Das Projekt "Bestimmung von Naehr- und Schadelementen in den Feinwurzeln, Jahresringen und Nadeln bzw. Blaettern von Tannen, Fichten und Buchen aus Waldschadensgebieten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH durchgeführt. Zur Aufklaerung von primaeren Einfluessen auf die Erkrankung von Nadel- und Laubbaeumen werden am Ordinariat fuer Holzbiologie der Universitaet Hamburg und am Institut fuer Physik, Forschungszentrum GKSS Geesthacht, Elementanalysen von Bodenloesungen sowie von Feinwurzeln, Holz und Nadeln durchgefuehrt. Die Analysen erfolgen mit einer ICP-OES- und einer TRFA-Apparatur.
Das Projekt "Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum durchgeführt. Die in den äquatornahen Bereichen der Tropen innerhalb des ganzen Jahres relativ gleichbleibenden Lufttemperaturen veranlassten viele Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass die Jahrringforschung in den gesamten Tropen nicht bzw. nur sehr schwer möglich ist. Sie gingen von einem kontinuierlichen Wachstum der Bäume und infolgedessen von einem Nichtvorhandensein von Jahrringen aus. In den letzten Jahren gelang es jedoch verschiedenen Wissenschaftlern die Existenz von Jahrringen und Zuwachszonen anderer Periodizität in tropischen Hölzern nachzuweisen. Somit konnten die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erbrachten Ergebnisse früher Pioniere auf dem Gebiet der Jahrringforschung bestätigt werden. Zuwachszonen in tropischen Hölzern entstehen dann, wenn die kambiale Aktivität aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen reduziert wird oder zum erliegen kommt. Als Ursache können hier die Trockenphasen in Gebieten mit Trockenzeiten sowie die submerse Phase in periodisch überschwemmten Gebieten genannt werden. Die Periodizität des Wachstums tropischer Bäume zu erkennen und zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Beantwortung vieler Fragen zu Zustand und Entwicklung der tropischen Wälder. Nur mit diesem Wissen und durch die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Wachstum können ökologische Fragestellungen angegangen, Fragen bezüglich der nachhaltigen Bewirtschaftung tropischer Waldökosysteme geklärt und auch die gerade in jüngster Zeit an Bedeutung gewinnenden Aspekte der Bedeutung der tropischen Wälder für das globale Klimageschehen ausreichend genau beantwortet werden. Das Institut für Waldwachstum erforscht in Zusammenarbeit mit Partnern an der Universidade Federal de Santa Maria (Brasilien) das Wachstum verschiedener wertvoller heimischer Baumarten aus Rio Grande do Sul (Brasilien). Es werden Ansätze zur nachhaltigen Bewirtschaftung naturnaher Wälder hergeleitet. Das Institut für Waldwachstum hat darüber hinaus das Ziel, für tropische Bäume geeignete Analysemethoden zu schaffen, mit deren Hilfe auch große Stichproben weitestgehend automatisiert analysiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht eine enge Kooperation in Forschung und Lehre mit Dr. Martin Worbes, Universität Göttingen.
Das Projekt "Die Zukunft der tropischen Waelder als Kohlenstoffsenke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Forschungszentrum Waldökosysteme durchgeführt. Objective/Problems to be solved: The Amazonian carbon sink exerts a key influence on the global carbon cycle but the sink strength is not very well known. Any changes in the Amazonian sink strength of carbon resulting from changes in climate or land -use will have a significant impact on global climate and are therefore of direct relevance to the formulation of global and European environmental and climate policies. Scientific objectives and approach: The overarching objective of the project is to examine the parameters and mechanism that determine the magnitude and the behaviour of the Amazonian forest carbon sink and to provide improved estimates of the rate carbon sequestration by forest and savannah at a number of sites across the Amazon Basin. The second aim is to advance understanding of the mechanisms of carbon fixation and how this may be constrained by climate variability, availability of nutrients, and changing rates of N deposition. The final goal is to provide estimates of the current and future behaviour of the carbon sink of the Amazon region and disseminate these results to stakeholders. The first package studies climatic controls on the carbon cycle by determining how variations in climate at seasonal and inter-annual time scales, including ENSO events, control fluxes and sequestration rates of carbon. Flux measurements will be carried out at six field sites in different forest types and savannah. The second package studies carbon uptake and release processes to quantify the fate of assimilated carbon. The future of the carbon sink may well be related to the availability of nutrients and soil moisture. The factors, which control the carbon fluxes and carbon pools, will be studied in packages 3 and 4, respectively. Complementary to these measurements long-term historical trends in the forests biomass will be studied by recensusing 41 forest plots along an 2500 km E-W transect and by tree ring analysis. The data collected will be used to develop and calibrate models and develop aggregation techniques. This will allow us to model the basin-wide carbon fluxes for different scenarios to study land use and climate change effects on the carbon sink. Expected impacts: The project will examine controls that determine the magnitude and behaviour of the Amazonian rainforest carbon sink, provide improved estimates of the current rate of carbon sequestration by forest and savannah, and predict likely future behaviour and implications of the sink for global and European carbon management policies. Prime Contractor: Agricultural Research Department, Alterra Green World Research; Wageningen.
Das Projekt "Rekonstruktion der Benadelung von Fichten anhand der Nadelspuren im Stamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die Aussagefaehigkeit der europaweit jaehrlich durchgefuehrten Waldzustandserfassungen anhand visueller Merkmale (Benadelungsgrad, Nadelverfaerbung) wird immer wieder in Frage gestellt, da die Dynamik der 'normalen' Benadelung von gesunden Nadelbaeumen unbekannt sei. Am Ordinariat fuer Holzbiologie der Universitaet Hamburg wird seit 1992 - in Anlehnung an ein fuer Kiefer am Finnischen Forstforschungsinstitut in Rovaniemi entwickeltes Verfahren - ueber die Moeglichkeit gearbeitet, die Benadelung von Fichten bis zu 100 Jahren zurueck zu rekonstruieren. Dieses sog. Nadelspurverfahren beruht darauf, dass jede Nadel mit dem Leitungssystem des Stammes bzw. Astes ueber eine Nadelspur verbunden ist, die mit dem jaehrlichen Dickenwachstum so lange mitwaechst bis die Nadel abfaellt. Auf der Tangentialflaeche des Holzes sind die Nadelspuren als Punkte sichtbar. Verfolgt man eine Nadelspur vom Mark nach aussen, so laesst sich anhand der Anzahl der durchdrungenen Jahrringe das Alter der Nadel bestimmen. Die Untersuchungen erfolgen an fuenf ca. 120jaehrigen Fichten aus dem Elbequellgebiet im tschechischen Riesengebirge. Dort sind in den 80er Jahren deutliche, durch Luftschadstoffe verursachte Waldschaeden aufgetreten. In den letzten ca. 120 Jahren lag das Nadelalter im Mittel bei 6,5 Jahren mit Extremwerten bei einzelnen Baeumen von 3 bzw. 10 Jahren. Nachdem das Verfahren zur Anwendungsreife gebracht worden ist, bleibt zu pruefen, inwieweit die lang- und kurzwelligen Veraenderungen der Benadelung auf endogene und exogene Faktoren (Witterung, Insekten, Schadstoffe) zurueckzufuehren sind.
Das Projekt "IBÖ-05: WoodChain - Ganzheitlicher Ansatz für eine transparente, nachverfolgbare Holz Supply Chain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Logistik und Materialflusstechnik durchgeführt. Das Projekt WoodChain beschäftigt sich mit der lückenlosen, transparenten und jederzeit nachverfolgbaren Abbildung der Holz Supply Chain vom Ort des geschlagenen Baumes über das Sägewerk bis hin zum verarbeiteten Möbelstück. Der Weg aus dem Wald bis zum Sägewerk soll hierbei ohne jegliche Hilfsmittel (Aufkleber, Schilder, RFID, etc.) am Baumstamm selbst abgebildet werden. Hierfür soll die Einzigartigkeit des Individuums Baum mit modernster digitaler Bilderkennungssoftware sowie dem Konzept der Blockchain kombiniert werden. Das natürliche Wachstum der Bäume führt dazu, dass sich ein individuelles Wuchsmuster (Jahrringe) bildet. In der Dendrochronologie wird dieses Wuchsmuster bereits genutzt, um über die Dicke der einzelnen Jahrringe das Alter des Baumes zu bestimmen. Ergänzt um die Informationen Baumart und Stammumfang verfügt jeder Baum über einen einzigartigen 'Fingerabdruck', welcher innerhalb der Supply Chain zur eindeutigen Identifikation des Holzes genutzt werden soll. Die Speicherung von Baumstamm- und Transaktionsdaten soll mittels der Blockchain-Technologie realisiert werden, da mit ihrer Hilfe Transaktionen irreversibel und manipulationssicher gespeichert werden können. Der Mehrwert der transparenten Holz Supply Chain liegt darin, jederzeit nachvollziehen zu können, woher das Holz stammt. Der (End-)Kunde hat somit die Möglichkeit Holz oder Möbel zu erwerben, die nachweislich aus lokalen Baumbeständen gewonnen/gebaut wurden. Über die detaillierte Angabe des Abbauortes ist es auch möglich eine nachhaltige Forstwirtschaft zu dokumentieren. Des Weiteren bietet der Einsatz der Blockchain-Technologie die Möglichkeit zukünftig auch automatisierte Verträge (Smart Contracts) zu implementieren, die dazu beitragen können einen einfachen und sicheren Übergang von Ware und Geld zu gewährleisten.
Im Zuge von Hochbaumaßnahmen am Columbiadamm in Berlin-Neukölln musste eine 2008 im Straßenland gepflanzte Resista-Ulmen `New Horizon´ gefällt werden (Abb. 1). Somit bot sich die Gelegenheit zur Begutachtung der bisherigen Wachstumsleistung des Baumes am Endstandort anhand des Stammzuwachs. Außerdem konnten das Wurzelwachstum und die Erschließung des Wurzelraumes durch Absaugen des Substrats und anstehenden Bodens begutachtet werden. Hierzu wurde bei dem gefällten Baum (Nr. 122) die Wurzelraumerschließung exemplarisch dokumentiert. Die Pflanzgrube fasste rund 6 m³ Rotgrand Compact Substrat mit den Maßen 4,0 m x 1,5 m x 1,0 m. Das Absaugen des Substrats erfolgte mittels Saugbagger am 13.07.2020 lagenweise in 20-30 cm Schichten, flächig bis eine Tiefe von -80 cm, punktuell bis in -150 cm. Je nach Beschaffenheit des Untergrunds wurden feinere Wurzelbereiche in Unterstützung durch eine Druckluftlanze freigelegt (Abb. 2-4). Zudem wurde die Wuchsleistung der Ulme anhand des Parameters Stammzuwachs erfasst. Hierzu wurde aus ca. 1,0 m Höhe eine Stammscheibe in einer Stärke von 4,0 cm entnommen. Diese wurde mit einer Exzenterschleifmaschine glattgeschliffen. Anschließend erfolgte die Erfassung der Jahrringbreiten mittels Gliedermaßstabs für die Jahre 2015 bis 2019. Um den Einfluss des standortangepassten ungleichmäßigen Dickenwachstums (Axiom der konstanten Spannung) zu reduzieren, wurde pro Jahrring die Breite des Jahrringes an vier im 90° Abstand zueinander liegenden Stellen erfasst. Hierdurch ergeben sich insgesamt vier Messwerte aus denen dann der arithmetische Mittelwert gebildet wurde. Es zeigte sich, dass der mit Baumsubstrat aufgefüllte Bereich der Pflanzgrube intensiv und bis zur Grubensohle durchwurzelt wurde (Abb. 5). Nach Erreichen der vertikalen Pflanzgrubenkante wurzelte der Baum nur noch oberflächennah im ca. 20 cm mit Substrat aufgefüllten Pflanzstreifen weiter. Der darunterliegende anstehende Sandboden wurde nahezu nicht erschlossen (Abb. 6 u.7). Eine Starkwurzel breitete sich unterhalb des in rund 0,80 m Abstand gelegenen Gehwegbords aus, zog sich jedoch nach einigen Dezimetern wieder in Richtung der Baumgrube zurück (Abb. 8). Der jährliche, radiale Stammzuwachs der vergangenen 2015 bis 2019 betrug im Mittel rund 1,0 cm. Auffällig ist jedoch, dass der radiale Zuwachs in diesem Zeitraum von 2015 ausgehend einen leicht rückläufigen Trend aufweist (Abb. 9). Gerade im Vergleich der Jahre 2019 zu 2018 wird eine Verringerung des Jahreszuwachses von gut 20 mm deutlich. In Anbetracht der trocken-heißen Witterungsbedingungen des Jahres 2018 mit einer Jahresniederschlagssumme von 394 mm (gemessen in Berlin-Dahlem), dürfte sich dies im sekundären Dickenwachstum der Ulme niederschlagen. Es zeigt sich, dass die Verwendung von Baumsubstraten im Straßenland eine intensive Wurzelbildung fördern und somit auch das Wachstumsverhalten des Baumes positiv beeinflusst wird. Gleichwohl werden im vorliegenden Fall, wie bereits in der Vergangenheit oftmals beschrieben (u.a. Streckenbach 2012, Uehre & Herrmann 2016), auch die Grenzen der Durchwurzelung im anstehenden Boden sichtbar. Eine möglichst deutliche „Verzahnung“ zwischen Substrat und anstehendem Boden zur Vermeidung vom sog. Körnungsbruch/“Blumentopfeffekt“ sollte somit bei jeder Pflanzung erfolgen – ggf. nicht nur durch seitliches Aufreißen entlang der Pflanzgrubenwände /-sohle sondern mittels extra Durchmischung in Randbereichen von Substrat und anstehendem Boden. Anhand des Parameters radialer Stammzuwachs der letzten 5 Jahre kann nicht abschließend geklärt werden, ob der Zuwachsrückgang ausschließlich auf das fehlende pflanzenverfügbare Bodenwasser oder auf die Grenzen des durchwurzelbaren Substrats oder ggf. aus einer Kombination mit weiteren Faktoren zurückzuführen ist. Es liegt jedoch die Vermutung nahe, dass mit Erreichen der maximalen Durchwurzelung der Baumgrube auch eine deutliche Reduktion des Wachstums von Bäumen bis hin zur Stagnation auftreten wird. Streckenbach, M., 2012: urbane Böden – eine Lebensgrundlage für Gehölze?, in: DUJESIEFKEN, D. (Hrsg.): Jahrbuch der Baumpflege 2012, Haymarket Media, Braunschweig. S. 126 ff. Uehre, P.; Herrmann, S., 2016: Körnungsbruch durch unterschiedliche Ballen und Pflanzsubstrate?, in: DUJESIEFKEN, D. (Hrsg.): Jahrbuch der Baumpflege 2016, Haymarket Media, Braunschweig. S. 305 ff.
Das Projekt "Steuerung der Kronenentwicklung, der Astreinigung und der Schaftentwicklung von Eichen (Quercus spec.), Buchen (Fagus sylvatica (L.)), Eschen (Fraxinus excelsior (L.)), Ahorn (Acer spec.) und Kirschen (Prunus avium (L.))" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum durchgeführt. Die Laubbaumarten verdienen beim Aufbau ökologisch vielfältiger und standortsangepasster Wälder mit hoher Wertleistung und geringem wirtschaftlichen Risiko besondere Beachtung. In einem ersten Schritt wird die Dynamik der Kronenausdehnung und der Astreinigung in Abhängigkeit von der Konkurrenz untersucht. Dabei sollen alle Formen der Bestandesbegründung, insbesondere auch die Naturverjüngung und die Verjüngung in kleinen Lücken, berücksichtigt werden. Die Konkurrenzverhältnisse der Vergangenheit und Gegenwart werden ermittelt und ihre Auswirkung auf die Kronen- und Schaftentwicklung untersucht. Besondere Aufmerksamkeit wird der Astreinigung und der Schaftform gewidmet. Auf dieser Grundlage wird ein Wachstumsmodell entwickelt, das eine Einschätzung des astfreien Schaftholzvolumens in Abhängigkeit von den Konkurrenzverhältnissen erlaubt. Parallel dazu soll die im Allgemeinen bei der Modellierung von Jahrringbreite und -struktur auftretende natürliche Variabilität der Wachstumsparameter analysiert werden. Die Ergebnisse werden in computergestützten Entscheidungsmodellen zur Steuerung des Dickenwachstums und der Astreinigung zusammengefasst. Die Modelle sollen auch in Mischbeständen eingesetzt werden können, eine freie Wahl des Produktionszieles durch den Wirtschafter zulassen und die Ausgangslage und speziellen Rahmenbedingungen berücksichtigen können.
Das Projekt "Einfluss der Bestandeshaltung auf die Holzqualität von Fichte und Buche in Rein- und Mischbeständen (X33a)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Holzforschung München durchgeführt. Antragsgemäß richten sich die Arbeiten darauf, gesicherte Aussagen über den Zusammenhang zwischen waldbaulicher Bestandesbehandlung und der daraus resultierenden Holzqualität treffen zu können. Dazu werden für Fichtenholz aus Rein- und Mischbeständen ertragskundlicher Versuchsflächen mit dokumentierter Bestandesgeschichte (Begründung, Pflege, Durchforstung) wesentliche holzkundliche Qualitätsparameter (Ästigkeit, Rohdichte, Jahrringbreite, Astwinkel u.a. ermittelt. In diesem Projekt ist ein hochauflösendes Untersuchungskonzept entwickelt worden, das eine präzise Erfassung und Beschreibung der Rundholzqualität von Fichte und Buche ermöglicht. Die holzkundlichen Analysen umfassten als Kernstück die radiale Jahrringmessung, die Rohdichte, die Biegefestigkeit und den Biege-E-Modul, die Astigkeit, den Rotkern und das Reaktionsholz, welche die Gruppe der Qualitätsparameter mit der größten Verwendungsrelevanz bilden. Die Anzahl der untersuchten Prüfkörper gliedert sich wie folgt (in der Tabelle des Berichtsblattes, des Abschlussberichtes). Präzise Aussagen über die Rundholzqualität in ihrer Stammlage können getroffen werden. Die Verknüpfung von Einzelergebnissen zeigt z.B. bei der radialen Rohdichteuntersuchung, dass eine negative Korrelation zwischen Jahrringbreite und Rohdichte für die Fichte nicht allgemein besteht. Das hoch auflösende Untersuchungskonzept zeigt deutlich, dass feine Unterschiede in der Merkmalsausprägung von Holzqualitätsparametern im Einzelstamm in Baumhöhe und Himmelsrichtung auftreten. Um deren Ursache zu klären, benötigt man real beschreibende Kenngrößen für die Veränderungen der Wuchssituation eines Einzelbaumes, die eine Zuordnung im Stammquerschnitt und zur realen Himmelsrichtung ermöglichen sollten.
Das Projekt "Teilprojekt 18b: Schwermetalle als Indikatoren für die Schwebstoffdynamik in der Tide-Elbe in Modell und Messung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Die über die Tidegrenze eingetragenen, hoch mit Schwermetallen belasteten Schwebstoffe fluvialer Herkunft vermischen sich unterhalb des Hamburger Hafens mit den gering belasteten marinen Ursprungs. Letztere können durch die Tidebewegung flussaufwärts bis Hamburg transportiert werden. Durch die Messung des Schwermetallgehaltes einer Schwebstoff- oder Sediment(kern)probe kann daher das Verhältnis der beiden Anteile (marin: Fluvial) ermittelt werden (Schwermetalle als Tracer). Hierdurch sind Rückschlüsse auf die stark vom Oberwasserabfluss abhängige Transport- und Ablagerungsdynamik (z.B. 'Jahresringe' in Sedimentkernen) für kohäsive und feinkörnige Feststoffe möglich. Bei sehr hohen Oberwasserabflüssen kann die Durchlaufgeschwindigkeit der über die Tidegrenze eingetragenen Feinpartikel durch das Ästuar (einige Wochen) mittels des hierdurch ausgelösten 'Schwermetallsignals' gemessen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zur Verifizierung numerischer Transportmodelle herangezogen (vgl. Arbeitspaket B1 und B2, IfM/Universität Hamburg).
Das Projekt "Methods used in paleobotany and paleoentomology for the investigation of post-glacial forest history" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Professur für Forstbotanik durchgeführt. The historical evolution of forest ecosystems can be reconstructed by means of the dendrochronological and dendroecological tree-ring analysis of deceased and living trees. Characteristical tree-ring patterns enable the building of chronologies for several decades to centuries to comprehend the development of a forest stand. Single impacts like storms, drought, floodings, late frost or insect calamities can often be tracked in tree rings. Such analyses are possible only by means of climatical data or historical sources. Methods and techniques of paleoecology and paleobotany can provide farther evidence of forest history. By the use of macrofossiles like fruits, seeds and wooden parts as well as microfossiles like pollen and spores the evolution of plant communities can be analysed. Dating of charcoal findings and fire scars on old tree stumps allows the reconstruction of regionally important forest fires in the past. Further a combination of paleobotanical and paleoentomological techniques using pollen and fossile insects can document the historical insect population together with the plant species composition. In Sweden the profound analysis of the postglacial development of forest ecosystems is still possible