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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.

Fichtenstarkholznutzung in Naturverjüngungsbeständen

Durch die Struktur der Holzvorräte mit höheren Anteilen der Stärkeklassen 4-6 wird der Holzeinschlag künftig verstärkt in natürlich zu verjüngenden überwiegend reine Fichtenaltholz- bzw. Umbaubestände konzentriert. Daraus können erhöhte abiotische und biotische Risiken erwachsen. Es sind alternative Konzepte zur Ablösung der früheren Praxis flächenweiser Räumung gefragt. Sie sollen als Demonstrations- und Versuchsflächen für eine ressourcenschonende Praxis dienen. Dazu werden in den wichtigsten Wuchsgebieten Beispielsbestände ausgesucht, behandelt und bis zum Abschluss der Verjüngung beobachtet.

Wald und Wild Monitoring im Mathislewald

Die Feldaufnahme für das Projekt findet im Mathislewald statt, der seit diesem Jahr als Lehrrevier der Uni Freiburg genutzt wird. Der Einfluss des Wildes auf die Verjüngungsentwicklung soll künftig über dauerhafte Untersuchungsflächen dokumentiert werden. Hierfür wurden im Sommer 2011 Flächen angelegt und die erste Datenaufnahme durchgeführt. Das Projekt führt die Aufnahmen fort und fürt erste Auswertungen durch.

Oekologische Begleituntersuchungen bei Sukzession und Walderneuerung mit Hilfe von Vorwaeldern auf Sturmschadensflaechen

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die oekologischen Auswirkungen von nach Baum- und Straucharten und nach Pflanzendichten variierenden Vorwaeldern untersucht. Es wird insbesondere den Fragen der Schutzwirkungen, z.B. Spaetfrostschutz und der Beeinflussung des Wasser- und Naehrstosshaushaltes nach Sukzessionen, bzw. gezielt eingebrachten Vorwaldbaumarten, nachgegangen. In zusaetzlichen Versuchsparzellen (in nicht vom Sturm geschaedigten Fichtenparzellen und auf vegetationslos zu haltenden Flaechen) werden Vergleichsdaten gewonnen.

Auswirkungen temporärer Waldränder auf biophysikalische Bedingungen und Verjüngung im Waldinneren

Die insbesondere durch Hitze und Trockenheit zunehmenden Störungen in den Wäldern Zentraleuropas lassen vermehrt Waldränder rund um Störungsflächen entstehen. Sogenannte temporäre Waldränder verschwinden zwar im Laufe der Zeit, ihre Auswirkungen können aber über die gestörten Flächen hinaus in angrenzende Wälder hineinreichen. Erhöhte Temperaturen, mehr Licht, größere Verdunstung, sowie Veränderungen der Waldstruktur und der Verjüngung sind die Folge. Angesichts derzeitiger Störungstrends werden temporäre Waldränder zum wichtigsten Waldrandtyp in Mitteleuropa und beeinflussen große Teile der Waldfläche. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen von temporären Waldrändern auf die biophysikalischen Bedingungen und die Verjüngung im Waldinneren zu untersuchen. Auf lokaler Ebene streben wir ein mechanistisches Verständnis der Auswirkungen von temporären Waldrändern an. Dazu sollen in einer Modellregion (Fichtelgebirge, Bayern) entlang von Transekten Vegetationsstruktur, Temperatur und Verjüngung an temporären Waldrändern gemessen und miteinander in Beziehung gesetzt werden. Auf diese Weise können wir beurteilen, wie Wälder und ihr Mikroklima durch benachbarte Störungen beeinflusst werden und wie die Verjüngung im Waldinneren auf unterschiedliche biophysikalische Bedingungen reagiert. Auf großskaliger Ebene werden wir die Effekte temporärer Waldränder aufs Waldinnere mithilfe von Fernerkundungsdaten und nationalen Waldinventuren für ganz Deutschland untersuchen. Die flächendeckenden Auswertungen werden zeigen, wie sich die jüngsten Störungswellen auf die Waldstruktur und die mikroklimatischen Bedingungen ausgewirkt haben. Analog dazu werden wir analysieren, wie sich die Anzahl und Artenzusammensetzung der Waldverjüngung in Deutschland als Folge von Störungen und der damit verbundenen Zunahme von temporären Waldrändern entwickelt hat und wie diese Veränderungen im Hinblick auf die Baumarteneignung im Klimawandel zu bewerten sind. Unser Antrag adressiert die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldökosysteme und deren Dynamik und die daraus resultierenden Implikationen für die Anpassungsfähigkeit zukünftiger Wälder in Europa.

Förderung der Biodiversität vor Ort; Dokumentation der natürlichen Verjüngung auf Kyrillflächen Countdown-Prozess 2010

Aufnahme und Dokumentation der natürlichen Verjüngung auf Kyrill-Flächen; Förderung der Biodiversität vor Ort (Countdown-Prozess 2010) Beitrag des LB Wald und Holz-NRW

Auswirkungen des Klimawandels auf die Waldverjüngung und die Folgen für die Wälder der Zukunft

Ein neuartiges Werkzeug zur Punktmuster-Rekonstruktion zur vereinfachten Bewertung der natürlichen Verjüngung in Waldbeständen auf der Grundlage kleiner Referenzdatensätze

Auf Grund ihrer Bedeutung für die Anpassung der Wälder an Umweltänderungen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen ist die Naturverjüngung zu einem Schwerpunkt der ökologischen Waldforschung geworden. Trotz der jüngsten technologischen Entwicklungen bleibt dies eine große Herausforderung. Insbesondere sehr kleine Pflanzen mit einer Höhe von weniger als 1,30 m und entsprechend kleinen Durchmessern sind mit photogrammetrischen Methoden schwer zu identifizieren. Manuelle Inventurmethoden, wie z. B. die klassische Vollinventur sind aber arbeitsintensiv und zu teuer, um sie auf großen Flächen anzuwenden. Das Projekt möchte dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, in dem es ein Simulationswerkzeug zur Rekonstruktion von Punktmustern vorstellt und seine Qualität systematisch untersucht. Es basiert auf einem Forschungsansatz der drei Arbeitsschritte umfasst (1) die Erfassung der räumlichen Daten aller Bäume einschließlich der Verjüngung auf einer kleinen Teilfläche (= Referenzfläche), (2) die Erfassung des Oberstandes im gesamten Bestand (=Untersuchungsfläche) und (3) die Rekonstruktion der Verjüngung im gesamten Untersuchungsgebiet, wobei davon ausgegangen wird, dass überall die gleichen Beziehungen zwischen den Bäumen des Oberstandes und der Verjüngung wie in der Referenzfläche bestehen. Dieser Ansatz erlaubt es, die heutigen logistischen Möglichkeiten zu kombinieren: (a) die manuelle Erfassung der Verjüngung auf kleiner Fläche ist machbar, und (b) die Inventur des Oberstandes mit modernen Fernerkundungs- oder photogrammetrischen Methoden ist relativ einfach und weniger arbeitsintensiv. Indem das Projekt einen vorhanden und in den Forstwissenschaften bekannten Datensatz nutzt (Trainingsgrundlage wird der Datensatz des saisonalen tropischen Regenwaldes der Insel Barro Colorado (BCI) in Panama sein), kann es sich auf Schritt (3) beschränken. Ziel ist es systematisch zu untersuchen, welchen Einfluss eine höhere Strukturvielfalt und das Größenverhältnis von Referenz- und Prädiktionsflächen (= die gesamte Untersuchungsfläche) auf die Ergebnisse der Punktmuster-Rekonstruktion von Verjüngungspflanzen (=Unterstand) hat und welche räumlichen Statistiken besonders geeignet sind, diesen Einfluss quantitativ oder qualitativ zu bewerten. Die numerischen Methoden werden in einem dokumentierten R-Skript (bzw. R-Package) als zuverlässiges und effizientes Werkzeug für die Waldökologie und die forstliche Praxis zur Verfügung gestellt.

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.))

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.

Zu den Auswirkungen des beschleunigten Wachstums auf die Waldbewirtschaftung in Europa

Sowohl das angestiegene Waldwachstum als auch das höhere Holzvolumen in den Wäldern erfordert Veränderungen in der Art der Waldbewirtschaftung. Ziele des gemeinsamen Forschungsprojektes sind eine Beschreibung der Geschichte und des aktuellen Zustandes der Wälder Europas, die Entwicklung von Waldbewirtschaftungsstrategien zur Verbesserung der nachhaltigen Bewirtschaftung unter sich ändernden Bedingungen, die Beschreibung von Szenarien zur Waldentwicklung unter verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien und die Bewertung von Vorteilen, Kosten und Risiken, die mit den verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien verbunden sind.

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