Signifikante Veränderungen hydrologischer Extremereignisse sind zentraler Bestandteil zukünftiger Klimawandelprognosen. Das Verständnis komplexer Wechselwirkungen zwischen Niederschlägen, Wasserspeicherung in Boden und Grundwasser sowie Wasserflüssen im Einzugsgebiet ist eine große Herausforderung in der Ökohydrologie. Die Vegetation spielt dabei eine zentrale Rolle in dem sie 50-70% der terrestrischen Evapotranspiration kontrolliert. Verschiedene Pflanzenarten unterscheiden sich signifikant in ihren Wassernutzungsstrategien. Die Integration solcher Informationen zu artspezifischen Einflüssen auf die Bodeninfiltration und Wurzelwasseraufnahmedynamiken liefern erste Hinweise darauf, wie Bäume Wasser in Richtung ihrer aktiven Wurzelzone leiten können. Dies wird unter zukünftigen klimatischen Bedingungen und bei der Entwicklung von Anpassungsstrategien für eine nachhaltige Waldökosystembewirtschaftung bedeutend. Das Konzept des Wasseralters mittels stabiler Wasserisotopen wird verwendet, um den Beitrag unterschiedlicher Wasserfließwege zum Abfluss und deren Änderungen zu bewerten. Das Wasseralter bietet dabei eine weitere Perspektive, um hydrologische Prozesse besser zu verstehen und Modelle zu optimieren. Jüngste Studien zur Bestimmung von Verweilzeit zeigen, dass besonders die Schnittstellen zwischen den Kompartimenten (z.B. Boden-Atmosphäre oder Boden-Wurzeln) besser berücksichtigt werden muss, um den ökohydrologischen Kreislauf ganzheitlicher zu verstehen. Artspezifische Unterschiede und die komplementäre Ressourcennutzung von Baum-Mischbeständen können dabei Wasserverweilzeiten und -alter im ökohydrologischen Kreislauf verändern. Unsere zentrale Hypothese lautet, dass Artidentität und Wasserkonkurrenz zwischen Baumarten ein Haupttreiber für ökohydrologische Rückkopplungsprozesse zwischen Boden und Bäumen sind. Wir werden unsere zentrale Hypothese in Rein- und Mischbeständen von Tannen und Buchen in einem kombinierten experimentellen (Arbeitspakete (WPs) 1-3) und Modellierungsansatz (WP 4) untersuchen, in dem räumlich hochaufgelöste Messungen von Isotopen sowie hydrometrische und ökophysiologische Messungen mit kontinuierlicher Langzeitüberwachung kombiniert werden, um alle Kompartimente des Wasserkreislaufs des Ökosystems zu quantifizieren. Isotopensignaturen von Wasserflüssen auf natürlichem Niveau werden zunächst über eine neuartige in-situ-Monitoringplattform (SWIP) für ein Jahr (WP 1) beobachtet, um das SWIP-System standortspezifisch zu validieren. In WP 2 werden wir ein Isotopenmarkierungsexperiment durchführen, um die standortspezifische zeitliche Heterogenität der Reaktionszeiten der Ökosystemkompartimente zu quantifizieren, während in WP 3 die Verweilzeiten und das Wasseralter der verschiedenen Kompartimente untersucht werden. WP 4 dient der Modellierung ökohydrologischer Prozesse mittels der erhobenen Daten. Der Fokus wird hier auf der Verbesserung der SWIS-Modellstruktur und der Anpassung an verschiedene Baumstände liegen.
Abgestorbene Pflanzenteile (Streu) stellen eine wichtige Komponente biogeochemischer Nährstoffzyklen dar. Die Abbaurate von Streu durch Mineralisationsprozesse ist eine Steuergröße für die Produktivität von Ökosystemen und die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften. Abgesehen von diesen langfristigen Effekten auf Ökosystemprozesse übt die Akkumulation von Pflanzenstreu jedoch auch bedeutende kurzfristige Auswirkungen auf Pflanzengemeinschaften aus. Diese können direkter Natur sein, z.B. wenn Streu als physische Barriere für die Entfaltung und Etablierung von Keimlingen wirkt, oder sie können indirekt über Veränderung abiotischer Bedingungen wirken. Die Zusammensetzung lokaler Pflanzengemeinschaften wird durch eine Reihe von Filtern kontrolliert, die aus dem globalen Artenpool jene Arten durchlassen, die (i) einen spezifischen Wuchsort überhaupt erreichen, (ii) die lokalen Standortbedingungen tolerieren und (iii) erfolgreich Interaktionen mit anderen Organismen derselben oder anderer trophischer Ebenen eingehen. Verschiedene Studien haben die wichtige Bedeutung von Interaktionen nach dem Tode , die durch die Effekte von Streu auf Artenzusammensetzung und Diversität vermittelt werden, hingewiesen. Pflanzenstreu besitzt das Potential, Etablierung und Fitness von Pflanzen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien zu beeinträchtigen. Dies geschieht durch Veränderung der chemischen (Nährstoffverfügbarkeit, Allelopathische Effekte) oder physikalischen Umwelt (Quantität und Qualität des Lichts, Temperaturamplitude, Bodenfeuchte unter einer Streudecke), durch mechanische Effekte (Streu als Barriere für das Wachstum von Keimlingen) oder durch die Beeinflussung biotischer Interaktionen, d.h. durch Auswirkungen von Streu auf Konkurrenz zwischen Pflanzenarten oder auf Herbivorie. In einer Reihe von Experimenten haben wir verschiedene Aspekte des potentiellen Effekts einer Streudecke auf die Etablierung von Keimlingen unterschiedlicher Arten von Grünland-, Wald und Steppenhabitaten untersucht (siehe Veröffentlichung).
Durch Original- und Literaturstudien wurde eine Datenbank zur geographischen Verbreitung und Ökologie von mehr als 4000 Pflanzenarten angelegt. Die Areale der Pflanzensippen können durch das EDV-Programm CHOROL miteinander verglichen werden, und dadurch lassen sich charakteristische chorologische Typen herausarbeiten. Erstmalig ist es dadurch auch möglich, exakte Endemitenkarten und Biodiversitätsverteilung in den Neotropen darzustellen. Formal werden das Projekt und seine Ergebnisse in zahlreichen Einzelpublikationen, Kongressbeiträgen und einem Einzelband (G. Fischer/Jena) niedergelegt. Das bereits in Wien begonnene Forschungsprojekt stützt sich auf die größte Verbreitungsdatei neotropischer Pflanzen, die als einzige weltweit auf Grund kontrollierter Originalbelege erstellt wurde. Das Programm Chorol ermöglicht verschiedenartige Analysegänge durchzuführen und kann z.B. Biodiversitätszentren oder Endemismenhäufigkeit aufzeigen. Die demnächst als Monographie publizierten Daten werden auch wichtige Hinweise auf Extinktionen und Schutzwürdigkeit von neotropischen Landschaften haben. Das vorhandene Kartenmaterial ist bereits zur Gänze ausgedruckt und wird derzeit für die endgültige Präsentation bearbeitet.
Mit paläoökologischen Parametern (Multiproxy-Ansatz) werden langzeitliche Vegetations- und Klima-veränderungen sowie Mensch-Landschaft-Interaktionen rekonstruiert. Veränderungsraten und Pflanzendiversitätsmuster in Ökosystemen und ihre Beziehungen zu Klima, Feuer und menschlichem Einfluss werden ausgewertet für zukünftige Szenarien von Umweltveränderungen. Pflanzenphänologie, Verbreitungs- und Reproduktionsstrategien werden durch Pollenniederschlag in Plots unterschiedlicher Landnutzung und Artenanreicherung untersucht. Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen werden untersucht um den Effekt von Landnutzungsänderungen auf Bestäuberfunktionen und Netzwerke auszuwerten.
Verschiedene Unkrautarten zeichnen sich durch unterschiedlichen Tierbesatz aus. Mit Kenntnis des Tierbesatzes ist es moeglich, ueber die Ansaat bestimmter Ackerkrautstreifen einzelne Tiergruppen zu foerdern. Daneben zeigen bestimmte Analysen der Aufenthaltspraeferenz verschiedener Nuetzlingsgruppen ebenfalls Vorlieben fuer bestimmte Pflanzenarten auf. Mit entsprechenden Saatmischungen fuer Ackerkrautstreifen wurden Ansaaten vorgenommen und in verschiedenen Gebieten ueber mehrere Jahre pflanzensoziologisch betreut. Es wird angestrebt, eine Saatgutmischung zu entwickeln, deren Sukzession auf mehrere Jahre weitgehend vorsehbar ist, so dass die Pflanzengesellschaft sich in einem Bereich entwickelt, der optimal zur Nuetzlingsfoerderung ist. Die Auswirkungen auf verschiedene Schaedlingspopulationen werden analysiert und es wird angestrebt, durch ein optimales Streifenmanagement weitgehend auf Insektizide verzichten zu koennen. Mehrjaehrige ungestoerte Ackerkrautstreifen haben sich als ideale Refugial- und Ausbreitungsgebiete fuer viele Arthropoden-Arten erwiesen, so dass die Monotonie der Agrarlandschaft aufgebrochen werden kann und dem Artenschwund in der Kulturlandschaft entgegengewirkt wird. Betriebsoekonomische Analysen von Ackerkrautstreifen wurden erstellt, der Einbezug in die Praxis auf Betriebsebene wird angestrebt.
Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die Imkerei ist ein Betriebszweig der Landwirtschaft. Somit ist dieses Projekt, das einen Beitrag zur nachhaltigen Sicherung des Bienenbestandes leistet, auch für die Landwirtschaft und die Stärkung des ländlichen Raumes von Relevanz, da nach wie vor in verschiedenen Regionen hohe Winterverluste bei Bienenvölkern auftreten. Gesunde Bienenvölker sind die Voraussetzung für die Sicherung des Völkerbestandes und eine erfolgreiche, wirtschaftlich ertragreiche Imkerei, die insbesondere durch die Produktion von Honig einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung leistet. Gleichzeitig wird dadurch die Bestäubung jener Kulturen und Wildpflanzen gesichert und unterstützt, die für die Frucht- oder Samenbildung auf den Besuch blütenbesuchender Insekten angewiesen sind (Klein et al., 2007, Proc R Soc B). Für die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und die Umwelt ergeben sich daraus Vorteile durch die Sicherung und Steigerung landwirtschaftlicher Erträge und die Förderung der Biodiversität insektenbestäubter Pflanzenarten auf dem Niveau der unterschiedlichen Spezies und der genetischen Diversität (Biesmeijer et al., 2006, Science; Garratt et al., 2014, Agricult Ecosys Environ; Sutter et al., 2017, Agrarforschung Schweiz). Insgesamt werden dadurch Lebensräume von hoher Qualität und hoher biologischer Wertigkeit geschaffen und gesichert, die nicht nur für die Tier- und Pflanzenwelt sondern auch für den Menschen unverzichtbar sind. Die Schaffung von besseren Lebensbedingungen für die Honigbiene bedeutet gleichzeitig auch eine Verbesserung der Lebensbedingungen für andere Nutzinsekten. Ökonomisch betrachtet, sichert dieses Projekt nicht nur die primäre Wertschöpfung im Imkereisektor durch die Honigproduktion und die anderen Bienenprodukte, sondern darüber hinaus auch in den zahlreichen weiteren damit verknüpften Sektoren (Obstbau, Saatgutproduktion, Imkereibedarf, Handel, Schau-Imkereien in Tourismusgebieten, etc.) und reduziert die durch Völkerverluste entstehenden Nachschaffungskosten. Da die Bienenzucht in Österreich vorwiegend als Freizeitbeschäftigung betrieben wird, die vereinsmäßig gut organisiert ist, kommt ihr auf lokaler Ebene und speziell im ländlichen Raum erhebliche gesellschaftliche Bedeutung zu und erfüllt sie eine wichtige Bildungsfunktion im Hinblick auf die Vermittlung ökologischer Zusammenhänge.
*Der Gesundheitszustand der Bäume im Schweizer Wald wird seit 1985 mit der Sanasilva-Inventur repräsentativ erfasst. Die wichtigsten Merkmale sind die Kronenverlichtung und die Sterberate. Das systematische Probeflächen-Netz der Inventur ist im Laufe der Zeit ausgedünnt worden. In der Periode von 1985 bis 1992 wurden rund 8000 Bäume auf 700 Flächen im 4x4 km-Netz aufgenommen, 1993, 1994 und 1997 rund 4000 Bäume im 8x8 km-Netz und in den Jahren 1995, 1996 und 1998 bis 2002 rund 1100 Bäume im 16x16 km-Netz . Aufnahmemethode Alle drei Jahre (1997, 2000) wird die Sanasilva-Inventur auf dem 8x8-km Netz (ca. 170 Probeflächen ) durchgeführt. In den Jahren dazwischen findet die Inventur auf einem reduzierten 16x16-km Netz (49 Probeflächen) statt. Jede Fläche besteht aus zwei konzentrischen Kreisen. Der äussere Kreis hat ein Radius von 12.62 m (500 m2) und der innere ein Radius von 7.98 m (200 m2). Auf dem inneren Kreis werden alle Bäume mit einem Mindestdurchmesser in Brusthöhe von 12 cm und auf dem äusseren Kreis mit einem Mindestdurchmesser in Brusthöhe von 36 cm aufgenommen. In Nordrichtung wird zusätzlich in 30 m Entfernung eine identische Satellitenprobenfläche eingerichtet. Die Aufnahme findet in Juli und August statt. Eine Aufnahmegruppe besteht aus zwei Personen, von denen eine die Daten erhebt, und die andere die Daten eintippt. Die Daten werden mit dem Feldkomputer Paravant und der Software Tally erfasst. Die Aufgabenteilung wechselt zwischen Probeflächen. Auf dem 8x8-km Netz werden zusätzlich 10 Prozent der Flächen von einer unabhängigen zweiten Aufnahmegruppe zu Kontrollzwecken aufgenommen. Hauptmerkmale der Sanasilva-Inventur: Die Sanasilva-Inventur erfasst vor allem folgende Indikatoren des Baumzustandes: Die Kronenverlichtung wird beschrieben durch den Prozentanteil der Verlichtung einer Krone im Vergleich zu einem Baum gleichen Alters mit maximaler Belaubung/Benadelung an diesem Standort, den Anteil dieser Verlichtung, der nicht durch bekannte Ursachen erklärt werden kann, den Ort der Verlichtung, den Anteil und den Ort von unbelaubten/unbenadelten Ästen und Zweigen. Die Kronenverfärbung wird durch die Abweichung der mittleren Farbe (aufgenommen als Farbton, Reinheit und Helligkeit nach den Munsell Colour Charts) eines Baumes zu der für diese Baumart typischen Normalfarbe (Referenzfarbe) und durch das Vorhandensein, das Ausmass und den Ort der von der Referenzfarbe abweichenden Farben beschrieben. Der Zuwachs eines Baumes wird durch die zeitliche Veränderung der aufgenommen Baumgrössen beschrieben (Brusthöhendurchmesser, Höhe des Baumes, Kronenlänge und Kronenbreite). Weitere Merkmale sind die erkannten Ursachen der Kronenverlichtung, die Kronenkonkurrenz und das Vorkommen von Epiphyten, Mistel und Ranken in der Baumkrone.
Durch artenreiches Grasland werden vielfältige Ökosystemleistungen (ÖSL) simultan erbracht. Die Bandbreite der in der intensiven Graslandnutzung für Milchvieh eingesetzten Pflanzenarten beschränkt sich auf einige wenige Vertreter der Gräser und Leguminosen. Viele leguminose und nicht-leguminose dikotyle Pflanzenarten wurden bisher nicht züchterisch bearbeitet, sie werden bislang im Anbau kaum berücksichtigt und offiziell gar nicht empfohlen. Dikotyle Pflanzenarten weisen einen hohen Futterwert auf, sind durch tiefe Wurzeln häufig trockentoleranter als Gräser und enthalten sekundäre Inhaltsstoffe. Diese Eigenschaften sind bei zu erwartender zunehmender Trockenheit (tiefe Wurzel) und zur Reduktion der Methanemission von Wiederkäuern (sekundäre Inhaltsstoffe) entscheidend. Ein zentrales Problem dieser bisher wenig verbreiteten, minoren dikotylen Pflanzenarten ist die unzureichende Kenntnis der agronomischen und qualitativen Eigenschaften sowie die Aussichten für eine weitergehende züchterische Bearbeitung, weil zur intra-spezifischen Variation der ÖSL einzelner Pflanzenarten weitgehend Unklarheit herrscht. Das beantragte Verbundprojekt verfolgt deshalb das Ziel der Etablierung und Nutzung von artenreichem Grünland, um wichtige ÖSL durch verbesserte Zuchtsorten in angepassten neuartigen Mischungen oder durch Streifenanbau simultan zu erbringen. Es werden in einem systematischen Ansatz ausgewählte Arten mit wertvollen Eigenschaften identifiziert und die intra-spezifische Variabilität der Eigenschaften in einem 'pre-breeding' Ansatz ermittelt und beschrieben. Im Besonderen richten sich die ÖSL auf Biodiversität (Blütenangebot), Trockentoleranz (stomatäre Leitfähigkeit), pflanzliche Sekundärmetabolite (PSM wie Tannine), Ausdauer, Winterhärte, Konkurrenzkraft und Etablierungserfolg sowie auf Futterqualität, Ertrag und die biologische Stickstofffixierung. Ein Anbauprotokoll jeder Art wird eigens erstellt.
<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> liegt 2023 bei 80 Prozent und in der Nähe des Zielbereichs.</li> <li>Die Werte der Teilindikatoren Agrarland sowie Küsten und Meere liegen noch weit vom Zielbereich entfernt.</li> <li>Ziel der Bundesregierung ist es, dass der Indikator bis 2030 auf 100 Prozent steigen soll. Dies ist nur mit erheblichen zusätzlichen Anstrengungen zu erreichen.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Eine große Vielfalt an Tier- und Pflanzenarten ist eine wesentliche Voraussetzung für einen leistungsfähigen Naturhaushalt und bildet eine wichtige Lebensgrundlage des Menschen. Die Artenvielfalt ist dabei eng verbunden mit der Vielfalt an Lebensräumen und Landschaften. Zur Erhaltung der biologischen Vielfalt sind nachhaltige Formen der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a> in der gesamten Landschaft und ein schonender Umgang mit der Natur erforderlich.</p> <p>Um den Zustand von Natur und Landschaft in Deutschland zu bewerten, wurde der hier vorgestellte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> entwickelt. Er zeigt die Veränderungen der Bestände ausgewählter Vogelarten, welche die wichtigsten Landschafts- und Nutzungstypen in Deutschland repräsentieren. Reichhaltig gegliederte Landschaften mit intakten, nachhaltig genutzten Lebensräumen bieten nicht nur Vögeln einen Lebensraum. Indirekt bildet der Indikator daher auch die Entwicklung zahlreicher weiterer Arten in der Landschaft und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nachhaltigkeit">Nachhaltigkeit</a> der Landnutzung ab.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Der Indikatorwert für den Gesamtindikator liegt im Jahr 2023 bei 80 Prozent und damit in der Nähe des Zielbereichs. Über die letzten zehn Berichtsjahre (2013 bis 2023) ist kein statistisch signifikanter Trend feststellbar. Eine Zielerreichung bis zum Jahr 2030 ist für den Gesamtindikator nur mit erheblichen Anstrengungen möglich. Der Gesamtindikator zeigte zuletzt einen Trend weg vom Ziel. Die Gründe für die Änderung bezüglich der Trendrichtung müssen genauer untersucht werden. In Betracht kommen dabei sowohl Änderungen hinsichtlich der Nutzungspraktiken als auch Faktoren wie die Wirkung des Klimawandels.</p> <p>Laut Fachstudien sind die wichtigsten Ursachen für die bestehende Belastung der Artenvielfalt und Landschaftsqualität in der Fläche die intensive landwirtschaftliche Nutzung, die Zerschneidung und Zersiedelung der Landschaft, die Bodenversiegelung sowie großräumige Stoffeinträge (zum Beispiel Säurebildner oder Nährstoffe).</p> <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> wurde 2004 als Schlüsselindikator in die <a href="https://www.bfn.de/die-nationale-strategie-2007">Nationale Strategie zur Biologischen Vielfalt</a> übernommen. Wichtige Maßnahmen zur Erreichung eines positiven Trends sind in der Nationalen Strategie zur Biologischen Vielfalt 2030 und der Nachhaltigkeitsstrategie für Deutschland festgelegt. Bis zum Jahr 2030 soll ein Zielwert von 100 Prozent erreicht werden.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> gibt die Entwicklung der Bestände ausgewählter Vogelarten für die wichtigsten Landschafts- und Nutzungstypen Deutschlands wieder. Der im Jahr 2004 entwickelte Indikator wurde in einem Forschungsvorhaben in den Jahren 2019 - 2022 überprüft und angepasst. Für jede Vogelart legte ein Expertengremium einen Bestands-Zielwert für das Jahr 2030 fest, der erreicht werden kann, wenn Naturschutz-Regelungen und Leitlinien der nachhaltigen Entwicklung zügig umgesetzt werden. Die artspezifischen Zielwerte wurden so normiert, dass sich für das Jahr 2030 ein Zielwert von 100 Prozent ergibt. Eine ausführliche Beschreibung der Methode findet sich in <a href="https://www.researchgate.net/publication/262825264_Nachhaltigkeitsindikator_fur_die_Artenvielfalt_-_ein_Indikator_fur_den_Zustand_von_Natur_und_Landschaft_in_Deutschland">Achtziger et al. 2004</a>. Die Überarbeitung des Indikators wird in <a href="https://doi.org/10.19217/skr737">Dröschmeister et al. 2025</a> dargestellt.</p> <p>Der Indikator wird jährlich aktualisiert.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1962 |
| Europa | 39 |
| Kommune | 10 |
| Land | 195 |
| Wirtschaft | 9 |
| Wissenschaft | 726 |
| Zivilgesellschaft | 60 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 1952 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 3 |
| Offen | 1961 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1850 |
| Englisch | 390 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 6 |
| Bild | 1 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 36 |
| Keine | 1534 |
| Webseite | 422 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1509 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1965 |
| Luft | 931 |
| Mensch und Umwelt | 1958 |
| Wasser | 883 |
| Weitere | 1940 |