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Bodendauerbeobachtungsflächen Forst (LEVEL I)

Die Forstverwaltung unterhält in einem landesweiten, stratifizierten Stichprobenetz seit 1986 59 Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF-F) im Wald. Das Stichprobenetz dient der Erfassung des Zustandes und der langfristigen Entwicklung von Waldböden unter dem Einfluss der forstlichen Bewirtschaftung und von Stoffeinträgen aus der Atmosphäre. Darüber hinaus werden Erkenntnisse über die Wirkung unterschiedlicher Bodenzustände bzw. Bodenzustandsentwicklungen auf die Waldvitalität, den Ernährungszustand der Waldbäume und auf die Biodiversität der Waldpflanzen gewonnen. Das Untersuchungsprogramm der BDF-F umfasst folgende Erhebungen: - Periodische Erhebungen des Bodenzustandes (alle 10 Jahre), - Erhebung des Kronenzustandes (jährlich), - Blatt-/Nadelanalysen (alle 5 Jahre), - Bodenvegetation (alle 10 Jahre), Die Daten der BDF-F dienen dem vorsorgendem Bodenschutz und stellen eine wesentliche Entscheidungshilfe für Umwelt- und Bodenschutzmaßnahmen durch forstliche Maßnahmen und im politischen Raum dar. Ergebnisse von drei Aufnahmeperioden (1986-2000) sind in den Mitteilungen aus dem Forstlichen Versuchswesen Mecklenburg-Vorpommern, Heft 5 veröffentlicht.

Dauerbeobachtungsflächen zum Waldzustand (LEVEL II)

Forstlichen Umweltmonitoring / LEVEL-II-Programm Zur Waldzustandsüberwachung im Rahmen des Forstlichen Umweltmonitorings betreibt das Landesamt für Forsten und Großschutzgebiete im Rahmen des sog. "Level-II-Programms" der Europäischen Union zwei Dauerbeobachtungsflächen (EU-DBF). Ziel ist es, die Ursache-Wirkung-Beziehung von Umweltfaktoren in (europaweit) verbreiteten Waldökosystemen zu untersuchen, zu erkennen, zu dokumentieren und zu werten. Von den Umweltfaktoren wird der Einfluss von Luftverunreinigungen im Speziellen beobachtet. Die EU-DBF befinden sich in den Forstämtern Sandhof und Rothemühl (Flächenbezeichnung "Torgelow"). Das Untersuchungsprogramm der im Lande betriebenen EU-DBF umfasst im Einzelnen folgende Bereiche: - Periodische Erhebungen des Bodenzustandes (alle 10 Jahre), - Erhebung des Kronenzustandes (jährlich), - Blatt-/Nadelanalysen (alle 2 Jahre), - Depositionsmessungen (alle 2 Wochen; bei Stammabfluss permanent), - Zuwachsmessungen (alle 5 Jahre; Durchmesserzuwachs permanent), - Meteorologische Messungen incl. der Bodentemperatur und -feuchte sowie der Global- und UV-B-Strahlung (kontinuierlich), - Bodenvegetation (einmal jährlich), - Sickerwassermessung (alle 2 Wochen; permanent in Betrieb), - Streufallmessung (alle 4 Wochen). - Luftkonzentrationsmessungen (kontinuierlich) Erkenntnisse aus dem Level-II-Programm bilden eine Grundlage für heutige und weit in die Zukunft reichende Behandlungs- und Planungskonzepte für den Wald. Auch sollen sie für spezielle und tiefer greifende Fragestellungen der angewandten Forschung, aber auch der Grundlagenforschung, zur Verfügung stehen und möglichst umfassend genutzt werden. Das Land Mecklenburg-Vorpommern leitet die erfassten Level-II-Daten jährlich an die EU weiter. Erste Ergebnisse für das Land sind in einem Zwischenbericht dargestellt, der beim Landesamt für Forsten und Großschutzgebiete eingesehen werden kann. Weiterhin ist ein Faltblatt zum Forstlichen Umweltmonitoring erhältlich.

Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung künstlicher Blitzschäden sowie der Entwicklung von Verfahren und Methoden zur Detektion, Lokalisierung und Bewertung von Blitzschäden, Teilvorhaben: Restlebensdaueranalyse nach Initialschäden mittels globalem Strukturüberwachungssystem

Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) gehören zu den durch Blitzschlag meist gefährdeten Komponenten. Beschädigungen führen zu den längsten Ausfallzeiten, kostspielige Reparaturen sind häufige Folgen, wenn Initialschäden durch Blitzeinschläge nicht rechtzeitig angemessen entschärft werden. Einschläge führen meist nicht unmittelbar zum Verlust eines Blattes. Werden sie nicht unschädlich abgeleitet, entstehen zunächst unkritische Initialschäden an der Blattstruktur. Diese müssen durch Vor-Ort-Inspektion oder ein Monitoring-System (SHM-System) erkannt werden. Geschieht dies nicht rechtzeitig, wächst der Initialschaden infolge der Betriebslasten, die genannten Folgekosten entstehen. Da Blitzeinschläge nicht notwendigerweise oberflächlich sichtbare Schäden verursachen, ist selbst bei einer visuellen Inspektion eine Schadenserkennung nicht sicher gewährleistet. Heutige Strukturüberwachungssysteme (SHM) geben - bei hoher Sensordichte - theoretisch Auskunft, ob und an welcher Position im Rotorblatt ein Schaden wahrscheinlich ist. Schwächen bestehen bzgl. der Lokalisierung von Schadensereignissen, sofern nur mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand im Rotorblatt instrumentiert wird. Die Größe des Initialschadens infolge Blitzschlag (Energieeintrag) wird bisher nicht erfasst. Die Kenntnis von Ort und Größe des durch den Blitz verursachten Initialschadens ist jedoch hochrelevant für die prädiktive Analyse des weiteren Schadensfortschritts und damit für die Risikobewertung, auf deren Basis etwa eine Entscheidung für eine vorgezogene Inspektion oder Reparatur erfolgt. Die aus Blitzschlag resultierenden Initialschäden sind bislang nur sehr unzureichend erforscht. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Lokalisierung durch innovative, kosteneffiziente SHM-Methoden, die Charakterisierung des Initialschadens (Größe, im Hochstromlabor) anhand des Energieeintrages (neuartige SHM-Komponente) und die darauf basierende Restlebensdauervorhersage des Blattes anhand integrierter Analyse.

Laboranalysen für langfristige Versuche und Monitoringaufgaben der LWF (D24, D25)

Chemische Analyse von Wasser-, Boden- und Nadel/Blattproben aus langfristigen Versuchen und Monitoringaufgaben der LWF.

Bioindikatorenuntersuchungen an den Waldklimastationen (Bio) (D13, D25)

Untersuchung und kontinuierliche Beobachtung des Ernährungszustandes und der Schadbelastung der Waldbäume an den Waldklimastationen zur Ermittlung von Ausmaß, Verlauf und weiterem Fortschreiten der neuartigen Waldschäden.

Pflanzengeographie und Pflanzenoekologie des borealen Nadelwaldes

Der boreale Nadelwald, die Taiga, ist eines der groessten Oekosysteme der Erde. Doch seine verschiedenen Teilgebiete sind auch innerhalb des Postglazials recht unterschiedlich alt. Ebenso verschiedenartig sind die oekologischen Gegebenheiten. Es stellt sich die Frage, ob die Taiga als ein einziges Oekosystem betrachtet werden darf. Die laufenden oekologischen Untersuchungen sollen die Ursachen fuer den lichten Stand der Baeume in einzelnen Teilen der Taiga klaeren. Von Bedeutung sind dabei Fragen nach Art, Ort und Intensitaet der Wurzelkonkurrenz sowie nach den oekologischen Folgen der Nadelstreu und des Moos- und Flechtenteppichs im Hinblick auf den Wasser und Waermehaushalt und auf die Bestandesverjuengung. Die Untersuchungen werden in Kanada, Nordeuropa und Ostjakutien durchgefuehrt.

Erhöhung des Resistenzpotentials der Gerste - Ein interdisziplinärer Ansatz unter besonderer Berücksichtigung der Resistenzaktivierung, Molekulare Untersuchungen zum Einfluss wurzelbesiedelnder Pilze auf Resistenz und Suszeptibilität in Gersteblättern

Arbuskuläre Mykorrhizen erhöhen zwar die Resistenz von Pflanzen gegenüber pilzlichen Wurzelpathogenen und Bodennematoden, in oberirdischen Pflanzenteilen scheinen aber die Verteidigungsmechanismen unterdrückt zu werden. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise, dass Blätter von Pflanzen, die mit dem Wurzelendophyt Piriformospora indica besiedelt sind, weniger stark von Blattpathogenen befallen werden. Diese Phänomene sollen auf cytologischer und molekulargenetischer Ebene untersucht werden. Der Einfluss des Mykorrhizapilzes Glomus spec. und des Wurzelendophyten Piriformospora indica auf die Infektion von Blättern und Wurzeln der Gerste mit nekrotrophen und biotrophen pilzlichen Pathogenen wird einmal makro- und mikroskopisch untersucht. Außerdem sollen Gene isoliert und charakterisiert werden, deren Expression (1) in den Blättern durch die Besiedelung der Wurzel mit Glomus spec. und P. indica oder (2) in den Wurzeln durch gleichzeitige Besiedelung mit Glomus spec. oder P. indica und mit einem Pathogen induziert ist. Als dritten gilt es, Gene zu identifizieren, bei denen durch die Anwesenheit eines Mykorrhizapilzes in der Wurzel die chemische Induktion ihrer Expression in den Blättern inhibiert ist.

Der Einfluss von Tauniederschlag auf den Wasser- und Nährstoffhaushalt der Vegetation von Stipa tenacissima dominierten Hängen unterschiedlicher Exposition im semi-ariden Südosten Spaniens

In vielen Lebensräumen ist Wasser der bedeutendste limitierende Faktor für das Wachstum und die Verbreitung der Pflanzen. Neuere Arbeiten zeigen, dass auch Arten, die nicht über spezielle Blattorgane zur Aufnahme von Wasser verfügen, auf Tau mit einer Erhöhung des Wasserpotentials und der Photosynthese sowie mit gesteigertem Wurzelwachstum reagieren. Das Ziel des Projekts ist die Evaluierung des Einflusses und die Untersuchung der Wirkungsweise von Tau auf die Vegetation von Stipa tenacissima dominierten Hängen entlang eines Niederschlags-Tauniederschlags-Transekts in SO-Spanien. An S. tenacissima und an ausgewählten annuellen Arten wird der Einfluss von Tau auf den Wasserhaushalt, die Photosynthese und die Fähigkeit der Wurzeln zur Wasseraufnahme im Freiland und im Gewächshaus bestimmt. Seine Wirkungsweise, eventuelle Aufnahmewege, Verlagerungen im Boden sowie sein Einfluss auf die Nährstoffverfügbarkeit werden untersucht. Die Bestimmung der Taumenge und -häufigkeit, verbunden mit Mikroklimamessungen, ermöglicht eine Abschätzung des Beitrags von Tau zur Wasserbilanz der untersuchten Hänge. Das Projekt wird Fragen des Wasser- und Nährstoffhaushalts der Vegetation in ariden und semi-ariden Gebieten beantworten. Dies trägt zu einem besseren Verständnis der Ökologie und der Verbreitung der Pflanzen dieser Gebiete bei, welches für die zukünftige Bewirtschaftung und Rehabilitation von degradierten Flächen in diesen Ökosystemen wichtig ist.

Immissionsoekologische Waldzustandserfassung Nordrhein-Westfalen

Die Immissionsbelastung von Waldbestaenden wird mit Hilfe sensitiver Bioindikatoren (Flechten u. Fichtenkronen) sowie von Fichtennadeln als Bioakkumulatoren erfasst. Anhand zusaetzlicher Erhebungen zum Bestand und Standort wird der Einfluss verschiedener Randbedingungen auf Vitalitaet und Zuwachs von Fichtenbestaenden untersucht. Die Nadelanalysen dienen auch der Abschaetzung der Naehrstoffversorgung.

Untersuchungen zu raum-zeitlichen Einflussparametern der Filterung städtischer Aerosole durch Stadtbäume

Die bisherigen Kenntnisse physikalischer, chemischer, klimatologischer und topogra-phischer Parameter bei der Staubdeposition an Stadtbäumen sollen vertieft werden. Dazu werden Meßverfahren getestet und weiterentwickelt, um die Staubauflage auf Blattoberflächen qualitativ und quantitativ erfassen zu können. Anschließend soll systematisch die räumliche Verteilung des Staubs in der Krone eines Straßenbaums an einem stark verkehrsbelasteten Standort in Karlsruhe, abhängig von jahreszeitli-chen, klimatologischen und verkehrstechnischen Einflüssen, bestimmt werden. Steu-ernde klimatische Parameter, wie Strahlungsbilanz, Luft- und Oberflächentemperatu-ren, Luft- und Oberflächenfeuchte, sowie die Bewegungsvektoren der Luft sind kontinuierlich sowie diskontinuierlich in Transekten mit hoher räumlicher Auflösung durch die Krone zu untersuchen. Die Gradienten sollen bis zu den Blattoberflächen in Zentimeterschritten unter kombiniertem Einsatz von Ultraschall und Thermoane-mometrie bestimmt werden. Parallel dazu ist der Staubgehalt der Luft und der auf den Blattoberflächen zu ermitteln, um die raum-zeitliche Struktur der Staubauflage sowie möglicherweise eine qualitative Differenzierung in der Krone erfassen zu können. Ein- und Austräge des Staubes sollen wahrend der Vegetationsperiode für einzelne Segmente des beprobten Baumes bilanziert werden. Dies ist die Vor-aussetzung, um stichprobenhaft Abschätzungen der gesamten Partikeln- und -austräge zuverlässig vornehmen zu können. Erst so läßt sich eine Stoffflussanalyse von der Atmosphäre bis an die Pflanzenoberfläche durchfuhren. Auf dieser Grundlage können mit Hilfe weiterführender Analysen unterschiedliche Baumarten, Vegetations- und Stadtstrukturen in die Stauberfassung einbezogen werden.

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