Die Sommertrockenheiten in den Jahren 2003, 2013, 2015, 2018 und 2019 verdeutlichen, dass die Häufung und Intensität katastrophaler Trockenheitsereignisse durch den Klimawandel wahrscheinlich deutlich ansteigen werden. Zur deutschlandweiten Echtzeitbewertung der Wasserverfügbarkeit und von Dürrerisiken in Waldflächen soll im Rahmen des Projektes TroWaK ein hochaufgelöstes Wasserhaushaltsmodell entwickelt werden. Die Ergebnisse des Wasserhaushaltsmodells bilden die Grundlage für neue Methoden zur Abschätzung des Risikos für abiotische und biotische Folgeschäden in trockenheitsbeeinflussten Wäldern. Die NW-FVA arbeitet gemeinsam mit dem DWD und dem Thünen-Institut für Waldökosysteme an der Weiterentwicklung und Parametrisierung des Modells LWF-Brook90 (Wasserhaushaltsmodell) für verschiedene Baumarten. Das bestehende Modell wird für Waldstandorte in Deutschland angepasst und soll zusätzliche Parameter berechnen, die für die Modelle, die das Risiko für abiotische und biotische Folgeschäden (Schädlinge, Krankheiten) in trockenheitsbeeinflussten Wäldern abschätzen, benötigt werden. Die Daten der Level II-Monitoringflächen dienen zur Parametrisierung und zur späteren Validierung der Modelle. Als Ergebnis sollen zukünftig routinemäßig Karten zur aktuellen Bodenfeuchtesituation und zum aktuellen Schadensrisiko von Waldbeständen online bereitgestellt werden. Deutschlandweit kann so eine einheitliche Bewertung der Risiken für Waldbestände in Abhängigkeit von Klima, Baumartenzusammensetzung und Boden erfolgen. Schwerpunkte der Arbeiten der NW-FVA in dem Verbundprojekt liegen in der Anpassung des waldhydrologischen Modells an Waldstandorte in Deutschland, der Abschätzung abiotischer Schadpotenziale trockenheitsgefährdeter Wälder sowie der Analyse und Entwicklung von Modellgrundlagen die Simulation biotischer Schadpotenziale unter besonderer Berücksichtigung der Buchenvitalitätsschwäche.
Humusauflagen (FF) sind hydrologisch hoch relevant, sind jedoch nur ein teilweise erforschter Nexus zwischen Niederschlag, Stammfluss, Verdunstung und Infiltration in den Boden. Vor allem aufgrund seiner sich zeitlich ändernden Eigenschaften in bezüglich Mächtigkeit, physikalischen Eigenschaften und Benetzungseigenschaften, und der weitgehend unbekannten räumlichen und zeitlichen Muster. Die Gesamtauswaschung von gelöster organischer Substanz (DOM) oder gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) aus dem FF in den Boden ist relevant, um die Kohlenstoffbilanz des FF zu beschreiben. Dieses Projekt wird die räumlichen und zeitlichen Muster der Wasserflüsse im FF auf verschiedenen Skalen im Detail untersuchen und seine Form und Struktur mit den hydrologischen Prozessen in Verbindung bringen. Dies wird durch den Einsatz eines neuen Grid-Lysimeters erreicht, mit dem auch kontinuierliche In-situ-Messungen von DOM im Sickerwasser möglich sind sowie neuartige Experimente mit Benetzungsmitteln und Farbtracern. Aber auch die größeren räumlichen Muster der FF-Mächtigkeit, -Typ, -Vegetation und anderen Eigenschaften werden gemessen und analysiert. Wir werden zum ersten Mal die räumliche und zeitliche Variabilität mit den Flüssen von DOM/DOC sowie Rückkopplungsmechanismen zur Atmosphäre in Verbindung bringen. Dies ist umso relevanter, wenn man kurz- und langfristige Veränderungen des FF aufgrund des Klimawandels und Veränderungen in der Zusammensetzung der Baumarten einschließlich Auswirkungen von Dürren oder wärmeren Temperaturen betrachtet. Die Rolle von P1 in der FF-RU besteht darin, die hydrologischen Eigenschaften und Dienstleistungen von FF und ihre zentrale Rolle in Wasser- und Nährstoffflüssen zu verstehen sowie den Input für ökologische Modellierungen und eine Vielzahl von Basisdatensätze zu liefern.
Das Grüne Besenmoos (Dicranum viride) ist eine FFH-Art, die ihren Verbreitungsschwerpunkt in Mitteleuropa und Deutschland hat. Neben Bayern kommt das Moos v.a. in Baden-Württemberg in Regionen mit basen-/kalkreichem Untergrund vor. Baden-Württemberg kommt daher eine besondere Verantwortung für die Erhaltung des Grünen Besenmooses zu. Zur Ökologie des Grünen Besenmooses ist bisher nur wenig bekannt. Im Monitoring sollen die jahreszeitlich bedingten Entwicklungen/Vitalitätsveränderungen des Mooses beobachtet werden. Hierzu werden die 90 Trägerbäume der bereits bestehenden Untersuchungsflächen im Freiburger Mooswald und Schönbuch um weitere, nicht bekalkte Trägerbäume ergänzt bzw. weitere, geeignete Versuchsflächen hinzugefügt. In einem extern vergebenen Forschungsprojekt sollen v.a. die durch multivariate Prozesse bedingten (Standort, Stoffhaushalt, Schadstoffeinträge...) regionalen und überregionalen Verbreitungsmuster des Grünen Besenmooses und deren Ursachen untersucht werden. Ziele des Forschungsprojektes sind: - Entwicklung forstwirtschaftlicher Leitbilder zur Pflege und Entwicklung der Habitate an verschiedenen ökologischen Standorten - Untersuchung der Bindung der Zielart an Habitatstruktur, Baumartenzusammensetzung, Altersstruktur der Bestände und Bestandessoziologie - Untersuchung des Zusammenhangs zwischen den Verbreitungsmustern des Grünen Besenmooses und des Wandels in der historischen und aktuellen Kulturlandschaft - Untersuchung der Besiedelungsgeschwindigkeit des Grünen Besenmooses sowie der Voraussetzungen für die Bildung von Massenbeständen - Erstellung einer Literaturstudie und einer gemeinsamen wissenschaftlichen Publikation der Projektträger.
Ziel ist es, Holzerntesysteme zu entwickeln, die es ermoeglichen, den tropischen Regenwald wirtschaftlich sinnvoll zu nutzen, ohne diesen in seiner Struktur und natuerlichen Biodiversitaet wesentlich zu beeintraechtigen. - Bislang lassen Durchforstungsmassnahmen mit unterschiedlicher Intensitaet erkennen, dass selektive, pflegliche Holzernte mit Rueckeschleppern und modernen Funkseilwinden, auf konzeptionellen Rueckegassen eingesetzt, moeglich ist; genaue Erkenntnisse zur Veraenderung der Baumartenzusammensetzung stehen noch aus.
Auf Beispielsflaechen innerhalb Nordrhein-Westfalens sollen Waldbestaende verschiedenen Alters und verschiedener Baumartenzusammensetzung auf oekologischer Grundlage so behandelt werden, dass den jeweiligen standoertlichen Voraussetzungen und Funktions-Anforderungen hochgradig entsprochen wird. Die Auswirkungen solcher Behandlung auf Betriebskosten, Natural- und Finanzertraege sowie auf Hoehe und Qualitaet von Umweltleistungen sollen erfasst und dokumentiert werden.
Der Klimawandel wird die Zusammensetzung der Baumarten und damit die biologische Vielfalt und Funktionsweise der Waldökosysteme stark beeinflussen. Bisher wurden indirekte Auswirkungen wie Veränderungen des Verjüngungserfolgs infolge veränderter Substratbedingungen für die Samenkeimung, Änderungen der Nährstoffverfügbarkeit oder des Samenfraßes und anschließende Verschiebungen der Konkurrenz zwischen Baumarten jedoch nur wenig beachtet, obwohl sie für die Resilienz und Anpassungsfähigkeit der Wälder entscheidend sein können. In Mitteleuropa können Faktoren wie steigende Temperaturen, ein zunehmender Laubbaumanteil und die Eutrophierung zur Verringerung der Masse der Humusauflage (HA) und anderer HA-Eigenschaften führen, mit unbekannten Folgen für die Baumverjüngung. Die meisten Studien zum Einfluss der HA auf die Baumverjüngung stammen aus den 1960-70er Jahren, lange bevor der weit verbreitete P-Mangel und Klimawandel eine Rolle spielten. Unser Projekt soll diese Wissenslücke schließen, indem wir den Einfluss von Veränderungen der HA-Eigenschaften auf den Verjüngungserfolg wichtiger Baumarten in europäischen Buchenmischwäldern untersuchen. Konkret wird der kombinierte Einfluss von Klimawandel und HA-Veränderungen auf den Verjüngungserfolg der drei Zielbaumarten Fagus sylvatica, Picea abies und Acer pseudoplatanus untersucht. Neben dem direkten Einfluss dieser beiden Faktoren werden auch indirekte Einflüsse durch Veränderungen der Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit oder der Mykorrhizierung, Veränderungen biotischer Faktoren wie pilzlicher Pathogene und Samenprädation sowie Verschiebungen der Konkurrenz zwischen den Baumarten sowie zwischen Sämlingen und anderer Bodenvegetation analysiert. Zu diesem Zweck werden wir in einem experimentellen Ansatz die Keimungsraten sowie die Mortalität, das Wachstum, den Konkurrenzstatus sowie die Mykorrhizierung und Ernährung der Sämlinge untersuchen. In einem Mesokosmenexperiment mit Bodensäulen von Standorten, die sich im P-Status des Bodens und damit in der FF-Masse unterscheiden, konzentrieren wir uns auf die Keimung und den initialen Etablierungsprozess. Hier prüfen wir, ob eine abnehmende Mächtigkeit der HA die Anfälligkeit von Samen und Keimlingen für 1) Pilzbefall bei veränderter jahreszeitlicher Niederschlagsverteilung (feuchtere Winter) und 2) für Austrocknung in Trockenperioden beeinflusst. Wir prüfen außerdem, ob 3) der Etablierungserfolg von der HA-Struktur abhängt. In einem Feldexperiment, bei dem Samen der drei Arten an sechs Standorten ausgesät werden, die sich hinsichtlich P-Verfügbarkeit und mittlerer Jahrestemperatur unterscheiden, testen wir, ob eine abnehmende HA-Mächtigkeit 4) die Konkurrenz für Sämlinge durch Bodenvegetation fördert und 5) die Konkurrenz um P und andere Nährstoffe zwischen ausgewachsenen Bäumen und Sämlingen erhöht. Wenn erfolgreich, wird dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Verjüngungsdynamik unter sich ändernden Umweltbedingungen leisten.
Klimatische Bedingungen, Nährstoffeinträge über die Luft und Baumartenwahl steuern - neben anderen Faktoren - die Ausprägung der Humusauflagen (HA) und damit die ökologischen Funktionen unserer Wälder. Mittels verfügbarer Wald- und Bodeninventurdaten lassen sich die Beziehungen zwischen den Basiseigenschaften der HA (z. B. Mächtigkeit, Masse, Morphologie) und den ökologischen Standortbedingungen ermitteln. Obwohl es generell akzeptiert wird, dass solche Beziehungen existieren, steht eine Analyse dieser Zusammenhänge entlang von Umweltgradienten noch aus. Die Prüfung der Beziehungen zwischen HA-Eigenschaften, Niederschlag (MAP) und Lufttemperatur (MAT) ist herausfordernd, da einerseits die Beschaffenheit der HA die Beziehung zwischen MAT/MAP und Temperatur/Feuchte innerhalb der HA steuert. Andererseits ändert sich die Beschaffenheit der HA unter den Bedingungen des Klimawandels und damit auch die Beziehung zwischen den meteorologischen Größen und dem Wasser- und Wärmehaushalt der Humusauflage.Nur wenig ist über den Zusammenhang zwischen den Basiseigenschaften der HA und den physikalischen Eigenschaften der HA (Porengrößenverteilung, Wasserrückhaltevermögen, hydraulische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit) bekannt. Darüber hinaus wissen wir nicht, wie sich diese Eigenschaften unter den Bedingungen des Klimawandels, der N-Eutrophierung und der Veränderung der Baumartenzusammensetzung verändern. Änderungen im Wasserrückhaltevermögen von HA wirken sich nicht nur auf den Wasserkreislauf in Wäldern aus, sondern auch auf deren Wärmehaushalt. Während dies für die borealen Wälder bereits gezeigt wurde, fehlen ähnliche Untersuchungen für die Wälder der gemäßigten Zone. Das Fehlen solcher Studien erschwert unser Verständnis darüber, wie sich das kombinierte Feuchte- und Temperaturregime der HA als Reaktion auf Veränderungen der abiotischen und biotischen Faktoren modifizieren könnte.Verfügbare Wald- und Bodeninventurdaten in Kombination mit einer modellbasierten Bewertung der Auswirkungen von Veränderungen der thermischen und hydraulischen Eigenschaften von HA auf den Wasser- und Wärmehaushalt von HA bergen ein großes Potenzial, die aufgezeigten Wissenslücken zu schließen. Solch eine systematische Vorgehensweise zur Identifizierung der Steuergrößen der Beschaffenheit der HA und der daraus resultierenden Eigenschaften der HA wurde bisher noch nicht umgesetzt. Das Ziel unseres Projekts ist daher ein zweifaches: (1) Beantwortung der Frage, wie sich Strukturveränderungen der HA infolge veränderter Nährstoffverfügbarkeit und Lufttemperatur auf den Wärme- und Wasserhaushalt von Wäldern auswirken können, und (2) auf der Grundlage eines verbesserten Verständnisses der Beziehungen zwischen Basiseigenschaften der HA und Standortbedingungen an den Untersuchungsstandorten der Forschergruppe und anderen Monitoringstandorten werden diese neuen Erkenntnisse genutzt, um die Basiseigenschaften der HA von der Plotebene auf die nationale Ebene zu übertragen.
Im Projekt ECTOMYC werden Ökosystemfunktionen und Artenreichtum von Ektomykorrhizapilzen an den Wurzeln ihrer Wirtsbäume untersucht und die Reaktion dieser Pilzgesellschaften auf Waldbewirtschaftungsmaßnahmen charakterisiert. Unsere Ergebnisse zeigten, dass Boden pH, Bewirtschaftungsintensität, Baumart und Wurzelnährelementgehalt Triebkräfte für die taxonomische Zusammensetzung von Pilzgesellschaften sind. Mit Hilfe stabiler Isotope (15NO3-, 15NH4+) zeigten wir, dass verschiedene Ektomykorrhiza-Arten große Unterschiede im Hinblick auf ihre N-Anreicherung aufwiesen. Dies zeigt, dass erhebliche Art-spezifische Unterschiede in der Pilzgemeinschaft für die N-Akquise bestehen. Über den gesamten Gradienten der Waldplots in den Exploratorien wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen N und der Zusammensetzung der Pilzgesellschaften nachgewiesen. Obgleich 'traits' von Pilzen wichtig für Dynamik von Nährstoffkreisläufen in Ökosystemen sind, gibt es nur wenige Untersuchungen über die Substratpräferenzen von Pilzen in ihrer natürlichen Umgebung. Um diese Wissenslücken zu schließen, planen wir in der neuen Phase folgende Untersuchungen: i) Analyse der zeitlichen und räumlichen Variation der Zusammensetzung der Pilzgesellschaften an Wurzeln (Mkcorrhiza, Saprophyten, Pathogene) und ihrer potentiellen Triebkräfte (Landnutzung, Klima, Boden, Wurzelnährelemente) ii) Analyse von Substratpräferenzen von Pilzgesellschaften in Köderexperimenten iii) Etablierung kausaler Zusammenhänge zwischen forstlichen Eingriffen (Lückenhieb), Veränderungen der Wurzelphysiologie und der Funktion und Diversität von unterschiedlichen ökologischen Gruppen in Pilzgesellschaften Um diese Ziele zu erreichen, soll die Diversität der Pilzgesellschaften auf den 150 experimentellen Waldplots untersucht und die Ergebnisse genutzt werden, um die Zeit-räumliche Variation der Pilzgesellschaften von 2014-2020 zu erforschen. Des Weiteren werden wir Substratköder auslegen und die besiedelnden Pilzgemeinschaften untersuchen. Durch das neue Waldexperiment (Auflichtung) wird der Kohlenstofffluss in den Boden stark verändert. Wir wollen diese Situation nutzen, um den Einfluss auf die Wurzelphysiologie, die Wurzel-assoziierten Pilzgesellschaften und mögliche feedback Reaktionen auf die Baumernährung zu analysieren. Insgesamt werden die Ergebnisse zu einem besseren Verständnis von funktionalen Zusammenhängen von Artengemeinschaften in Ökosystemen beitragen.
Die räumliche und zeitliche Variabilität des Waldmikroklimas hat einen starken Einfluss auf die Habitatqualität für verschiedene Tier- und Pflanzenarten und beeinflusst Waldökosystemfunktionen, wie die Nettoprimärproduktion, Evapotranspiration oder den Abbau organischer Substanz. Das Waldmikroklima ist an die Waldstruktur gekoppelt, da die Sonneneinstrahlung durch Baumkronen absorbiert, reflektiert und transmittiert wird, und damit die Lufttemperatur und Luftfeuchte innerhalb eines Waldbestandes im Vergleich zum Offenland verändert. Waldbewirtschaftung steuert die Waldstruktur durch Durchforstungs- und Erntemaßnahmen, sowie die daraus resultierenden Wachstumsreaktionen des verbleibenden Bestandes, was sich auf die räumliche und zeitliche Variabilität des Waldmikroklimas auswirken kann. Das Projekt hat zum Ziel, die (1) Dynamik der dreidimensionalen Waldstruktur durch wiederholte Laserscanaufnahmen zu erfassen und (2) darauf aufbauend zu untersuchen, wie sich die Dynamik der dreidimensionalen Waldstruktur in Abhängigkeit der Bewirtschaftung auf die räumliche und zeitliche Variabilität des Waldmikroklimas auswirkt. Aufbauend auf Erfassungen der dreidimensionalen Waldstruktur der Jahre 2014 und 2019, werden alle 150 Dauerbeobachtungsflächen der Biodiversitäts-Exploratorien (EPs) erneut mit einem terrestrischen Laserscanner erfasst. Die Veränderungen der dreidimensionalen Waldstruktur werden mithilfe von Metriken der strukturellen Komplexität in Abhängigkeit der Bewirtschaftungsintensität und der Baumartenzusammensetzung untersucht. Darauf aufbauend soll die räumliche und zeitliche Variabilität des Waldmikroklimas auf Grundlage von 150 mikro-meteorologischen Messstationen, die seit 2009 Messungen der Lufttemperatur und Luftfeuchte für jeden EP bereitstellen, in Abhängigkeit der Dynamik der dreidimensionalen Waldstruktur untersucht werden. Dabei soll die Hypothese getestet werden, dass unterschiedliche Dynamiken der Waldstruktur, als Ergebnis unterschiedlicher Bewirtschaftungsintensitäten und Baumartenzusammensetzungen, einen Einfluss die räumliche Heterogenität des Mikroklimas (innerhalb eines Bestandes und zwischen Beständen), sowie deren zeitliche Variabilität haben. Das Projekt soll hierdurch einen Beitrag zum besseren Verständnis zu den Auswirkungen von Waldbewirtschaftung auf die Biodiversität und Waldökosystemfunktionen leisten, die sich aus den Veränderungen der Waldstruktur und damit einhergehenden räumlichen und zeitlichen Variabilität des Mikroklimas ergeben.
Der Abbau von Nekromasse (totes organisches Material) ist ein wichtiger Prozess und Teil lokaler Nährstoff- und globaler Kohlenstoffkreisläufe. Destruentengemeinschaften und der Beitrag verschiedener Taxa zum Abbau unterscheiden sich stark zwischen Nekromassetypen. Während Pilze und Wirbellose Hauptzersetzer von totem Pflanzenmaterial sind, treiben Bakterien, Wirbellose und Wirbeltiere die Zersetzung von Aas voran. Umweltfaktoren, besonders das Mikroklima, das in Wäldern stark von der Kronendachöffnung bestimmt wird, beeinflussen Destruentengemeinschaften und Abbauraten. Die Kronendachöffnung nimmt derzeit in Europa zu, bedingt durch eine erhöhte natürliche Störungsdynamik aufgrund des Klimawandels, die sich in noch unbekanntem Ausmaß auf Destruentengemeinschaften und Abbauraten auswirken wird. Zusätzlich hängt die Kronendachöffnung von der Waldbewirtschaftungsintensität ab, die auch andere strukturelle und kompositorische Eigenschaften bestimmt, wie z. B. die Baumartenzusammensetzung. Effekte der Waldbewirtschaftung und der Kronendachöffnung auf Destruentengemeinschaften und Abbauraten interagieren mit hoher Wahrscheinlich, jedoch ist dieser Zusammenhang wenig verstanden, da die Forschung diese beiden Faktoren bisher isoliert untersucht hat. In diesem Projekt soll untersucht werden, wie sich die Kronendachöffnung auf Abbauprozesse in Wäldern unterschiedlicher Bewirtschaftungsintensität auswirkt, indem Destruentengemeinschaften und Abbauraten zwischen Wäldern mit geschlossenem Kronendach und nahe gelegenen Lücken entlang eines Gradienten der Waldbewirtschaftungsintensität verglichen werden. Die Biodiversitäts-Exploratorien bilden hierfür eine ideale Forschungsplattform, da sie einen Kontrast in der Kronendachöffnung in Form des FOrest Gap eXperiments (FOX) mit einem Gradienten der Waldbewirtschaftungsintensität kombinieren. Wir werden ein Abbauexperiment mit standardisierten Typen von Totholz, Laubstreu und Aas durchführen, Abbauraten messen und Destruentengemeinschaften erfassen. Mittels eines Ausschlussexperiments werden wir den relativen Beitrag von Wirbellosen und Mikroben zum Abbau quantifizieren. Zentrale Ziele des Projekts sind, die Auswirkungen der Intensität der Waldbewirtschaftung und der Kronendachöffnung (i) auf Abbauraten, (ii) auf Destruentengemeinschaften, (iii) auf den relativen Beitrag von Wirbellosen und Mikroben und (iv) auf die direkten und indirekten Auswirkungen auf die Abbauraten zu untersuchen. Unsere Ergebnisse werden frühere und laufende Untersuchungen innerhalb und außerhalb der Biodiversitäts-Exploratorien ergänzen. Diese Studie wird eine der ersten sein, die Abbauprozesse der drei wichtigsten Nekromassetypen simultan untersucht. Dadurch wird sie zu einem besseren Verständnis dieses wichtigen ökologischen Prozesses beitragen, das nötig ist, um Vorhersagen zu treffen, wie sich Nährstoff- und Kohlenstoffkreisläufe unter Einfluss zunehmender Störungen und geänderter Waldbewirtschaftung verändern werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 91 |
| Europa | 4 |
| Kommune | 1 |
| Land | 44 |
| Weitere | 11 |
| Wissenschaft | 29 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Bildmaterial | 1 |
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 83 |
| Taxon | 1 |
| Text | 29 |
| unbekannt | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 31 |
| Offen | 94 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 119 |
| Englisch | 23 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 6 |
| Bild | 4 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 18 |
| Keine | 66 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 43 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 105 |
| Lebewesen und Lebensräume | 125 |
| Luft | 75 |
| Mensch und Umwelt | 125 |
| Wasser | 68 |
| Weitere | 123 |