B6) Vogel-Wald Beziehungen

Mehrskalige Untersuchung von Vogel-Wald Beziehungen

Ilse Storch
DoktorandInnen: João Manuel Cordeiro Vale Pereira (seit 2019) & Mariela Yapu Alcazar
(seit 2022)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und natürliche Ressourcen, Institut für Forstwissenschaft,
Professur für Wildtierökologie und -management

Hintergrund

Vögel sind häufig verwendete Indikatoren für Biodiversität: Sie sind beliebt, gut erforscht und vergleichsweise leicht zu erfassen. Habitatspezialisten, die alte Baumbestände benötigen, sind für den Naturschutz von besonderem Anliegen und gelten als von der Forstwirtschaft nachteilig beeinflusst. Studien die den lokalen Vogelartenreichtum in bewirtschafteten Wäldern gegenüber natürlichen Wäldern vergleichen, haben jedoch zu zweideutigen Resultaten geführt. Aufgrund ihrer Mobilität sind Vogelgemeinschaften wahrscheinlich nicht nur von der lokalen Waldstruktur, sondern auch von der umgebenden Landschaft geprägt. Die Häufigkeit von Waldspezialisten korreliert mit der Waldstruktur, doch die Struktur ist ein unzureichender Prädiktor für das Vorkommen von Arten und damit für den Artenreichtum.

Der erste Doktorand in B6, Marco Basile, untersuchte, wie Strukturreichtum in der Landschaft das Auftreten und die Häufigkeit von Waldvögeln beeinflussen. Das Beschreiben von Mustern der Vogel-Lebensraum-Beziehungen kann jedoch nicht die Mechanismen aufdecken, die lokale Vogelgemeinschaften prägen. Daher konzentriert sich Joao Pereira in seinem Promotionsprojekt derzeit auf funktionelle Reaktionen von Vögeln auf die Waldstruktur, nämlich ihre trophischen Verbindungen (und insbesondere die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen), mit dem Ziel, Licht auf die ökologischen Prozesse zu werfen, die den von Marco beobachteten numerischen Mustern zugrunde liegen. Im dritten Promotionsprojekt (PhD3) schließlich will B6 anhand unserer mehrjährigen Datenreihe von Vogelerhebungen auf allen ConFoBi-Plots die räumlich-zeitliche Dynamik der Vogelgemeinschaft im Untersuchungsgebiet analysieren und die gemeinhin angenommene Indikatorfunktion von Vögeln für die gesamte Biodiversität kritisch bewerten.

Forschungsfragen und Hypothesen

B6 befasst sich mit den übergeordneten Hypothesen, dass 1) die Auswirkungen von Maßnahmen zur Erhaltung der biologischen Vielfalt auf Waldvogelgemeinschaften durch die umgebende Landschaft beeinflusst werden; dass 2) Muster im Vorkommen und in der Häufigkeit von Waldvögeln in Abhängigkeit von der mehrskaligen Waldstruktur durch ihre trophischen Beziehungen erklärt werden können; und dass 3) räumliche Heterogenität ein Prädiktor für zeitliche Heterogenität ist. Im Einzelnen erwarten wir, dass:

Das Vorkommen, die Häufigkeit und die Vielfalt von Vogelarten auf der Ebene von Waldbeständen (Plots) werden durch die lokale Waldstruktur und die umgebende Landschaft erklärt.
Strukturelle Heterogenität, die aufgrund von Retentionsmaßnahmen gefördert werden soll, erhöht die Nahrungsverfügbarkeit von Wirbellosen für Vögel, die auf späte Sukzessionsstadien angewiesen sind;
Die zeitliche Dynamik der Vogelgemeinschaften, also ihre jährlichen Schwankungen in Häufigkeit und Artenreichtum, wird durch die Waldstruktur auf Standorts- und Landschaftsebene beeinflusst.
Waldvogelvariablen (Abundanz, Reichtum, Diversität; Rote Liste, Spezialisten, Gilden) sind nur geringfügig mit Diversitätsmessungen für andere Taxa korreliert; daher ist ihre allgemeine Verwendung als Indikatoren für die Gesamtbiodiversität fragwürdig.

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

B6 analysiert die strukturellen Zusammenhänge der Biodiversität der Vögel auf mehreren räumlichen Ebenen, indem Vorkommen und Artenreichtum (gesamt, funktionelle Gruppen, Arten der Rote Liste) auf Plotebene mit der Häufigkeit, Heterogenität und räumlichen Verteilung von Strukturelementen (Habitatbäume, Totholz, Mikrohabitate) auf Plotebene und Landschaftsebene in Beziehung gesetzt werden. B6 sammelt jährlich Daten zum Vorkommen von Vogelarten unter Verwendung wiederholter Punktzählungen auf allen 135 Plots und ihrer Umgebung. Die Daten werden anschließend mit multivariaten Modellierungsansätzen analysiert. Derzeit konzentriert sich die Studie auf den Nahrungserwerb von zwei Gruppen von Waldvögeln, die einen großen Teil der Brutvögel umfassen, und ihre jeweilige Beute: 1) auf dem Boden nach Nahrung suchende Arten; 2) im Kronendach suchende Arten. Wirbellose Bodentiere werden mit Fallfallen (mit B2, B3 und B4) und Wirbellose der Baumkronen mit einer Kombination aus Raupen-Fraß-Kollektoren und Schwarzlichtfallen (mit B5) beprobt. Die Abundanz an Beutetieren hängt dann mit den Lebensraummerkmalen und der Abundanz der entsprechenden Vogelarten zusammen.

B6 liefert Vogelzähldaten für alle 135 Untersuchungsflächen in den ConFoBi-Datenpool. B6 kooperiert in der Erfassung von Wirbellosen mit den Projekten B2-B5 und verwendet die Strukturdaten und Fernerkundungsdaten von A1 und A2. B6 analysiert die Reaktionen der Biodiversität multipler Taxa auf Maßnahmen zur Erhöhung der Strukturvielfalt in Zusammenarbeit mit anderen B-Projekten. Modelle mehrskaliger Vogel-Wald-Beziehungen werden auch anhand vorhandener Daten aus der EU CostAction BOTTOMS-UP überprüft.

Ergebnisse

Der erste Doktorand von B6, Marco Basile, hat die Assoziation von Waldvogelarten mit bestimmten Mikrohabitaten sowie das gleichzeitige Auftreten von Vögeln, Fledermäusen und Wirbellosen mit Mikrohabitaten untersucht. Analysen für einzelne Arten ergaben beispielsweise, dass Spechte Höhlenbäume nicht nach ihrer absoluten Größe, sondern nach ihrer relativen Größe auswählen: Es kommt nicht darauf an, wie groß der Baum ist, sondern nur, dass er größer als die anderen ist. Analysen des Beitrags des Landschaftsmusters zur Vielfalt der Vogelarten auf Plotebene zeigten, dass eine höhere Heterogenität der Lebensräume, die häufig aus einem Anstieg des Anteils von Laubwäldern an der Landschaft resultiert, mit einer höheren Vogelhäufigkeit, einem höheren Artenreichtum und einer höheren Artendiversität zusammenhängt. Artenreichtum, Artenvielfalt und Artenumsatz (species turnover) hängen zudem mit der Entfernung zwischen Waldflächen zusammen. In einer Meta-Analyse stellte B6 außerdem fest, dass verschiedene Vogelgilden unterschiedlich auf Retentions-Forstwirtschaft reagieren. In Zusammenarbeit mit anderen ConFoBi-Projekten untersuchte B6 das Potenzial verschiedener Waldbewirtschaftungsregime zur Sicherung von Mikrohabitaten auf Bäumen und der Häufigkeit von Vögeln unter Bedingungen des Klimawandels, sowie die Umsetzung eines sozial optimalen Biodiversitätsniveaus in Waldbewirtschaftungsplänen mit Mehrfachnutzung.

Der zweite Doktorand von B6, João Pereira, analysiert Daten über die Häufigkeit von Vögeln und Wirbellosen in Relations zur Waldstruktur. Vorläufige Auswertungen deuten darauf hin, dass die Heterogenität innerhalb der Bestände, insbesondere der Kronenschluss, eine wichtige Rolle für das Vorkommen bodenbewohnender Insekten spielt, was wiederum Abundanz und Diversität der sich am Boden ernährenden Vögel beeinflusst. Eine Studie zu Wechselwirkungen zwischen Vögeln und Raupen zeigte anhand von Beuteattrappen, dass sich die Prädationsintensität in den verschiedenen Vegetationsschichten und zwischen individuellen Bäumen stark variiert und von der Baumstruktur abhängt. Eine Meta-Analyse zu den Auswirkungen trophischer Beschränkungen des Bruterfolgs zielt darauf, die relative Rolle von Prädation und Nahrungsangebot für verschiedene Waldvogelgilden zu beleuchten.

ConFoBi-Veröffentlichungen von B6

Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Stitt, J.; Bauhus, Jürgen; Storch, Ilse & Vierling, K. T. (2020). Tree-related microhabitats are similar in mountain forests of Europe and North America and their occurrence may be explained by tree functional groups. Trees, 34, 1453–1466. URL https://link.springer.com/10.1007/s00468-020-02017-310.1007/s00468-020-02017-3.

Asbeck, Thomas; Sabatini, Francesco; Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Basile, Marco; Helbach, Jan & Jonker, Marlotte et al. (2021). Biodiversity response to forest management intensity, carbon stocks and net primary production in temperate montane forests. Scientific reports, 11, 11. URL https://www.nature.com/articles/s41598-020-80499-410.1038/s41598-020-80499-4.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen; Storch, Ilse & Mikusiński, Grzegorz et al. (2019). Diversification of forest management regimes secures tree microhabitats and bird abundance under climate change. The Science of the total environment, 650, 2717–2730. URL 10.1016/j.scitotenv.2018.09.366.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Jonker, Marlotte; Knuff, Anna & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Reconciling forest profitability and biodiversity conservation under disturbance risk: the role of forest management and salvage logging. Environ. Res. Lett., 15, 12. URL https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abad5a10.1088/1748-9326/abad5a.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Gutsch, Martin; Basile, Marco; Suckow, Felicitas; Lasch, Petra & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Socially optimal forest management and biodiversity conservation in temperate forests under climate change. Ecological Economics, 169, 106504. URL 10.1016/j.ecolecon.2019.106504.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Jonker, Marlotte; Knuff, Anna K.; Bauhus, Jürgen & Braunisch, Veronika et al. (2020). What do tree-related microhabitats tell us about the abundance of forest-dwelling bats, birds, and insects? Journal of environmental management, 264. URL https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S030147972030336410.1016/j.jenvman.2020.110401.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Pacioni, Cesare; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2020). Woodpecker cavity establishment in managed forests: relative rather than absolute tree size matters. Wildlife Biology, 2020, 10. URL https://bioone.org/journals/wildlife-biology/volume-2020/issue-1/wlb.00564/Woodpecker-cavity-establishment-in-managed-forests%E2%80%90relative-rather-than/10.2981/wlb.00564.full10.2981/wlb.00564.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Cordeiro Pereira, João M.; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2021). Species co-occurrence and management intensity modulate habitat preferences of forest birds. BMC biology, 19, 210. URL 10.1186/s12915-021-01136-8.

Basile, Marco; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2019). Bird guilds show different responses to tree retention levels: a meta-analysis. Global Ecology and Conservation, 18, 12. URL https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S235198941830474810.1016/j.gecco.2019.e00615.

Basile, Marco; Storch, Ilse & Mikusiński, Grzegorz (2021). Abundance, species richness and diversity of forest bird assemblages – The relative importance of habitat structures and landscape context. Ecological Indicators, 133, 13. URL https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1470160X2101067010.1016/j.ecolind.2021.108402.

Gustafsson, Lena; Bauhus, Jürgen; Asbeck, Thomas; Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Basile, Marco & Frey, Julian et al. (2020). Retention as an integrated biodiversity conservation approach for continuous-cover forestry in Europe. Ambio, 49, 85–97. URL http://link.springer.com/10.1007/s13280-019-01190-110.1007/s13280-019-01190-1.

Kirsch, Jennifer-Justine; Sermon, Jana; Jonker, Marlotte; Asbeck, Thomas; Gossner, Martin M. & Petermann, Jana S. et al. (2021). The use of water-filled tree holes by vertebrates in temperate forests. Wildlife Biology, 2021. URL 10.2981/wlb.00786.

Shaw, Taylor; Schönamsgruber, Sina‐Rebekka; Cordeiro Pereira, João M. & Mikusiński, Grzegorz (2022). Refining manual annotation effort of acoustic data to estimate bird species richness and composition: The role of duration, intensity, and time. Ecology and evolution, 12. URL https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.949110.1002/ece3.9491.

Storch, Ilse; Penner, Johannes; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen & Braunisch, Veronika et al. (2020). Evaluating the effectiveness of retention forestry to enhance biodiversity in production forests of Central Europe using an interdisciplinary, multi‐scale approach. Ecology and evolution, 10, 1489–1509. URL https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.600310.1002/ece3.6003.