Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, die Eignung der wirtschaftlich bedeutsamen Koniferen Fichte, Tanne und Douglasie im Hinblick auf deren Wachstumsreaktionen auf prognostizierte Klimaveränderungen und Witterungsextreme sowie deren CO2-Senkenleistung zu bewerten. Bedingt durch die Produktionszeiten in der Forstwirtschaft und durch die mit dem Klimawandel verbundenen Risiken, gilt es, die Unsicherheiten in waldbaulichen Entscheidungen bezüglich der klimapolitisch als notwendig angesehenen Beimischung von Koniferen in naturnahe Wälder zu minimieren. Die drei ausgewählten Baumarten sind von großem Interesse für den Forst und Holz Cluster. Sie weisen im Vergleich zu den Laubhölzern eine höhere Volumenproduktivität auf, und sind wegen ihrer Holzeigenschaften besonders für die Verwendung als Konstruktionsholz gut geeignet. Im Kontext der Green Economy wird auch in Zukunft ein großer Bedarf an der nachhaltigen Versorgung mit diesen Hölzern v.a. für die stoffliche Verwendung bestehen. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit zw. der Abt. Boden und Umwelt der FVA BW und der Professur für Waldwachstum und Dendroökologie der Univ. Freiburg durchgeführt. Das Forschungsdesign basiert auf einem Space-For-Time-Substitution-Ansatz und sieht vor, die Auswirkungen von Klima und Witterung auf Wachstum, Wasserleitungssystem, Holzbiomasseproduktion und Kohlenstoffspeicherung auf verschiedenen Skalenebenen und unter verschiedenen Klimabedingungen zu analysieren. Durch Synthese der Teilergebnisse der drei Arbeitspakete kann die adaptive Kapazität und phänotypische Plastizität des Wachstums der Baumarten gegenüber den prognostizierten Klimaveränderungen und Witterungsextremen abgeschätzt werden. Für die untersuchten sowie für vergleichbare Standorte in deutschen Mittelgebirgen wird somit die wissenschaftliche Grundlage für eine nachhaltige Holzbiomasseproduktion in klimastabilen Waldökosystemen mit hoher CO2-Senkenleistung bei gleichzeitig hohem Substitutionspotenzial der erzeugten Produkte gelegt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Forstwissenschaften, Professur für Waldwachstum und Dendroökologie durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, die Eignung der wirtschaftlich bedeutsamen Koniferen Fichte, Tanne und Douglasie im Hinblick auf deren Wachstumsreaktionen auf prognostizierte Klimaveränderungen und Witterungsextreme sowie deren CO2-Senkenleistung zu bewerten. Bedingt durch die Produktionszeiten in der Forstwirtschaft und durch die mit dem Klimawandel verbundenen Risiken, gilt es, die Unsicherheiten in waldbaulichen Entscheidungen bezüglich der klimapolitisch als notwendig angesehenen Beimischung von Koniferen in naturnahe Wälder zu minimieren. Die drei ausgewählten Baumarten sind von großem Interesse für den Forst und Holz Cluster. Sie weisen im Vergleich zu den Laubhölzern eine höhere Volumenproduktivität auf, und sind wegen ihrer Holzeigenschaften besonders für die Verwendung als Konstruktionsholz gut geeignet. Im Kontext der Green Economy wird auch in Zukunft ein großer Bedarf an der nachhaltigen Versorgung mit diesen Hölzern v.a. für die stoffliche Verwendung bestehen. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit zw. der Abt. Boden und Umwelt der FVA BW und der Professur für Waldwachstum und Dendroökologie der Univ. Freiburg durchgeführt. Das Forschungsdesign basiert auf einem Space-For-Time-Substitution-Ansatz und sieht vor, die Auswirkungen von Klima und Witterung auf Wachstum, Wasserleitungssystem, Holzbiomasseproduktion und Kohlenstoffspeicherung auf verschiedenen Skalenebenen und unter verschiedenen Klimabedingungen zu analysieren. Durch Synthese der Teilergebnisse der drei Arbeitspakete kann die adaptive Kapazität und phänotypische Plastizität des Wachstums der Baumarten gegenüber den prognostizierten Klimaveränderungen und Witterungsextremen abgeschätzt werden. Für die untersuchten sowie für vergleichbare Standorte in deutschen Mittelgebirgen wird somit die wissenschaftliche Grundlage für eine nachhaltige Holzbiomasseproduktion in klimastabilen Waldökosystemen mit hoher CO2-Senkenleistung bei gleichzeitig hohem Substitutionspotenzial der erzeugten Produkte gelegt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht durchgeführt. Eichenwälder sind in Mitteleuropa an eine Vielzahl von Habitaten angepasst. Des Weiteren weisen die Eichen in diesem geografischen Raum eine besonders hohe genetische Vielfalt auf, die durch das Aufeinandertreffen verschiedener nacheiszeitlicher Rückwanderungswege zustande kam. Die meisten Eichenwälder in Mitteleuropa sind seit langem vom Menschen bewirtschaftet. Eine Ausnahme stellen Reliktbestände auf trockenen Standorten dar, die aufgrund ihrer Wuchsschwäche und der schweren Zugänglichkeit meist nur extensiv bewirtschaftet wurden. An den dort periodisch auftretenden Wassermangel konnten sich die Eichen über lange Zeiträume hinweg anpassen. Solche Eichenbestände eignen sich daher besonders, um vergangene Anpassungsprozesse zu untersuchen und zu verstehen. Ziele dieses Vorhabens sind: (1) Die Standortbedingungen von Eichenwäldern auf Reliktstandorten in Süddeutschland und im Elsass zu erfassen und den Reliktstatus der Bestände durch Nachweis von Reliktarten in der Flora und Fauna zu bestätigen. (2) Die refugiale Herkunft der Eiche an diesen Beständen mittels Chloroplasten-DNA-Marker sowie genetische Strukturen mittels Kern-DNA zu charakterisieren und mit vorhandenen genetischen Daten aus bewirtschafteten Wäldern zu vergleichen. (3) Mittels molekulargenetischer Marker aus Kandidatgenen zu prüfen, ob Zusammenhänge zwischen der Variation an adaptiven Genorten und standörtlichen Unterschieden auftreten, was auf Anpassung durch natürliche Selektion hindeuten würde. (4) Die Altbäume und ihre Nachkommenschaften auf ihre stressphysiologischen Fähigkeiten hin zu prüfen, um Erkenntnisse über Ihre Trockenheitsresistenz zu gewinnen. (5) Die Grundlagen für die Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung zu schaffen, um die genetisch fixierten Wuchseigenschaften der untersuchten Bestände zu prüfen. Dies soll langfristig die Frage beantworten, ob die Verwendung von Vermehrungsgut aus solchen Vorkommen einen Beitrag zur Begründung klimastabiler Wälder leisten kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Eichenwälder sind in Mitteleuropa an eine Vielzahl von Habitaten angepasst. Des Weiteren weisen die Eichen in diesem geografischen Raum eine besonders hohe genetische Vielfalt auf, die durch das Aufeinandertreffen verschiedener nacheiszeitlicher Rückwanderungswege zustande kam. Die meisten Eichenwälder in Mitteleuropa sind seit langem vom Menschen bewirtschaftet. Eine Ausnahme stellen Reliktbestände auf trockenen Standorten dar, die aufgrund ihrer Wuchsschwäche und der schweren Zugänglichkeit meist nur extensiv bewirtschaftet wurden. An den dort periodisch auftretenden Wassermangel konnten sich die Eichen über lange Zeiträume hinweg anpassen. Solche Eichenbestände eignen sich daher besonders, um vergangene Anpassungsprozesse zu untersuchen und zu verstehen. Ziele dieses Vorhabens sind: (1) Die Standortbedingungen von Eichenwäldern auf Reliktstandorten in Süddeutschland und im Elsass zu erfassen und den Reliktstatus der Bestände durch Nachweis von Reliktarten in der Flora und Fauna zu bestätigen. (2) Die refugiale Herkunft der Eiche an diesen Beständen mittels Chloroplasten-DNA-Marker sowie genetische Strukturen mittels Kern-DNA zu charakterisieren und mit vorhandenen genetischen Daten aus bewirtschafteten Wäldern zu vergleichen. (3) Mittels molekulargenetischer Marker aus Kandidatgenen zu prüfen, ob Zusammenhänge zwischen der Variation an adaptiven Genorten und standörtlichen Unterschieden auftreten, was auf Anpassung durch natürliche Selektion hindeuten würde. (4) Die Altbäume und ihre Nachkommenschaften auf ihre stressphysiologischen Fähigkeiten hin zu prüfen, um Erkenntnisse über Ihre Trockenheitsresistenz zu gewinnen. (5) Die Grundlagen für die Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung zu schaffen, um die genetisch fixierten Wuchseigenschaften der untersuchten Bestände zu prüfen. Dies soll langfristig die Frage beantworten, ob die Verwendung von Vermehrungsgut aus solchen Vorkommen einen Beitrag zur Begründung klimastabiler Wälder leisten kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz durchgeführt. Die mitteleuropäischen Eichenarten zählen wegen ihrer ökologischen Anpassungsfähigkeit zu den Baumarten, die sehr gut für den Klimawandel gewappnet sind. Deshalb werden sie wohl in der Zukunft eine größere forstwirtschaftliche Rolle spielen. Allerdings sollten für geeignete Herkünfte ausgewählt werden, um zu klimastabilen Wäldern zu kommen. Solche besonderen Herkünfte dürften sich in trockenen Reliktvorkommen mit langer Habitattradition finden. Deshalb zielt das Projekt AQUAREL (Anpassung von Quercus auf Reliktstandorten) auf die Identifizierung und Charakterisierung solcher Vorkommen ab. Es wird durch seine Forschungsaktivitäten zur Anpassungsfähigkeit insbesondere natürlich vorkommender Baumarten und Herkünfte einen Beitrag zur Anpassung der Wälder an den Klimawandel, der Sicherung der Kohlenstoffspeicherung und der Erhöhung der CO2-Bindung von Wäldern leisten.
Das Projekt "Über die Trockenstressresistenz nicht-heimischer Baumarten und deren Potenzial für einen klimagerechten Waldumbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik II Ökophysiologie und Vegetationsökologie durchgeführt. Eine waldbauliche Möglichkeit den klimatischen Veränderungen des 21. Jahrhunderts gerecht zu werden ist die Einführung von Gastbaumarten, welche ein begrenztes invasives Potenzial aufweisen. Da jedoch eine Klimaähnlichkeit zwischen Ursprungs- und Anbaugebiet in Deutschland angestrebt wurde bleibt es fraglich, inwiefern solche nicht-heimische Baumarten der kühlgemäßigten nordamerikanischen bzw. ostasiatischen Region tatsächlich eine höhere Trockenstressresistenz als heimische Vertreter der gleichen Gattung aufweisen. Nur in diesem Fall sollte jedoch ihre Anbaufläche erhöht werden. Um diese Wissenslücke zu schließen wird die Trockenstressresistenz von nicht-heimischen mit der von heimischen Nadel- und Laubbaumarten der gleichen Gattung verglichen. Hierfür werden Jungbäume von 16 Baumarten bis zur Mortalität hin ausgetrocknet. Für den Artvergleich werden zusätzlich Altbäume auf strukturellen und funktionellen Holz- und Blatteigenschaften hin untersucht, wodurch die wichtigsten Altersstadien von der Etablierung bis zur Erntereife abgedeckt werden. Durch Aufnahme ökophysiologisch-relevanter Merkmale wird eine Charakterisierung der Trockenstressresistenz der untersuchten Arten ermöglicht und mit einer retroperspektivischen Klimasensitivitätsanalyse verglichen. Hierdurch soll festgestellt werden, ob gewisse nicht-invasive Gastbaumarten trotz der angestrebten Klimaähnlichkeit eine höhere Trockenstresstoleranz aufweisen. Darüber hinaus soll überprüft werden, ob gewisse Herkünfte der nicht-heimischen Baumarten eine erhöhte Trockenstressresistenz und somit Anbauwürdigkeit aufweisen. Hierfür können für eine Auswahl der Nadelbäume (Douglasie, Küsten- und Weißtanne) bereits etablierte langjährige Herkunftsversuche genutzt werden. Der hierdurch abgedeckte Niederschlags- und Temperaturgradient ermöglicht eine Abschätzung der innerartlichen Plastizität und dementsprechend der Anpassungsfähigkeit der jeweiligen Art.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Assoziation von phänotypischer und genetischer Variation bei der Buche und in einem Eichen-Herkunftsversuch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-niversität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung durchgeführt. Waldökosysteme haben neben anderen Funktionen wie dem Erhalt der Biodiversität und der Produktion des Rohstoffs Holz eine besondere Bedeutung als Kohlenstoffsenke. Diese Senkenfunktion ist abhängig von der Zusammensetzung und Vitalität der Wälder. Als Konsequenz des Klimawandels wird für Deutschland eine Abnahme des Flächenanteils und der Produktivität von Rotbuche und ein Anstieg des Flächenanteils von Eichen prognostiziert. Um das CO2-Senkenpotenzial von Buchen- und Eichenlaubwaldökosystemen in Deutschland zu erhalten bzw. zu stärken, ist es erforderlich trockenheitsangepasste Ökotypen und Individuen zu identifizieren und unter Erhalt genetischer Vielfalt gezielt fördern zu können. Zu diesem Zweck sollen in diesem Projekt validierte genetische Marker für Trockenstresstoleranz von Rotbuche und Trauben-Eiche entwickelt werden. Mit Hilfe genomweiter Assoziationsstudien mit natürlichen Populationen von Buche und Trauben-Eiche aus West-Rumänien werden signifikante Assoziationen zwischen phänotypischen Trockenstressmerkmalen und Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) getestet werden. Natürliche Populationen entlang von standörtlichen Trockenheitsgradienten in West-Rumänien sind für diesen Ansatz besonders geeignet, weil das gegenwärtige Klima dort den klimatischen Bedingungen stark ähnelt, die in Deutschland in etwa 50 Jahren zu erwarten sind. Zusätzlich sollen mit dem gleichen methodischen Ansatz vergleichende Analysen in Eichen-Herkunftsversuchen in Deutschland durchgeführt werden. Ergänzend werden Trockenstressexperimente mit kontrollierter Bodenwasserverfügbarkeit mit Jungpflanzen von Buche und Trauben-Eiche durchgeführt und auf signifikante Assoziationen zwischen SNPs und Trockenstressmerkmalen getestet. Durch die Untersuchung unterschiedlicher Herkünfte und Populationen beider Arten können validierte genetische Marker für Trockenstressreaktionen beider Arten entwickelt werden. Diese Marker können dann eingesetzt werden, um Bäume und Ökotypen mit hoher Vitalität unter zukünftigen klimatischen Bedingungen in Deutschland zu identifizieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Auswahl von Herkunftsversuchen und Anzucht von Versuchsmaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt durchgeführt. Waldökosysteme haben neben anderen Funktionen wie der Produktion des Rohstoffs Holz eine besondere Bedeutung als Kohlenstoffsenke. Diese Senkenfunktion ist abhängig von der Zusammensetzung und Vitalität der Wälder. Als Konsequenz des Klimawandels wird für Deutschland eine Abnahme des Flächenateils und der Produktivität von Rotbuche und ein Anstieg der Fläche von Eichen prognostiziert. Um das CO2-Senkenpotenzial von Buchen- und Eichenlaubwaldökosystemen in Deutschland zu stärken, ist es erforderlich trockenheitsangepasste Ökotypen und Individuen zu identifizieren und unter Erhalt genetischer Vielfalt gezielt fördern zu können. Zu diesem Zweck sollen in diesem Projekt validierte genetische Marker für Trockenstresstoleranz von Rotbuche und Trauben-Eiche entwickelt werden. Mit Hilfe transkriptomweiter Assoziationsstudien mit Populationen von Buche und Trauben-Eiche aus West-Rumänien werden signifikante Assoziationen zwischen phänotypischen Trockenstressmerkmalen und Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) getestet werden. Natürliche Populationen entlang von Trockenheitsgradienten in West-Rumänien sind für diesen Ansatz besonders geeignet, weil das gegenwärtige Klima dort den klimatischen Bedingungen stark ähnelt, die in Deutschland in etwa 50 Jahren zu erwarten sind. Zusätzlich sollen mit dem gleichen methodischen Ansatz vergleichende Analysen in Eichen-Herkunftsversuchen in Deutschland durchgeführt werden. Ergänzend werden Trockenstressexperimente mit kontrollierter Bodenwasserverfügbarkeit mit Jungpflanzen von Buche und Trauben-Eiche durchgeführt und auf signifikante Assoziationen zwischen SNPs und Trockenstressmerkmalen getestet. Durch die Untersuchung unterschiedlicher Herkünfte und Populationen beider Arten können validierte genetische Marker für Trockenstressreaktionen beider Arten entwickelt werden. Diese Marker können dann eingesetzt werden, um Bäume und Ökotypen mit hoher Vitalität unter zukünftigen klimatischen Bedingungen in Deutschland zu identifizieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Assoziation von phänotypischer und genetischer Variation in Trauben-Eichen-Populationen im Vergleich zur Buche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Hildesheim Holzminden Göttingen, Fakultät Ressourcenmanagement durchgeführt. Waldökosysteme haben neben anderen Funktionen wie der Produktion des Rohstoffs Holz eine besoEntndere Bedeutung als Kohlenstoffsenke. Diese Senkenfunktion ist abhängig von der Zusammensetzung und Vitalität der Wälder. Als Konsequenz des Klimawandels wird für Deutschland eine Abnahme des Flächenateils und der Produktivität von Rotbuche und ein Anstieg der Fläche von Eichen prognostiziert. Um das CO2-Senkenpotenzial von Buchen- und Eichenlaubwaldökosystemen in Deutschland zu stärken, ist es erforderlich trockenheitsangepasste Ökotypen und Individuen zu identifizieren und unter Erhalt genetischer Vielfalt gezielt fördern zu können. Zu diesem Zweck sollen in diesem Projekt validierte genetische Marker für Trockenstresstoleranz von Rotbuche und Trauben-Eiche entwickelt werden. Mit Hilfe transkriptomweiter Assoziationsstudien mit Populationen von Buche und Trauben-Eiche aus West-Rumänien werden signifikante Assoziationen zwischen phänotypischen Trockenstressmerkmalen und Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) getestet werden. Natürliche Populationen entlang von Trockenheitsgradienten in West-Rumänien sind für diesen Ansatz besonders geeignet, weil das gegenwärtige Klima dort den klimatischen Bedingungen stark ähnelt, die in Deutschland in etwa 50 Jahren zu erwarten sind. Zusätzlich sollen mit dem gleichen methodischen Ansatz vergleichende Analysen in Eichen-Herkunftsversuchen in Deutschland durchgeführt werden. Ergänzend werden Trockenstressexperimente mit kontrollierter Bodenwasserverfügbarkeit mit Jungpflanzen von Buche und Trauben-Eiche durchgeführt und auf signifikante Assoziationen zwischen SNPs und Trockenstressmerkmalen getestet. Durch die Untersuchung unterschiedlicher Herkünfte und Populationen beider Arten können validierte genetische Marker für Trockenstressreaktionen beider Arten entwickelt werden. Diese Marker können dann eingesetzt werden, um Bäume und Ökotypen mit hoher Vitalität unter zukünftigen klimatischen Bedingungen in Deutschland zu identifizieren.
Das Projekt "Effekt der Beimengung von trockenheitstoleranten Baumarten in Rotbuchenbeständen für die pflanzliche Diversität (Gefäßpflanzen, Moose, Flechten)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstwissenschaften, Professur für Angewandte Vegetationsökologie durchgeführt. Große Waldflächen in Deutschland werden derzeit von jeweils nur einer Baumart dominiert, und zwar in der Regel entweder der Fichte, der Waldkiefer oder der Rotbuche. Da insbesondere die Fichte und die Waldkiefer, aber auch die Rotbuche Schwierigkeiten mit zunehmender Sommertrockenheit infolge des Klimawandels haben, wird eine Anpassungsstrategie der Forstwirtschaft in der Anlage von Mischwaldbeständen gesehen, um das Risiko eines Totalzusammenbruchs von Beständen in Dürrejahren zu vermindern. Es gibt allerdings bisher keine systematischen, quantitativen Studien dazu, wie unterschiedliche Baumarten-Mischungsverhältnisse die Biodiversität beeinflussen. Ausgehend von reinen Rotbuchenbeständen soll deshalb im geplanten Vorhaben der Effekt der Beimischung anderer Baumarten auf die pflanzliche Diversität (Gefäßpflanzen, Moose, Flechten) analysiert werden. Dabei werden 5 verschiedene Baumarten-Mischungsverhältnisse und 5 unterschiedliche Baumarten bzw. Mischungen von Baumarten untersucht, die der Rotbuche beigemischt werden sollen. Als Zielbaumarten sind (1) Traubeneiche, (2) Roteiche, (3) Douglasie, (4) Weißtanne und (5) Ahorn, Linde, Hainbuche und Elsbeere vorgesehen. Mit den Projektergebnissen soll die Forstwirtschaft in die Lage versetzt werden, die Konsequenzen der Beimischung von Baumarten in Buchenwälder für die biologische Vielfalt zumindest in Hinblick auf die Bodenvegetation und die Epiphytenvegetation (Moose, Flechten) auf lebenden Bäumen und Totholz abzuschätzen und so in ihre Entscheidungen miteinzubeziehen.
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