Das Projekt "Quantifizierung des Stickstoffkreislaufs im Boden zur Evaluierung des Stickstoffstatus von tropischen Wäldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der Tropen und Subtropen durchgeführt. Berechnungen zufolge wird die atmosphärische Stickstoff-Deposition in den Tropen bis 2025 um mehrere hundert Prozent ansteigen. Die Erforschung der Auswirkungen erhöhter anthropogener N-Einträge konzentrierte sich bisher auf temperate Waldgebiete. Die meisten temperaten Wälder steigern ihre Wachstumsraten bei erhöhter N-Versorgung und gelten daher als N-limitiert. Im Gegensatz dazu sind viele tropische Wälder nicht N-limitiert. Es ist bisher unbekannt, wie diese Ökosysteme auf ansteigende N-Einträge reagieren, außerdem ist nicht abschließend geklärt, welche tropischen Wälder überhaupt N-limitiert sind und welche nicht. Das Hauptziel der geplanten Untersuchungen ist die Erforschung der Faktoren, die den N-Status in feuchten tropischen Wäldern kontrollieren. Dazu ist eine vergleichende ökologische Studie zum N-Status tropischer Primärwälder und Böden unterschiedlichen Entwicklungszustands geplant. Zusätzlich möchten wir den N-Status auf Böden eines ähnlichen Entwicklungszustands entlang eines Höhengradienten bis in 1000 m Höhe studieren, da in diesem Bereich die größten Änderungen des N-Status im Boden auftreten. Abschließend soll der N-Status in Böden tropischer Tieflandwälder gemessen werden, die einige Jahre lang gedüngt wurden. Der N-Status der Böden der ausgesuchten Flächen wird mit Hilfe der 15N pool dilution Methode erfasst, mit der die internen N-Umsatzraten gemessen werden können. Das Projekt wird auf Flächen in Panama, Costa Rica und Ecuador durchgeführt, die alle bereits relativ gut dokumentiert sind. Die Ergebnisse werden zu einem besseren Verständnis der N-Versorgung und der Steuerung der N-Umsetzung in tropischen Wäldern beitragen. Diese Informationen sind unabdingbar notwendig, um die Auswirkungen ansteigender anthropogener N-Einträge in tropische Waldökosysteme bewerten zu können.
Das Projekt "Einfluß reduzierter Stoffeinträge auf die C-Dynamik und C-Speicherung eines sauren Fichtenwaldbodens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der Tropen und Subtropen durchgeführt. Temperate Wälder speichern große Mengen Kohlenstoff und gelten als wichtige Senke für atmosphärisches CO2. Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration sowie die hohen atmosphärischen Stoffeinträge haben zu einem Anstieg der C-Speicherung in der Biomasse und möglicherweise im Boden geführt. Bisher ist unklar, wie sich eine drastische Reduzierung der Stickstoff- und Protoneneinträge auf den C-Umsatz und die C-Speicherung von N-eutrophierten und versauerten Waldböden auswirkt. Im Sollinger Dachprojekt wird das Szenario 'sauberer Regen' in einem Fichtenwald seit 1991 kontinuierlich verfolgt. Nach 9 Jahren 'sauberen Regens' nahm die Bodenrespiration signifikant um 24 Prozent zu. Diese Zunahme kann aus einem Anstieg der Wurzelrespiration oder einem erhöhten mikrobiellen Abbau der bodenorganischen Substanz resultieren. In dem Projekt soll der Einfluß des 'sauberen Regens' auf die C-Dynamik und C-Speicherung des Fichtenwaldbodens im Solling untersucht und modelliert werden. Das Ziel soll durch (1) wöchentliche Messung der Bodenrespiration und des CO2-Konzentrationsprofils im Boden, (2) Partitionierung der Bodenrespiration durch Bestimmung der 13CO2- und 14CO2-Gehalte, (3) Altersbestimmung und Berechnung der Umsatzzeiten der bodenorganischen C-Fraktionen und der Feinwurzeln erreicht werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Diversität, Ökologie und Soziologie von Pilzen und Schleimpilzen des Kronenraumes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Spezielle Botanik durchgeführt. Pilze sind zusammen mit den Insekten die artenreichsten und in ökologischer Hinsicht bedeutungsvollsten Organismen der Baumkronen temperater Wälder. Die bisherigen gravierenden Kenntnisdefizite, z.B. über Vielfalt, Habitat- und Substratansprüche sowie Sukzession von Pilzen der Kronenschicht, sollen mittels einer umfassenden Studie deutlich reduziert werden. Die Untersuchungen umfassen sämtliche Makromyzeten, ausgewählte holzbewohnende Mikromyzeten, Phytoparasiten und epiphylle dematioide Pilze. Erste Ergebnisse unterstreichen die hohe Artenvielfalt und enge ökologische Bindungen.
Das Projekt "Der Einfluss der Beweidung durch Kleinarthropoden auf Wachstumsstrategien holzabbauender Pilze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie, Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Bodenzoologie und Ökologie durchgeführt. Holzabbauende Pilze mit der Fähigkeit, großräumige und langlebige Myzelien zu entwickeln, gehören zu den bedeutendsten Organismen für den Nährstoffhaushalt temperater Wälder. Sie weisen artspezifisch charakteristische Wachstumsmuster auf, die in Laborstudien untersucht und mittels moderner Methoden der Bildanalyse und der fraktalen Geometrie auch quantitativ charakterisiert werden können. Die Wirkung von pilzfressenden Bodenkleinarthropoden auf ihr Wachstum und die damit verbundenen morphologischen und physiologischen Veränderungen ihrer Myzele ist weitgehend ungeklärt. Die wenigen bisher vorliegenden Befunde deuten jedoch darauf hin, daß die Fraßtätigkeit der Tiere Form und Funktion der Pilze maßgeblich beeinflussen kann. Es ist deshalb zu vermuten, daß die Interaktionen zwischen Kleinarthropoden und Pilzen für Prozesse der horizontalen Nährstoffverlagerung im Waldboden von größter Bedeutung sind. In diesem Vorhaben sollen in Labor-Modellsystem die Rolle von Fraßort (z.B. Zentrum oder Wachstumsfront des Myzels), Fraßintensität (Zahl der beweidenden Kleinarthropoden), spezifischer Fraßwirkung (Beweidung durch unterschiedliche Arten bzw. Artenkollektive) und deren Wechselwirkung mit dem Nährstoffgehalt des Kultursubstrats (gepreßter Boden) auf die Wachstumsstrategien des Pilzes Hypholoma fasciculare untersucht werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Räumliche Modellierung von Käfergemeinschaften auf der Landschaftsebene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften, Biozentrum, Lehrstuhl für Zoologie III (Tierökologie und Tropenbiologie) durchgeführt. Ziel des Teilprojektes, welches von der Universität Würzburg bearbeitet wird, ist es, die relative Bedeutung lokaler Umweltfaktoren auf Bestandsebene, wie Totholzangebot, Baumartenzusammensetzung, Bestandsstruktur, die Vernetzung zu potentiellen Dispersionsquellen und den Einfluss von Arteigenschaften (Traits wie Wingload oder Körpergröße) auf der Landschaftsebene auf die Zusammensetzung von Käfer-gemeinschaften zu testen. Dabei sollen vor allem Arteigenschaften berücksichtigt werden die in Beziehung zu Umweltveränderungen gesetzt werden können. Darüber hinaus wollen wir neue Methoden der Art-Art Beziehungen mit abschätzen. Auf diese Weise werden wir einen funktionalen, mechanistischen und voraussagenden Link zwischen Umweltbedingungen und räumlicher Struktur bereitstellen. Der Ansatz umfasst dabei Modelle für die Vorhersage in der Zusammensetzung von Artengemeinschaften. Da wir Bayesische Ansätze verfolgen, können wir auch Unsicherheiten berücksichtigen und in den Prognosen abbilden. Alle Käferdaten liegen bereits vor. Trait-Daten liegen erst teilweise vor und werden gezielt für die Ansätze im borealen und temperaten Wald ergänzt. Die Erkenntnisse zur Bedeutung der Käfergemeinschaften in den Wäldern werden in die Szenarienentwicklung eingehen.
Das Projekt "Okologische Mechanismen bei der Veränderung von Diversität entlang von Landnutzungsgradienten in temperaten Wäldern - vom Baum zur Waldlandschaft (TREE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt.
Das Projekt "Klimawandel und Baumartenverwendung für Waldökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Professur für Forstbotanik durchgeführt. In der vorgelegten Studie werden 47 Waldbaumarten hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit für Waldökosysteme unter Bedingungen des Klimawandels bewertet. Diese Zusammenstellung beruht auf der integrativen Auswertung und Beurteilung bereits publizierter Analysen und Daten zu den physiologischen und ökologischen Potentialen der Arten. Hierbei liegt das wesentliche Augenmerk auf der Toleranz gegen- über andauernden Trockenphasen, aber auch auf der Frostresistenz. Um eine allgemeine Frosthärte jeder Art zu ermitteln, wurde die Toleranz gegenüber Winterfrösten, ebenso wie gegenüber Spätfrostereignissen herangezogen. Im Ergebnis können 47 Baumarten mittels Benotung (1-4) für vier Standorte unterschiedlicher Wasserversorgung bewertet werden. Dies wird anschaulich zusammengefasst in der KLAM-Wald, der KLimaArtenMatrix für Waldbaumarten. Danach zeigt sich, dass die meisten der heimischen Arten auf geeigneten Standorten ein hohes Potential haben, um auch in Zukunft stabile Wälder zu bilden. Bei Entscheidungen der Baumartenwahl sind selbstverständlich auch weitere Faktoren wie z.B. Nährstoffangebot, Höhenstufe und bei einzelnen Baumarten auch mögliche Pathogenrisiken mit einzubeziehen. Eine Bewertung der Waldbaumarten unter dem Aspekt des Klimawandels wie in dieser Studie wurde bisher noch nicht vorgenommen, so dass es sich um einen neuen Ansatz handelt, der hiermit zur Diskussion gestellt werden soll.
Das Projekt "Auswirkungen des Klimawandels auf die Walddynamik in temperaten Wäldern Neuseelands und Europas - ein vergleichender Modellierungsansatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuth Center of Ecology and Environmental Research (BayCeer), Gruppe Biogeographische Modellierung durchgeführt. Die Dynamik neuseeländischer Wälder wird maßgeblich durch das Auftreten großskaliger, katastrophenhafter Störungen (z.B. Vulkanausbrüche, Erdrutsche, Waldbrände) bestimmt. Die Langlebigkeit der Baumarten und das seltene Auftreten dieser Störungen begrenzt die Möglichkeit rein empirischer Forschung. Neue Strategien wie die musterorientierte Modellierung ermöglichen es, empirisches Wissen auf größere räumliche und zeitliche Skalen zu übertragen. Im vorliegenden Projekt wurde die Sukzessionsdynamik eines Bergmischwaldes (s.g. 'Podocarp-Hardwood forest') am Mt. Hauhungatahi (zentrale Nordinsel) nach dem Ausbruch des Taupo-Vulkans vor 1700 Jahren untersucht und mit Pollen- und Vegetationsdaten verglichen. Dafür wurde das Waldlandschafts-Modell LandClim für Neuseeland angepasst und für vorherrschende Baumarten parametrisiert. Modell und Daten wiesen gute Übereinstimmungen für räumliche und zeitliche Schlüsselmuster der Sukzession auf. Während Koniferenarten aufgrund ihrer Langlebigkeit die ersten Jahrhunderte der Sukzession dominierten, breiteten sich Angiospermen aufgrund ihrer höheren Schattentoleranz in den folgenden Jahrhunderten aus. Die Ergebnisse dieser Studie bekräftigen die Annahme, dass großskalige Störungsereignisse für die langfristige Koexistenz von Koniferen und Angiospermen von grundlegender Bedeutung sind. Darüber hinaus stellt das etablierte Modell LandClim ein geeignetes Untersuchungswerkzeug für weitere Studien zur Untersuchung Neuseelands störungsgeprägter Waldlandschaften zur Verfügung.
Das Projekt "Teilprojekt: Ökologische Mechanismen bei der Veränderung von Diversität entlang von Landnutzungsgradienten in temperaten Wäldern - vom Baum zur Waldlandschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule München, Fakultät 08 für Geoinformation durchgeführt. Bis heute ist die Wirkung von Waldstrukturen auf eine breite Biodiversität im Wald kaum verstanden. Seit MacArthur & MacArthur in den 1960er Jahren gezeigt haben, dass die Vogel-Diversität mit steigender vertikaler Heterogenität des Waldes ansteigt, wurden kaum konzeptionelle Fortschritte gemacht. Bis heute ist für viele Taxa noch nicht einmal geklärt, ob eher die Struktur eines Waldes oder die Artenzusammensetzung der Vegetation entscheidender ist. Da aber Waldmanagement fundamental die Struktur von Wäldern verändert, ist das Wissen um die Rolle der Waldstruktur als Treiber der Artenvielfalt essentiell, insbesondere wenn bei der Forstnutzung Biodiversität gefördert werden soll. Fortschritte in der Fernerkundung und die Entwicklung von Eigenschaftsdatenbanken und Stammbäumen auch für artenreiche Gruppen wie Insekten und Pilze in den letzten Jahren, eröffnen heute, bei geeignetem Design, neue Möglichkeiten. Die Biodiversitäts-Exploratorien stellen hier eine ideale und global einmalige Forschungsplattform dar, um die Rolle von Waldstruktur, geformt von der Landnutzung in temperaten Wäldern, zu erforschen. Unser Konsortium beabsichtigt die wichtigsten Treiber für Biodiversität in temperaten Wäldern zu identifizieren, die Mechanismen hinter der Veränderung in der Artenzusammensetzung zu verstehen, und ein generelles Framework für die Beziehung der 3-D Struktur und der Biodiversität zu erstellen. Unsere Ziele sind, i) existierende Daten zu 8 taxonomischen Gruppen in den Exploratorien zusammenzustellen; ii) funktionale und phylogenetische Distanzen für diese Taxa zu entwickeln bzw. bestehende zu erweitern; iii) eine Reihe von Waldstrukturen entlang der wichtigsten Achsen der Waldstruktur-Heterogenität auf Basis von LiDAR Daten zu berechnen; iv) mit Hilfe von RADAR Daten wichtige Heterogenitäts-Metriken auf die Regionale Landschaftsebene zu skalieren; v) den Einflusses von lokalen und regionalen Landschaftsstrukturen auf die Artenvielfalt zu ermitteln; und vi) diese Untersuchungen auf zwei weitere Waldgebiete mit einmaligen Landnutzungsgradienten in collinen Buchenwäldern und montanen bis hochmontanen Bergwäldern in Mitteleuropa auszudehnen.
Das Projekt "Vortrocknung von Nadelrundholz im Wald - WinterQualitätsHolz (WQH)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbenutzung und forstliche Arbeitswissenschaft durchgeführt. (...) Wegen fehlender eigener Kapazitäten zur technischen Trocknung und aufgrund des Termindrucks wird daher das Konstruktionsholz zumeist notgedrungen in deutlich zu nassem Zustand geliefert und eingebaut, was häufig genug zu Bauschäden führt. Kurzfristige Folgen sind Reklamationen und mangelhafte Kundenzufriedenheit. Langfristig drohen Imageverluste und ein Abwenden der Architekten und Bauherren vom Bau- und Werkstoff Holz. Es erscheint also aus technischen und wirtschaftlichen Gründen wie auch zur Pflege und Nutzung des positiven Produktimages des Baustoffes Holz in traditioneller Verwendung zielführend, die herkömmliche und vielerorts noch im Bewusstsein der Kunden verankerte Vorstellung vom sorgfältig im Wald ausgewählten, schonend zur Zeit der Saftruhe im Winter geschlagenen und langsam natürlich getrocknetem Stammholz aus heimischer Forstwirtschaft als spezifisches Produktkonzept aktiv und gezielt weiterzuentwickeln. Übergeordnete Fragestellung des Gesamtprojektes ist es, wie zukünftig anstelle von nassem und zum Teil auch imprägniertem Bauholz qualitativ hochwertiges, natürlich vorgetrocknetes und damit maßhaltiges und energiesparend bearbeitetes Holz in marktkonformer Sortierung bereitgestellt werden kann. Eine exakte wissenschaftliche Analyse, ob auf diesem Wege tatsächlich hinsichtlich der verwendungsrelevanten Parameter Trockenheit und Formstabilität Konstruktionsholz hinreichender Qualität erzeugt werden kann, ob die ins Auge gefassten ökologischen Vorteile durch Verzicht auf oder mindestens deutliche Abkürzung der energieintensiven technischen Trocknung tatsächlich realisiert werden können, wie die organisatorische Gestaltung der optimierten Produktionskette vorzunehmen ist, und schließlich wie die Kostenbelastung des Produkts einzuschätzen ist, fehlt bisher vollständig. Die genaue Kenntnis dieser Zusammenhänge erlaubt eine Abschätzung, ob das ins Auge gefasste Konzept der Erzeugung von qualitativ höherwertigerem Konstruktionsholz aus natürlich vorgetrocknetem Rundholz zu technisch akzeptablen Ergebnissen führt und eine optimierte Wertschöpfung für Waldbesitzer und Sägewerke zur Folge hat. In einem zur Zeit laufenden Forschungsprojekt in Zusammenarbeit mit dem Forstamt Schmallenberg und dem Sägerwerk Hegener-Hachmann, Hanxleden, Nordrhein-Westfalen, und unter der wissenschaftlichen Leitung des Instituts für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg wird geprüft, ob alle biologischen und technologischen Möglichkeiten zur Trocknung von Fichtenholz ausgenutzt und in eine Produktionskette integriert werden können, so dass die für qualitativ hochwertiges, formstabiles Konstruktionsholz notwendige Holzfeuchte von u = 15 + 3 Prozent gänzlich ohne, oder aber mit deutlich verkürzter technischer Schnittholztrocknung erreicht werden kann.
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