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A2) Erhalt von Waldstruktur

Erhalt von Strukturelementen in selektiv genutzten Wäldern

Jürgen Bauhus & Patrick Pyttel
DoktorandInnen: Thomas Asbeck (2016 - 2019), Josef Großmann (assoziiert seit 2018) &
Andreea Petronela Spinu (seit 2019)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät Umwelt & Natürliche Ressourcen, Institut für Forstwissenschaften,
Professur für Waldbau

Hintergrund

Die Bewertung und Überwachung der Biodiversität ist essentiell für eine effektive Waldbewirtschaftung und erfordert Messungen, die räumlich und zeitlich quantifizierbar sind. Die dynamische Verarbeitung von Informationen über die Biodiversität würde eine neuartige Grundlage für die Entwicklung von Szenarien bieten, in denen die Wechselwirkungen zwischen Rückhaltemaßnahmen und anderen forstlichen Ökosystemdienstleistungen hervorgehoben werden. Die strukturelle Vielfalt gilt als Indikator für die Biodiversität (1,2). In allen ConFoBi B-Projekten werden bspw. Abundanz, Heterogenität und räumliche Verteilung von Strukturelementen, wie Habitatbäume und Totholz als Prädiktoren für die Biodiversität verwendet. Derzeit werden Methoden zur Erfassung von Strukturelementen über zeitliche und räumliche Skalen jedoch selten angewandt.

 

Fragestellungen und Hypothesen

Aktuell konzentrieren wir uns sowohl auf die Langlebigkeit von Habitatbäumen als auch auf die Langlebigkeit von TreMs. Die Langlebigkeit von TreMs wurde bisher noch nicht untersucht. Zu diesem Zeitpunkt gibt es keine Zeitreihen zur individuellen Entwicklung von TreMs. Bestimmte TreMs können jedoch nur vorübergehende Merkmale von Habitatbäumen sein. Zum Beispiel halten Rindentaschen nur so lange, bis das Rindenstück, welches die Tasche formt, vom Baum fällt. Tote Äste bleiben nur in der Baumkrone, bis sie ausreichend verrottet sind und abfallen. Andere TreMs dagegen wie Baumhöhlen können sehr langlebig sein. Die Langlebigkeit verschiedener TreMs, die sich in verschiedenen Entwicklungsstadien einzelner Bäume entwickeln, kann die Auswahl und Rekrutierung von Habitatbäumen beeinflussen. Zum Beispiel könnte man Bäume mit unterschiedlichen Dimensionen, Arten und erwarteter Langlebigkeit auswählen, um eine zeitliche Kontinuität der TreMs zu gewährleisten.

Konkret nehmen wir an, dass:

  • Die Sterblichkeit von Habitatbäumen ist höher in verstreuter als in geklumpter Verteilungen, da die Kronen einzelner Bäume stärker exponiert sind,
  • Die Sterblichkeit der Habitat ist abhängig von den jeweiligen Baumarten und wird vom Landschaftskontext beeinflusst
  • Es gibt einen Zielkonflikt zwischen der Lebensdauer von Habitatbäumen und dem Auftreten bestimmter TreMs, welcher von der Vitalität der Bäume abhängt.
  • Die Lebensdauer von TreMs, welche mit den Holzeigenschaften zusammenhängen (z. B. Totholz der Baumkrone, Hohlräume usw.), ist bei Nadelbäumen (Tanne und Fichte) höher als bei Laubbäumen (Buche und Ahorn).
  • Auf Bestandebene gibt es einen Zielkonflikt zwischen der Langlebigkeit und der Häufigkeit von TreMs. Kurzlebige TreMs häufen sich nicht (oder in geringerem Maße) mit dem Alter des Baums und des Bestandes oder zumindest nur in geringem Maße.

 

 

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

Die Bewertung der Sterblichkeit von Habitatbäumen basiert auf einer Kombination wiederholter bodengestützter Bestandsaufnahmen aller ConFobi-Untersuchungsflächen und Fernerkundungsverfahren in der weiteren Landschaft, um den Verfall von Bäumen zu quantifizieren, die einzeln, verstreut oder geklumpt erhalten wurden. Darauf aufbauend werden wir Modelle entwickeln, welche die Eigenschaften von Habitatbäumen (Arten, Dimensionen, prädisponierende Faktoren wie Vorhandensein von Baumpilzen usw.), Eigenschaften des Standortes (Bodentyp, Exposition, usw.) und die räumliche Anordnung von Habitatbäumen berücksichtigen, um ihre Sterblichkeit vorherzusagen. Die Bewertung der Langlebigkeit der TreMs erfordert die Entwicklung einer Reihe unterschiedlicher Ansätze für die verschiedenen TreM-Typen. So kann zum Beispiel die Lebensdauer von abgestorbenem Baumkronenholz, Höhlen oder Dendrotelmen mit dendrochronologischen Ansätzen bewertet werden. Das Alter der Epiphyten hängt mit ihrer Ausdehnung zusammen, das Alter der Baumpilze mit ihren Wachstumsringen und andere können durch wiederholte Bestandsaufnahme erfasst werden. Darüber hinaus werden neue Techniken für eine objektivere TreM-Bewertung entwickelt, einschließlich detaillierter Messungen der Größen von TreMs (terrestrisches Laserscanning, gemeinsam mit A1). Zum Beispiel liefert die Größe von Specht- oder Mulmhöhlen an höheren Stammabschnitten möglicherweise wertvolles Zusatzwissen zur Erhaltung von Habitaten für verwandte Taxa.

 

Ergebnisse

In der ersten Phase haben wir uns auf die Parameter konzentriert, die die Häufigkeit und Diversität von Mikrohabitaten über alle 139 ConFoBi-Plots erklären können. Zu diesem Zweck wurde gemäß eines detaillierten Katalogs eine vollständige Bestandsaufnahme baumrelevanter Mikrohabitate (TreMs) an den größten 15 Bäumen pro Untersuchungsfläche durchgeführt, welche auf der Grundlage von Fernerkundungsdaten des Baumkronenumfangs vorselektiert worden waren. Die Zunahme des mittlere Brusthöhendurchmesser (BHD) von Habitatbäumen führt zu einer höheren Abundanz und Diversität von TreMs. Die Vorkommnisse der häufigsten 11 TreMs stehen in Verbindung mit der Waldbewirtschaftung, dem Waldtyp, der Höhe und dem Mittelwert des BHD. Die durchschnittliche Häufigkeit und Diversität von TreMs kann daher mit leicht verfügbaren Waldeigenschaften vorhergesagt werden (Asbeck et al. 2018). Wir haben außerdem herausgefunden, dass der Erhalt von gruppiert vorkommenden Bäume nicht zu einer größeren Menge und Reichtum der meisten TreMs führt als bei verstreute vorkommenden Individuen. Diese Ergebnisse zeigen, dass es wichtiger ist, die richtigen Retentionsbäume in angemessenen Mengen auszuwählen, als sich auf die Gruppierung zu konzentrieren, welche jedoch aus anderen Gründen erfolgen kann. Für die Region Schwarzwald wird die zukünftige Waldbewirtschaftungsintensität einen stärkeren Einfluss auf das Vorhandensein von Mikrohabitaten ausüben als der Klimawandel, wie dies in einer interdisziplinären, kollaborativen Analyse mit den Projekten C1 und B6 (Augustynczik et al. 2018) festgestellt wurde. In einem Gemeinschaftsprojekt mit A1 wurde außerdem festgestellt, dass die Häufigkeit und Vielfalt von TreMs nicht ausreichend gut mit durch Fernerkundung erfassten Variablen, einschließlich Waldstruktur (z. B. Baumhöhe, Standdichte) und Geländevariablen, vorhergesagt werden kann. Es gab nur eine schwache, wenn auch signifikante Beziehung zwischen mehreren Prädiktoren und der TreM-Abundanz und -Diversität. Dies zeigt, dass wir TreMs immer noch anhand terrestrischen Bestandsaufnahmen identifizieren und quantifizieren müssen. Jedoch können zukünftig wahrscheinlich auch Laserscans für eine Reihe von TreMs verwendet werden.

 

 

Doktorarbeitsprojekt der zweiten Gruppe: Lebensdauer von Habitatbäumen und TreMs

(Beginn 1. Juli 2019) In der GRK-Phase 2 wird A2 die Lebenserwartung von Habitatbäumen sowie baumrelevanten Mikrohabitaten (TreMs) abschätzen. Der/die DoktorandIn führt eine erneute Bestandsaufnahme der TreMs auf den potenziellen Habitatbäumen pro Plot (15 größte Bäume) durch. Er/Sie wird landesweite Datensätze von Zeitreihen, also wiederholten Bestandsaufnahmen der Habitatbäume und wiederholte Fernerkundungsdaten verwenden, um Sterblichkeitsraten und Modelle zur Mortalität zu berechnen. Darüber hinaus wird er/sie das Alter von Mikrohabitatsstrukturen anhand verschiedener Methoden weiter bestimmen.

 

Perspektiven

A2 beabsichtigt zukünftig den Einfluss von Habitatbäumen verschiedener Arten, Dimensionen und Vitalität auf ihre Umgebung zu analysieren, insbesondere mit Blick auf die Regeneration und der Nachwuchs im Bestand. Diese Arbeit wird eine Grundlage für die Beurteilung der wirtschaftlichen Folgen der Beibehaltung von Habitatbäumen darstellen.