not permanently marked, which might result in misleading interpretations of changes. Quasi-permanent plots can relatively well be relocated, because of available information on their position (e.g. GPS coordinates). This minimizes relocation error. Quasi-permanent plots have thus been suggested to be suitable for vegetation resur-veys. Land-use abandonment and intensification are the major drivers of habitat degradation and there-by cause biodiversity loss. To counteract the ongoing decline of biodiversity in Swiss grasslands, the dry grasslands of national importance, comprising a total of 3631 sites across Switzerland (0.5% of its total area) were legally protected in 2010. These grassland sites represent various vegetation types and cover a wide elevational gradient. From 1995 to 2006, several thousand quasi-permanent vegetation plots of 28 m² were surveyed in the nationally important dry grassland sites. For each plot, GPS coordi-nates and a metric measure of post-processed GPS inaccuracy were recorded. In a set of 384 sites, 538 of the historical plots were resurveyed between 2011 and 2017. We tested the effects of GPS inac-curacy and elevation on temporal changes of species richness, species turnover and mean ecological indicator values. Overall, mean indicator values for light and stress significantly decreased, and those for moisture, nutrients and ruderality significantly increased within only one decade. However, the temporal change of the mean indicator values for nutrients and moisture was more pronounced at higher than at lower elevation, indicating a particularly strong decrease of habitat quality at high elevation sites. While changes of in mean indicator values were largely robust to relocation error, the temporal turnover of key species significantly increased with increasing GPS inaccuracy. These results indicate that quasi-permanent plots are suitable to study changes in mean indicator values, but probably not to compare species composition and turnover across time.

In Switzerland, steppe vegetation is restricted to inner alpine dry valleys in the West (Valais) and the East (Grisons). They harbour many specialist and threatened species. In 2011, a long-term program was established to monitor changes in Swiss habitats of national importance. Here, we studied patterns of vascular plant diversity in a subset of 148 steppe plots of 10 m² from this program. Plots were either grazed or abandoned. On average, we found 23.3 species per plot. The proportion of steppe specialists and of threatened species out of the total species richness was 29.3% and 12.2%, respectively. The total number of species increased with elevation and peaked at intermediate productivity levels. In contrast, the proportion of threatened and steppe specialist species was generally negatively related to higher productivity and wood cover – two factors considered as indicators of habitat degradation. Abandonment vs. pasture had no effects on total species richness. Productivity was positively related to ecological indicator values for moisture, competition and ruderality, as well as the community mean traits of plant height and specific leaf area, but negatively with the indicator value for light. Similarly, wood cover was positively associated with higher ecological indicator values for productivity, moisture and competition, as well as the community mean trait of plant height, but negatively with the indicator value for light and ruderality. The negative response of threatened and steppe specialist vascular plant species to habitat degrading factors suggests their proportional richness to be a better indicator of habitat quality than the total species richness. We conclude that management regimes which guarantee low productivity and low wood cover and avoid intensification by fertilization and irrigation are essential for the conservation of steppe habitats. Beside periodic clearing of woody species, low-intensity grazing might prevent shrub encroachment.

Wie ist der Zustand der Biotope von nationaler Bedeutung? Wie entwickeln sie sich über die Zeit? Hat sich ihre Qualität verändert? Diese Fragen beantwortet die Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz. Vegetationsaufnahmen und Luftbildanalysen sind dabei eine wichtige Grundlage, um Veränderungen aufzuzeigen.

- Regenerationsmassnahmen in kleinen Hochmoorresten des Schweizer Mittellandes sind erfolgreich.
- Die Vegetation zeigt nach Regenerationen feuchtere, lichtreichere und nach zehn Jahren meist auch nährstoffärmere Umweltbedingungen an.
- Torfmoose und die auf Hochmoore spezialisierten Gefässpflanzenarten wachsen vermehrt und in grösseren Populationen.
- Die Auswirkungen der Erhöhung des Wasserpegels können über den Perimeter der Regeneration hinausreichen.
- Die Vegetationsentwicklung nach der Regeneration hängt stark vom Zustand vor der Regeneration und den begleitenden Massnahmen wie Entbuschungen ab.
- Die Vegetation in feuchteren Mulden erholt sich deutlich schneller als diejenige auf leichten Kuppen.
- Oft wird durch eine schnelle und starke Erhöhung des Wasserspiegels die Hochmoorvegetation zuerst beeinträchtigt. Röhricht- und Grossseggenbestände können sich vorübergehend ansiedeln. Durch regulierbare Wehre können solche negativen Effekte vermindert werden.
- Eine Hochmoorregeneration ist ein langfristiger Prozess; sie erfordert Geduld!

- Dieses Buch verwendet drei verschiedene Datensätze.
- Hauptsächlich sind dies die Daten der Wirkungskontrolle Moorschutz Schweiz, die sich auf Einheitsflächenkartierung stützen.
- Zusätzlich werden spezifische und detailliertere Daten von Referenzmooren und Fallstudien verwendet, die meist mit einer ähnlichen Methode erhoben wurden.
- Vereinzelt werden die Vegetationsdaten der Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz, die auf 10 m² grossen Dauerflächen erhoben werden, einbezogen.
- Die Daten der Wirkungskontrolle Moorschutz Schweiz und der ausgewählten Referenzmoore erlauben repräsentative Aussagen für die Objekte der nationalen Hochmoor- und Flachmoorinventare, sowohl für die Naturräume und die Höhenstufen der Schweiz, als auch für verschiedene Moorgrössen.

Die Schweiz hat sich verpflichtet, ihre große biologische Vielfalt zu schützen und den Lebensraumverlust und das Aussterben bedrohter Arten zu unterbinden. Deshalb hat die Schweiz unter anderem seit Beginn der 1990er-Jahre rund 6.000 »Objekte von nationaler Bedeutung« ausgewiesen, darunter Hoch- und Flachmoore, Trockenwiesen und -weiden (TWW), Auen und Amphibienlaichgebiete. Die Wirkungskontrolle Biotopschutz ist ein 2011 langfristig angelegtes Programm zum Monitoring dieser Lebensräume. Luftbildanalysen und Felderhebungen bilden die Datengrundlage, um Veränderungen in den Biotopen von nationaler Bedeutung aufzuzeigen und die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Analysen zeigen, dass Moore und TWW zunehmend verbuschen, Moore trockener und nährstoffreicher werden und die lokale Anzahl der Amphibienarten abnimmt. Um diesen Trend, und damit den Lebensraum- und Artenverlust aufzuhalten, sollten die Schutzbemühungen auf nationaler Ebene möglichst rasch verstärkt werden.

Since the year 1800, wetlands, including marshes, fens and bogs, lost more than 80 % of their former area in Switzerland, mainly due to river corrections, drainage and land improvement. During the first and second world war, the exploitation of peat bogs peaked, and peat bogs have nowadays almost vanished from the Swiss lowlands. Since a public referendum in 1987 on mire conservation, the loss of area of fens and bogs has largely stopped in Switzerland, and the most precious ones have been listed in two national inventories on fens and on raised and transitional bogs, respectively. These mires of national importance are now protected by law. However, how do the different mires listed in these inventories develop with respect to their quantity (i. e. has their area been secured)? Are there ongoing negative effects on their quality in terms of loss of specialised plant species, typical vegetation types or red list species? Are there small, but permanent negative influences of nutrient inflow from surrounding agricultural land or by atmospheric nitrogen deposition? Do the mires of Switzerland dry out, because their hydrology is hampered due to the fact that old drainage systems are still in place? Is the protected vegetation negatively affected by unsuitable management such as grazing or trampling? Does encroachment by woody species threaten the typical light-demanding flora of mires? If so, large-scale restoration measures are needed to preserve the remnants of fens and bogs in Switzerland. How effective are the respective restoration measures already taken? These are the main questions tackled in this book.

Context: Forest vegetation is forecasted to shift upslope several hundred metres by 2100 due to climate warming. However, only a small number of detailed assessments in selected regions have confirmed a climate response on the part of forest vegetation.
Aims: This study aimed to analyse the relative contributions of temperature and other factors to range shifts in forest vegetation by comparing old and revisited releves in Swiss forests.
Methods: In order to investigate such range shifts, we revisited 451 releve plots in forests in all parts of Switzerland. Collected data comprise two independent samples, one dating from the 1950s (age 60 sample) on 126 plots and the other dating from the 1990s (age 15 sample) on 325 plots. We defined an indicator value for elevation to estimate the upslope and downslope range shifts of forest species. The influence of different site factors on range shifts was assessed by variance partitioning using Landolt's (2010) averaged species indicator values. Vegetation changes were analysed by balancing both increasing and decreasing frequencies of plant species.
Results: Our findings show significant differences between the two survey periods, where the averaged species indicator for elevation varied greatly in both the age-60 and the age-15 samples. In addition, a significant upslope shift in the herbaceous forest layer (herbs and tree regeneration) of about 10 m per decade since the mid-twentieth century is evident. Downslope shifts were detected in the shrub/tree layer at lower elevations, which may be explained by factors other than climate warming.
Conclusions: To date, the impact of global warming on tree species composition in Swiss forests has been weaker in comparison to the effects arising from forest management and land use change. Understorey vegetation, however, shows a strong signal of upslope shift that may be explained most adequately by a combination of climate change and other factors.

The Swiss Mire Monitoring Program that monitored mires in Switzerland from 1997 to 2007 has produced some worrying results. While the surface areas of Swiss mires have remained more or less constant, the quality of the biotopes has decreased. Most of the mires have become drier, richer in nutrients and suffer from scrub encroachment. In bogs scrub encroachment has taken place because the hydrological balance has been disturbed due to a lowering of the water table through drainage. Shrub increase in fens results additionally from abandoning pasturing and mowing in sites with difficult access. To prevent the shrub increase in bogs, the drainage ditches should be closed and a functional water level restored. In fens that can no longer be mown, a light breed of cattle, such as Scottish Highland cattle, could be allowed to pasture to compensate for the abandonment of mowing. In fens where neither mowing nor pasturing is possible, it might be best, in some cases, to let the vegetation follow its own course and evolve into a wet willow and alder forest.