Seit dem Erstnachweis in Deutschland im Jahr 2002 hat sich das durch den Pilz Eschenstengel-Becherchen (Hymenoscyphus fraxineus, Nebenfruchtform: Chalara fraxinea) verursachte Eschentriebsterben in ganz Deutschland sowie in weiten Teilen Europas flächendeckend ausgebreitet. Das Vorkommen der Gemeinen Esche im deutschen Wald geht kontinuierlich drastisch zurück. Neben dramatischen finanziellen Einbußen für Forstbetriebe aufgrund von Qualitäts-verschlechterungen des Holzes, Mortalität der Bäume und erhöhtem Aufwand für Kontrollen und Maßnahmen im Rahmen der Verkehrssicherungspflicht ist die forstliche Zukunft der Gemeinen Esche ungewiss, v.a. da Neuanpflanzungen nicht empfohlen werden. Der Verlust der Esche aus der ohnehin beschränkten Palette einheimischer Waldbaumarten würde die künftige Risikostreuung in der Waldbewirtschaftung zusätzlich einschränken und wäre bei unvermindert grassierendem Verlauf zudem mit einem weitgehenden Verlust der auf die Esche spezialisierten Arten- und Lebensgemeinschaften verbunden. Seit dem Auftreten des Eschentriebsterbens in Deutschland wird intensiv dazu geforscht. Dies erfolgt durch verschiedene Forschungseinrichtungen, z. T. verknüpft mit einem Erfahrungsaustausch auf europäischer Ebene. Als hinderlich stellt sich die Tatsache dar, dass die Forschungsanstrengungen in den einzelnen Bundesländern zwar auf der Verwendung ähnlicher Methoden, aber unterschiedlicher Skalen beruhen. Das erschwert die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die Ableitung einheitlicher und gebündelter Handlungsempfehlungen. Die Notwendigkeit einer koordinierten Vorgangsweise zum Umgang mit dem Eschentriebsterben wurde einstimmig von Fachleuten in einem multidisziplinären, auf Anregung der der BLAG-FGR durchgeführten, Workshop aufgezeigt (Fussi et al. 2017). Dieser lieferte wertvolle Anregungen für die Entwicklung einer nationalen Strategie, wie sich Forstpraxis, Politik und Forschung gemeinsam und effektiv für die Esche einsetzen können. (Text gekürzt)
Im Fokus des Arbeitspakets des Fachgebietes Urbane Ökophysiologie der Pflanzen stehen die Analysen von phenolischen Verbindungen in den Blättern sowie im Holz von Eschenklonen mit erhöhter Resistenz gegenüber dem Eschentriebsterben und solchen, die stark von H. fraxineus befallen werden. Mit Hilfe der HPLC-Analytik sollen dann die Inhaltsstoffprofile der Pflanze mit der Infektionsanfälligkeit des Eschenklons korreliert werden. Mit Hilfe dieser Korrelationsanalyse sowie der Erstellung von Differenzchromatogrammen werden Aussagen darüber getroffen, ob das Auftreten des Eschentriebsterbens mit dem Vorhandensein bzw. der Menge bestimmter sekundärer phenolischer Inhaltsstoffe bzw. Inhaltstoffgruppen in Verbindung steht. Diese Substanzen werden identifiziert und charakterisiert. Des Weiteren soll untersucht werden, ob sekundäre Inhaltsstoffe nach dem Befall des Baumes mit H. fraxineus akkumulieren und somit eine Stressantwort des Baumes mit einhergehender Schutzfunktion eingeleitet wird. Auch soll geprüft werden, ob sich die Ergebnisse der Korrelationsuntersuchungen zwischen Phenolen und Pilzbefallsgrad durch die Verwendung anderer physiologischer Biomarkersets (Kohlenhydrate, Aminosäuren, Makroelemente etc. - untersucht durch LFE) ergänzen lassen. Die Ergebnisse zu den unterschiedlichen Phenolprofilen in verschiedenen Eschenklonen sollen mit genetischen Resistenzmakern korreliert werden. Die Arbeiten zur Optimierung bestehender und der Entwicklung neuer Verfahren der vegetativen Vermehrung der Esche werden durch die AG Botanik und Arboretum durchgeführt. Meristeme der Esche werden zur Vermehrung in-vitro kultiviert. Zusätzlich wird ein Protokoll zur Induktion der somatischen Embryogenese als zuverlässige und alternative Massenvermehrungsmethode wertvoller Genotypen entwickelt. Auf Grundlage dieser Methoden erfolgt dann die Vermehrung resistenter Genotypen für weitere Untersuchungen im Projektverbund.
Die Ziele des Verbundvorhabens FraxGen orientieren sich an denen des Demonstrationsvorhabens zum Erhalt der Gemeinen Esche (Forschungsverbund FraxForFuture). Gesamtziel des Demonstrationsvorhabens ist ein abgestimmtes Vorgehen gegenüber dem Eschentriebsterben unter Einbeziehung aller relevanten Fachdisziplinen. Repräsentativ über das gesamte Bundesgebiet verteilte Monitoringflächen dienen als gemeinsame Arbeitsplattform für die beteiligten Institutionen unter Anwendung des gesamten Methodenkataloges mit standardisierten Verfahren. Im Teilprojekt 5 werden in enger Abstimmung mit dem Verbund FraxMon bis zu zwei Monitoringflächen in Sachsen ausgewählt, eingerichtet und regelmäßig aufgenommen. Auf diesen Flächen sowie in weiteren Gebieten Sachsens mit hohem Befallsdruck werden augenscheinlich vitale Eschen ausgewählt. Die selektierten Bäume werden vegetativ durch Pfropfung für die Sicherung in Klonsammlungen und durch In-vitro-Vermehrung von Meristemen für die Bereitstellung von Pflanzen für weiterführende Untersuchungen anderer Vorhaben vermehrt. In Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern werden die vom Teilprojekt 5 erfassten Eschen unter Anwendung des zur Verfügung stehenden Methodenkatalogs mit standardisierten Verfahren phänotypisch beschrieben. Dazu gehört die Beerntung von Plusbäumen für die Anlage von Nachkommenschaftsprüfungen, um die genetischen Ursachen einer möglichen Resistenz zu ermitteln. Die Untersuchungen zu molekular-genetischen Ursachen von Anfälligkeit und Resistenz werden ebenso durch die Bereitstellung von Probenmaterial unterstützt wie Untersuchungen mit Biomarkern und die weiterführende Analyse von Möglichkeiten der vegetativen Vermehrung durch Gewebekulturtechniken. In Abstimmung mit dem Vorhaben FraxSilva werden unterstützende Arbeiten zur Konsolidierung und Weiterentwicklung ETS-geschädigter Bestände sowie zur Überprüfung und Ergänzung waldbaulicher Empfehlungen durchgeführt.
Das Vorhaben umfasst die Zusammenführung und Bereitstellung von Fachinformationen zu Waldmoor-Standorten, die Erarbeitung von Optimalvarianten der Moorrevitalisierung für verschiedene Kategorien sich überlagernder Schutzfunktionen in Mooren bzw. deren Einzugsgebieten(Steckbriefe insbesondere Planungs- und Genehmigungsprozess), die Etablierung eines vegetationsökologischen Monitorings sowie die Bewertung der erzielbaren Ökosystemdienstleistungen durch Moorrevitalisierung. Als Bewertungsansatz insbesondere für Treibhausgase wird der für Tieflandsmoore existierende GEST-Ansatz für Wald-Moorstandorte in Mittelgebirgsregionen angepasst. Das zusammengeführte Moorwissen wird in 10 Moorkörpern im Landeswald der Modellregion Westerzgebirge umgesetzt. Das heißt, es werden hier konkrete Maßnahmen zur Moorrevitalisierung geplant, umgesetzt und dokumentiert. Dieser ganzheitliche Ansatz wird als Beispiel zur Übertragung auf andere Waldeigentumsarten oder andere Mittelgebirgsregionen in Deutschland bzw. Mitteleuropa entwickelt (Modellvorhaben).
Das Vorhaben umfasst die Zusammenführung und Bereitstellung von Fachinformationen zu Waldmoor-Standorten, die Erarbeitung von Optimalvarianten der Moorrevitalisierung für verschiedene Kategorien sich überlagernder Schutzfunktionen in Mooren bzw. deren Einzugsgebieten (Steckbriefe insbesondere Planungs- und Genehmigungsprozess), die Etablierung eines vegetationsökologischen Monitorings sowie die Bewertung der erzielbaren Ökosystemdienstleistungen durch Moorrevitalisierung. Als Bewertungsansatz insbesondere für Treibhausgase wird der für Tieflandsmoore existierende GEST-Ansatz für Wald-Moorstandorte in Mittelgebirgsregionen angepasst. Das zusammengeführte Moorwissen wird in 10 Moorkörpern im Landeswald der Modellregion Westerzgebirge umgesetzt. Das heißt, es werden hier konkrete Maßnahmen zur Moorrevitalisierung geplant, umgesetzt und dokumentiert. Dieser ganzheitliche Ansatz wird als Beispiel zur Übertragung auf andere Waldeigentumsarten oder andere Mittelgebirgsregionen in Deutschland bzw. Mitteleuropa entwickelt (Modellvorhaben). Teilvorhaben II: - Mitwirkung bei der Erstellung der Leistungsbeschreibungen für die Revitalisierungsvorhaben, Erstellung und fachliche Prüfung von konkreten Maßnahmenplanungen sowie die Erstellung von Gutachten bei schwierigen hydrologischen Fragestellungen insbesondere von Revitalisierungsobjekten in Trinkwassereinzugsgebieten. - Bewertung des Einflusses von Revitalisierungsmaßnahmen auf Ökosystemdienstleistungen (Treibhausgasrückhalt, den Rückhalt von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) und der Einfluss auf die Wasserqualität allgemein, den Rückhalt von Oberflächenabfluss und der Einfluss auf den Wasserhaushalt allgemein, die Verdunstungskühlung, die Biodiversität, die Erholung und weitere) - Ökologische Baubegleitung der Revitalisierungsmaßnahmen.
Der Erreger Hymenoscyphus fraxineus bedroht den Bestand der heimischen Esche, was Auswirkungen auf die Holzwirtschaft und das ökologische Gleichgewicht in den Beständen verursacht. Neben der Züchtung von toleranten und resistenten Varietäten sind aber auch Möglichkeiten zur direkten Bekämpfung denkbar. So können Viren die Infektiosität von Pilzen herabsetzen, was als Hypovirulenz bezeichnet wird. Ein Hypovirulenz verursachendes Virus ist in Europa bei der Bekämpfung des Erregers des Kastanienrindenkrebses, Cryphonectria parasitica, bereits erfolgreich im Einsatz. Solch ein Gentechnik-freies System kann neben einer direkten Anwendung zur Verminderung von infektiösem Inokulum auch als Agens zur Induktion von Resistenzen auf epigenetischer Basis eingesetzt werden. Durch die Art der viralen Transmission ist eine unkontrollierte Ausbreitung in andere Arten nicht gegeben, wodurch das System auf die Virus-infizierte Art beschränkt bleibt. Ein hypovirulenter Pilzstamm gibt darüber hinaus wertvolle Informationen über die Infektionsmechanismen, die die Daten weiterer Teilprojekte ergänzen. Im beantragten Teilprojekt werden im Ökosystem natürlich vorkommende Viren gesucht, die im Erreger H. fraxineus eine Hypovirulenz auslösen. Die Viren sollen speziell in solchen Pilzisolaten gesucht werden, die von Bäumen mit verringertem Befall isoliert wurden. Um die Chance des Auffindens von Hypovirulenz verursachenden Viren deutlich zu erhöhen, sollen Viren zusätzlich aus verwandten heimischen Arten innerhalb der Familie der Heliotales isoliert werden. Die Vorgehensweise garantiert, dass keine neuen, sondern nur im Ökosystem natürlich vorkommende Erreger eingesetzt werden. Zur Bestimmung von Virus-basierter Hypovirulenz werden Referenzstämme mit bekannter Infektiosität transfiziert. Die Infektiosität wird in einem Biotest an Eschensämlingen in Kooperation mit anderen Teilprojekten bestimmt.
Eine wichtige Rolle bei der Mortalität von Eschen spielen Stammfußnekrosen. Sie treten häufig bei an Eschentriebsterben erkrankten Bäumen auf. Die Ätiologie der Stammfußnekrosen ist bis heute nicht vollständig geklärt. Auch der Erreger H. fraxineus selbst, kann sie primär verursachen. Deshalb ist das Ziel des Teilvorhabens 4.1, die Ursache der Stammfußnekrosen an Eschen zu klären und den Einfluss von Standortsfaktoren auf deren Entstehung zu quantifizieren. Dazu sollen auf den Untersuchungsflächen standörtliche Gegebenheiten und das Vorkommen von Stammfußnekrosen untersucht werden. Um die Standorte zu charakterisieren werden schon vorhandene WZE/ BZE-Daten akquiriert und ausgewertet, ebenso wird die Aufnahme von Standörtlichen Parametern ein Aspekt in der Untersuchung auf In-tensivmonitoringflächen sein. FraxCollar ist direktes Bindeglied zum Unterbund 2 FraxMon da ein Projektmitarbeiter in beiden Unterverbünden in Personalunion forscht. Auf den Untersuchungsflächen werden die Stammfußnekrosen kartiert und ihr Ausmaß (Größe, Tiefe) erfasst sowie die Eschen in Schadstufen des Erkrankungsprozesses eingeteilt. Von den Nekrosen werden Proben geworben und im mykologischen Labor untersucht, d.h. es werden aus den Randbereichen der Nekrosen Pilze aus dem Holz isoliert. Diese Pilze (H. fraxineus und andere assoziierte Pilze der Stammfußnekrosen) werden DNA- und morphologisch gestützt identifiziert und hinsichtlich ihrer ökologischen Funktion charakterisiert. H. fraxineus-Stämme, Endophyten, sekundäre Schaderreger und potentielle Antagonisten werden an andere Teilvorhaben/Verbünde weitergegeben. Forschungsergebnisse münden in Empfehlungen für die forstliche Praxis ein. Zusätzlich hat das TV4.1 die Koordination des Unterverbundes 4, koordiniert die Probennahmen für alle anderen Teilvorhaben im Unterverbund FraxPath und übernimmt den fachlichen Austausch mit FraxForFuture sowie FraDiv.
Das Projekt „Fernerkundungsbasiertes Monitoringsystem zur Erfassung des Eschentriebsterbens – Schwerpunkt Inventurdesign (FeMos-ETS)“ ist Teil des Unterverbundes FraxMon (Monitoring des Eschentriebsterbens in Deutschland), der sich in das Demonstrationsvorhaben FraxForFuture integriert. Ziele des Unterverbunds sind: 1. Etablierung eines hierarchisch aufgebauten Monitoringnetzes als (1) Grundlage für eine objektivierte Risikoanalyse zur räumlichen und zeitlichen Dynamik der Ausbreitung des Eschentriebsterbens (ETS) in Deutschland, (2) Forschungsplattform für alle Freilanduntersuchungen des Gesamtverbundes sowie (3) Quelle für die Selektion potenziell resistenter und toleranter Eschen 2. Entwicklung und Erprobung von Monitoringverfahren zur Vitalitätsdiagnostik auf verschiedenen Skalenebenen (Bestand/Luftbildauswertung –> Einzelbaum/biochemische Analyse von Holz und Blattproben) 3. Entwicklung und Anwendung von fernerkundungsbasierten Verfahren zur Erfassung des Eschentriebsterbens Die Abteilung Biometrie und Informatik bearbeitet innerhalb von FraxMon Aufgaben der Fernerkundung für Baden-Württemberg und koordiniert die Fernerkundungstätigkeiten der Verbundpartner. Im ersten Schritt werden zwischen den Projektpartnern Interpretationsschlüssel zur Identifizierung von Eschenbeständen und deren Vitalität auf der Basis von Luftbildern abgestimmt. Der zweite Aufgabenbereich umfasst die Modellierung von potentiellen Eschenvorkommen auf der Basis von Fernerkundungsdaten und standörtlichen Gegebenheiten. Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden Inventuren zur Erfassung der Eschenvitalität mittels Luftbildauswertung entwickelt und umgesetzt. Die Entwicklung des Eschentriebsterbens wird auf den im Rahmen des Demonstrationsprojekts FraxForFuture etablierten Intensivbeobachtungsflächen (IBF+) anhand von Auswertungen aktueller und historischer Luftbilder erfasst und dokumentiert. Von den Projektpartnern in Thüringen werden Hyperspektralaufnahmen einzelner IBF+-Flächen durchgeführt und deren Eignung für die Erfassung und das Monitoring des Eschentriebsterbens untersucht.
Das Teilprojekt fokussiert sich auf die Aufklärung der Abhängigkeiten und Interaktionsprozesse von Hymenoscyphus fraxineus bei der Infektion unterschiedlicher Eschenarten, die auf eine Infektion entweder sensibel (Fraxinus excelsior) oder tolerant (Fraxinus mandshurica) reagieren.Dabei soll die Pathogen-Wirt-Interaktion in Hinblick auf die exprimierten Virulenzfaktoren, die pflanzliche Abwehr und die funktionalen Gencluster zur Verwertung der jeweilig in den Geweben bereitgestellten pflanzlichen Metabolite mit Hilfe von Transkriptionsstudien analysiert werden. Diese Analysen zur Genexpression sollen grundlegende Einblicke in die beobachteten unterschiedlichen Infektionsverläufe mit lokal begrenztem Auftreten des Pathogens oder einem invasiven Verlauf ermöglichen. Über die komparative Analyse der Transkriptome werden Schlüsselgene bei der Verwertung der art- und gewebeabhängigen Metabolitkompositionen von Eschenblatt- und -holz identifiziert. Die Erkenntnisse zu den Faktoren, die eine endophytische oder nekrophytische Kolonisation erst ermöglichen, werden dringend benötigt, um den Krankheitsverlauf im Detail zu erschließen. Die im Teilprojekt erstellten Daten sowie deren Interpretationen sollen zudem mit den Ergebnissen anderer Teilprojekte wie den Metabolitanalysen und den Auswirkungen der Methoden zur Kontrolle des Pathogens (RNAi, Mycoviren) kombiniert werden. Übergeordnetes Ziel ist es, Erkenntnisse abzuleiten und zu bewerten, die zu einer Hemmung der Multiplikation oder Herabsetzung der Virulenz des Pathogens führen. Diese Faktoren stellen zudem Indikatoren für eine erhöhte Anfälligkeit oder Toleranz bei der heimischen Esche gegenüber H. fraxineus dar und werden dringend benötigt.
Das Vorhaben soll als Demonstrationsvorhaben modellhaft die Eignung einer oberirdischen Zuwässerung als mögliche Alternative zu einer Grundwasseraufspiegelung zur Erhaltung und Redynamisierung naturverträglich genutzter Feuchtwälder (FFH Lebensraumtyp 9160: Sternmieren-Stieleichen-Hainbuchenwald) überprüfen. Es soll ein Verfahren entwickelt und erprobt werden, welches geeignet ist, durch Klimawandel und Grundwasserabsenkung gefährdete Waldlebensraumtypen zu sichern bzw. wiederherzustellen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 32 |
| Land | 14 |
| Wissenschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 32 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 32 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 32 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 31 |
| Webseite | 1 |
| Topic | Count |
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| Boden | 27 |
| Lebewesen und Lebensräume | 32 |
| Luft | 10 |
| Mensch und Umwelt | 32 |
| Wasser | 11 |
| Weitere | 32 |