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A2) Erhalt von Waldstruktur

Erhalt von Strukturelementen in selektiv genutzten Wäldern

Jürgen Bauhus & Patrick Pyttel (bis 2020)
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

Baum-Mikrohabitate sind spezifische Strukturen an Bäumen, welche eine essentielle Lebensräume für viele waldbewohnende Arten darstellen. Einige Beispiele für Baum-Mikrohabitate sind Baumhöhlen, Totäste, lose Rinden, epiphytischer Bewuchs, Pilzfruchtkörper oder Stammverletzungen und Bruchwunden. Lebende oder tote Bäume, die Mikrohabitate aufweisen oder ein gesteigertes Potenzial aufzeigen solche zu entwickeln, können als Habitatbäume bezeichnet werden.

Der Fokus des Projektes liegt auf:

  • den Parametern, welche das Vorkommen von Mikrohabitaten auf Bäumen beeinflussen. Dazu gehören unter anderem Baumart und -dimension, biotische und abiotische Faktoren und die räumliche Verteilung von Bäumen;
  • dem Einfluss der Intensität von Waldbewirtschaftung sowie dem Zeitraum seit der Einstellung der Managementpraktiken in Schutzgebieten für die Entwicklung der Mikrohabitate;
  • der zeitlichen Dynamik einschließlich der Langlebigkeit von Habitatbäumen und Mikrohabitaten;
  • der Eignung von Baum-Mikrohabitaten als Indikator für Artenvielfalt im Wald in Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten näher zu kommen.

Das Projekt umfasst derzeit drei unterschiedliche Promotionsvorhaben:

  1. „Baum-Mikrohabitate als Auswahlkriterium von Habitatbäumen in naturnaher Waldwirtschaft", durchgeführt von Thomas Asbeck (abgeschlossen in 2019)
  2. „Qualität und Langlebigkeit von Habitatbäumen und ihrer Mikrohabitate", durchgeführt von Andreea Spinu (begonnen in 2019)
  3. „Entstehung- und Entwicklungsdauer von Mikrohabitaten auf Einzelbaum- und Waldbestandsebene" durchgeführt von Josef Großmann (begonnen in 2018)

 

Baum-Mikrohabitate als Auswahlkriterium von Habitatbäumen in naturnaher Waldwirtschaft

In der ersten Phase haben wir uns auf die Parameter fokussiert, welche die Häufigkeit und Vielfalt von Mikrohabitaten auf den 135 ConFoBi-Plots erklären. Zu diesem Zweck wurde anhand eines detaillierten Katalogs eine vollständige Bestandsaufnahme der Baum-Mikrohabitate durchgeführt. Diese erfolgte an den größten 15 Bäumen pro Untersuchungsfläche, welche auf der Grundlage von Fernerkundungsdaten und des Baumkronenumfangs ausgewählt wurden. Die Zunahme des mittleren Brusthöhendurchmesser (BHD) von Habitatbäumen führt zu einer größeren Häufigkeit und Vielfalt von Mikrohabitaten. Das Vorkommen der häufigsten 11 Mikorhabitattypen steht im Zusammenhang mit der Baumartenzusammensetzung, der Höhe der Untersuchungsfläche und dem mittleren BHD. Daher kann die durchschnittliche Häufigkeit und Vielfalt von Mikrohabitaten mit bereits vorhandenen und verfügbaren Daten der Waldeigenschaften vorhergesagt werden (Asbeck et al. 2018).

Wir haben außerdem herausgefunden, dass der Erhalt von Habitatbaumgruppen verglichen mit der Ausweisung einzelner, räumlich verteilten Habitatbäumen, zu keinem höheren Vorkommen der von Mikrohabitaten führt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Ausweisung der passendsten Habitatbäume in angemessener Menge entscheidender ist, als die Konzentration auf Habitatbaumgruppen, welche jedoch aus anderen Gründen erfolgen kann. In einer interdisziplinären Kooperation mit den Projekten C1 und B6 wurde festgestellt (Augustynczik et al. 2018), dass die Intensität zukünftiger Waldbewirtschaftung stärkere Auswirkungen auf das Vorkommen von Mikrohabitaten haben wird, als der Einfluss des Klimawandels. Außerdem weisen Ergebnisse einer gemeinsamen Studie mit dem Projekt A1 darauf hin, dass die Häufigkeit und Vielfalt der Mikrohabitate anhand von Fernerkundungsdaten, einschließlich der Waldstruktur (z. B. Baumhöhe, Bestandesdichte) und Geländevariablen, nicht ausreichend gut erfasst werden kann. Wir konnten lediglich eine schwach signifikante Beziehung zwischen mehreren Variablen und der Häufigkeit und Vielfalt von Mikrohabitaten nachweisen. Diese Ergebnisse heben die Bedeutung einer Identifizierung und Quantifizierung von Mikrohabitate durch terrestrische Bestandsaufnahmen hervor. In Zukunft wird die Unterstützung durch Laserscans jedoch an Bedeutung gewinnen.

Veröffentlichungen:

 

Qualität und Langlebigkeit von Habitatbäumen und ihrer Mikrohabitate

Informationen über die Mortalität von Habitatbäumen lagen bisher nur für Kahlschlagsysteme in Nordamerika, Skandinavien oder Australien vor. Nicht aber für Habitatbäume im Kontext europäischer Dauerwaldbewirtschaftung. Diese Informationen sind jedoch von entscheidender Bedeutung, da Habitatbäume für einen möglichst langen Zeitraum Lebensraumstrukturen bieten sollen. Idealerweise so lange, bis sich eine neue Generation reifer und überreifer Bäume entwickelt hat, da mit dem vorzeitigen Absterben von Habitatbäumen oder dem Verschwinden von Baum-Mikrohabitaten auch Lebensraum für bestimmte Arten zerstört oder beeinträchtigt wird. Bei der Auswahl von Habitatbäumen für den Erhalt von Lebensraumstrukturen kann es auch zu Kompromissen zwischen der Bereitstellung bestimmter sehr wertvoller Mikrohabitate und der Langlebigkeit der Habitatbäumen kommen. Dies ist zum Beispiel bei Baumpilzen der Fall, welche eine Vielzahl von Arten beherbergen können, jedoch auch die Langlebigkeit von Habitatbäumen beeinträchtigt.

Die Vorhersage der Bildung von Mikrohabitaten wurde kürzlich durch eine erst Studie analysiert (Courbaud et al., 2017). Die Langlebigkeit von Mikrohabitaten wurde bisher jedoch noch nicht untersucht. Außerdem liegen derzeit keine echten Zeitreihen über die Entwicklung von Mikrohabitaten vor. Einige Mikrohabitate stellen voraussichtlich nur vorübergehende Merkmale von Habitatbäumen dar. Dies ist unter anderem bei losen Rindentaschen der Fall, welche nur wenige Jahre bestehen und Nistplätze für Fledermäuse bereitstellen. Ebenso bleiben abgestorbene Äste nur so lange in der Krone, bis sie ausreichend verfallen sind, um abzubrechen. Die Langlebigkeit verschiedener Mikrohabitaten, die sich wahrscheinlich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien einzelner Bäume entwickeln, kann daher die Auswahl und Ausweisung von Habitatbäumen beeinflussen. Beispielsweise könnte somit die Auswahl von Habitatbäumen anhand von Größe, Art und voraussichtlicher Langlebigkeit erfolgen, um eine langfristige Kontinuität der Mikrohabitate zu gewährleisten. Aus diesen genannten Gründen liegt der Fokus des zweiten PhD Projektes auf der Langlebigkeit von Habitatbäumen und deren Mikrohabitaten.

Fragestellungen und Hypothesen

  • Insgesamt ist die Häufigkeit und Vielfalt von Mikrohabitaten auf toten Bäumen signifikant höher.
  • Die Langlebigkeit von Mikrohabitaten, welche auf Holzeigenschaften zurückzuführen sind (z.B. Kronentotholz, Höhlen etc.), ist bei Nadelbäumen (Tanne und Fichte) höher als bei Laubbäumen (Buche und Ahorn).
  • Die Mortalität von Habitatbäumen ist höher als die von durchschnittlichen (und kleineren) Bäumen, da Bäume mit größerem BHD eher von Umwelteinflüssen gestresstwerden und ihre Vitalität durch das Auftreten einiger Mikrohabitate (Saftflüsse, Vorkommen von Baumpilzen, Mistelvorkommen) vermindert sein kann.
  • Die Mortalität von Habitatbäumen unterscheidet sich zwischen den Baumarten und wird durch Lage (z.B. Meereshöhe, lokales Klima) beeinflusst.

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

Die Untersuchung der Mortalität von Habitatbäumen erfolgt durch eine Kombination wiederholter terrestrischer Bestandsaufnahmen auf allen ConFoBi Untersuchungsflächen und Methoden der Fernerkundung. Dadurch wird der Zerfall der Bäume quantifiziert, die entweder einzeln verteilt oder in Habitatbaumgruppen ausgewählt wurden. Darauf aufbauend werden wir Modelle entwickeln, die Habitatbaumattribute (z.B. Art, Größe und Faktoren wie das Vorhandensein von Baumpilzen etc.), Standortmerkmale (z.B. Bodentyp, Exposition) und die räumliche Anordnung der Habitatbäume zur Vorhersage ihrer Mortalität mit einbeziehen. Die Untersuchung der Langlebigkeit von Mikrohabitaten wird die Entwicklung einer Reihe unterschiedlicher Ansätze für verschiedene Arten von Mikrohabitaten erfordern, die derzeit entwickelt werden. In Kooperation mit dem Projekt A1 werden zudem neue Techniken für eine objektivere Bewertung von Mikrohabitaten mithilfe terrestrischer Laserscans entwickelt.

 

Bildungs- und Entwicklungsdauer von Mikrohabitaten auf Einzelbaum- und Waldbestandsebene

Zum wirksamen Schutz und Erhalt der Biodiversität, ist das Wissen über den Ursprung und die Beständigkeit von Baum-Mikrohabitaten von großer Bedeutung. Das Ziel des Promotionsvorhabens besteht darin, das Wissen über Häufigkeit, Verteilung und zeitlicher Entwicklung von Mikrohabitaten zu erweitern. Dies wird die Bewertung des relativen ökologischen Wertes von Mikrohabitaten erleichtern. Im Rahmen dieses PhD Projektes werden Faktoren, welche die Entwicklung von Mikrohabitaten beeinflussen spezifiziert und Empfehlungen für die forstliche Praxis abgeleitet. Die Arbeit basiert auf der Untersuchung bestehender Prozessschutzelemente des Alt- und Totholzkonzeptes von ForstBWvon(Habitatbaumgruppen und Waldrefugien).

Ein weiterer Teil des Projektes beschäftigt sich mit der strukturellen Vielfalt urbaner Bäume. Während einer Studie in Montréal, Kanada, wurden Mikrohabitate auf Stadtbäumen quantifiziert, welche durch unterschiedliche Managementpraktiken beeinflusst wurden. Diese Studie wurde in Zusammenarbeit mit Christian Messier (ConFoBi Mercartor Fellow) durchgeführt.

Veröffentlichung:

 

Perspektiven

Anschließend an die bisherigen Arbeiten, wird A2 den Einfluss verschiedener Arten, Größen und der Vitalität von Habitatbäumen auf ihre Umgebung untersuchen. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf Regenerations- und Nachwuchsbeständen. Diese Arbeit wird als Grundlage für die Bewertung der wirtschaftlichen Folgen der Retention von Habitatbäumen liefern.