Multifunktionale Waldwirtschaft am Ende? Unter dieser provokanten Überschrift trafen sich Experten der Holz- und Forstwirtschaft auf der LIGNA 2009 und diskutierten aktuelle Anforderungen wie die Strategie der Bundesregierung zur Biologischen Vielfalt. Es wurde der Appell formuliert, die Strategie des flächendeckenden, multifunktionalen Waldbauansatzes beizubehalten und ökologische sowie ökonomische Ansprüche auf ganzer Fläche zu integrieren. 'Der Ansatz der multifunktionalen Waldwirtschaft würde durch die selektive Stilllegung ertragsreichster Waldbestände ernsthaft in Frage gestellt'. Die Nutz-, Schutz- und Sozialfunktion könnten gleichrangig und auf ganzer Fläche mit dem Konzept der naturnahen Waldwirtschaft zwanglos unter einen Hut gebracht werden und so mittels naturnaher und multifunktionaler Waldwirtschaft der Königsweg nachhaltiger Nutzholzgewinnung beschritten werden (vgl. Hockenjos 2007).Multifunktionale Forstwirtschaft scheint das Erfolgsmodell deutscher Waldnutzung zu sein und allen berechtigten Ansprüche an unseren Wald idealtypisch und nachhaltig gerecht werden zu können. Der integrative Ansatz der deutschen Forstwirtschaft habe sich grundsätzlich bewährt und sollte weiter verfolgt werden. Was aber ist unter dem Konzept der nachhaltig integrativ multifunktionalen Waldwirtschaft zu verstehen? Was macht eine Waldfunktion aus und wie steht es um die Erfüllung derselben im Rahmen der praktischen Forstwirtschaft? Bestehen alternative Landnutzungsansätze, die den multifunktionalen Anforderungen der Gesellschaft besser gerecht werden könnten? Diesen Fragen geht das Forschungsvorhaben nach, um Klarheit über das Fundament deutscher Forstwirtschaft zu schaffen.
Global betrachtet bilden biologische Bodenkrusten (Biokrusten) die produktivste Biomasse der -Kritischen Zone- arider Regionen der Erde. Sie bestehen aus heterotrophen Bakterien, Pilzen, Flechten, Moosen, Cyanobakterien und Algen sowie deren Ausscheidungsprodukten. Mittels extrazellulärer organischer Substanzen verkleben sie mineralische Bodenpartikel und bilden eine Art stabile -Haut- an der Bodenoberfläche. Diese aggregierte, gegenüber Wassererosion stabile Schicht trägt multifunktional zur Primärproduktion, Mineralisierung, biogenen Verwitterung, Festlegung trockener und nasser Deposition sowie zur Stabilisierung von Böden, Hängen und ganzen Landschaften bei. Als sogenannte Ökosystem-Ingenieure beeinflussen sie die Nährstoff- und hydrologischen Kreisläufe klein- und großräumig. Intensive Literaturstudien ergaben zweifelsfrei, dass die Biokrusten in ganz Südamerika nahezu unerforscht sind, obwohl sie in den Gebieten des SPP EarthShape sehr häufig vorkommen. Daher sind die Hauptziele unseres interdisziplinären Forschungsprogramms, 1) die weitgehend unbekannte Strukturierung und Zusammensetzung chilenischer Biokrusten mittels Feld- und Labormethoden zu untersuchen, um deren Verbreitung und organismische Zusammensetzung zu erfassen; 2) herauszufinden, wer von den abundanten Organismen mit welchen biochemischen Prozessen zur biogenen Verwitterung beiträgt, und die Verwitterungsraten in Abhängigkeit von Struktur und Zusammensetzung der Biokrusten und Umweltbedingungen (z.B. Mikroklima) aufzuklären; 3) die Funktion von Biokrusten in den gekoppelten biogeochemischen Kreisläufen von P- (Schwerpunkt!), C- und N-Verbindungen über räumliche Skalen, von atomar/molekular über Einzelminerale, Biokrustenmuster und Bodenprofile bis zu Hängen bzw. Einzugsgebieten zu erfassen, letzteres mittels fernerkundlich erfasster Spektraldaten und gemeinsam entwickelter Transferfunktionen sowie 4) zu verstehen, wie mikroklimatische Bedingungen und Wasserverfügbarkeit die Biokrustenzusammensetzung, Aktivität, Bedeckungsgrad und Funktion in ariden Ökosystemen steuern. Die Forschungsarbeiten beginnen mit einer gemeinsamen Feldkampagne zur Beschreibung pedologischer, geobotanischer und physisch-geographischer Gegebenheiten der Untersuchungsgebiete. Dabei werden die Forschungsflächen instrumentiert sowie Biokrusten- und Bodenproben gesammelt. Der methodisch moderne Ansatz nutzt neueste molekularbiologische, elektronenmikroskopische, pflanzenphysiologische, chemisch-analytische (massen- und synchrotronbasierte Spektroskopie) und Fernerkundungstechniken, kombiniert mit multivariater Datenanalyse. Wir erwarten, dass die Ergebnisse bisher unbekannte Biokrustenorganismen und physiologische/ökologische Funktionen erschließen sowie deren Beitrag zur biogenen Verwitterung und anderen fundamentalen Prozessen der Oberflächenformung der Erde erfassen, und damit grundlegende Erkenntnisse mit entsprechenden Daten für Geosystemmodelle auf regionaler und globaler Ebene generieren.
Typische tiefe Kruste von langsam-spreizenden Rücken besteht aus Gabbro, der von zahllosen, cm- bis dm-mächtigen, evolvierten sog. felsischen Gängen intrudiert wird. Ihre Entstehung sowie ihre Rolle bei der hydrothermalen Alteration der Kruste ist weitgehend unbekannt. Eine IODP Expedition bohrte am Site 1473 auf der Atlantis Bank (Südwestindischer Rücken) ca. 790 m tief in massive Gabbros, die von fast 400 felsischen Gängen durchschlagen werden (ca. 1.5 Prozent des Kernes). Diese bieten die einzigartige Möglichkeit zu einer umfassenden und tiefgreifenden Untersuchung von felsischen Gänge in langsam-spreizender ozeanischer Kruste. Das Projekt untergliedert sich in 3 Themen:(1) Thema 1 zielt auf eine Untersuchung der magmatischen Entstehung der felsischen Gänge. Sind sie durch extreme Fraktionierung von MORB entstanden, oder durch partielles Aufschmelzen von Gabbro durch perkolierende hydrothermale Fluide, oder durch liquide Entmischung in einem evolvierten MORB System? Geprüft werden diese Hypothesen durch Gesamtgesteinsgeochemie in Verbindung mit geochemischer Modellierungen sowie durch eine experimentelle Simulation.(2) Thema 2 fokussiert auf die Natur des Übergangs zwischen den finalen magmatischen Prozessen und dem initialen Auftreten von hydrothermaler Aktivität in dem gerade gefrorenen Gabbro, die ebenfalls magmatische Prozesse triggern kann. Dieses Thema schließt auch die wichtige Frage ein, wie tief hydrothermale Wässer in die Detachement Fault eindringen können, und wie sich das auf die Rheologie der frisch akkreditierten Kruste auswirkt. Der Schlüssel zum Verständnis in diesem kaum untersuchten Thema im Übergang vom magmatischen zum metamorphen Regime, liegt in der sorgfältigen stofflichen Untersuchung von Hoch-Temperatur-Amphibolen, ihre inhärentes Potential zur Bestimmung von Entstehungstemperaturen, sowie auch in der genauen Bestimmung der Solidus-Temperatur bei Wassersättigung dieser speziellen, oft sehr evolvierten Gabbros vom Hole U1473.(3) Grundlage für Thema 3 ist die Beobachtung, dass die felsischen Gänge immer signifikant stärker als das gabbroide Nebengestein alteriert sind, und dass die metamorphen Mineral-Assoziationen in den felsischen Gängen typischerweise wechselnde metamorphe Bedingungen anzeigen, z.B. von höchsten Temperaturen nahe am Gesteins-Solidus bis hinunter zu sehr niedrigen Temperaturen (Sub-Grünschieferfazies). Diese Beobachtungen werfen die Frage nach der Rolle der felsischen Gänge für die metamorphe Entwicklung bei der hydrothermalen Abkühlung der Kruste auf, und nach der Menge der Fluide, die über solche Pfade umgesetzt wurden. Der methodische Ansatz hierfür ist die sorgfältige Analyse von fluid-haltigen Mineralen (Amphibole, Apatit), die genaue Erfassung der Gleichgewichtstemperatur über Geothermometrie in Kombination mit der Analyse von lokalen metamorphen Gleichgewichten, Abschätzung des Fluxes an meerwasser-abgeleiteten Fluiden über Sr- und Sauerstoff-Isotopie, sowie thermodynamische Berechnungen.
Zu den Waldschutzgebieten nach §32 Landeswaldgesetz zählen in Baden-Württemberg Bann- und Schonwälder. Während Bannwälder der natürlichen Entwicklung überlassen werden, ist die waldbauliche Behandlung in Schonwäldern auf ein spezielles Naturschutzziel ausgerichtet.
Bannwälder stellen wertvolle Referenzflächen für die Erforschung von natürlichen Prozessen auf die Waldentwicklung und Waldbiodiversität da. Grundlage hierfür ist ein langfristiges Waldstrukturmonitoring auf systematisch angelegten, dauerhaft vermarkten Stichprobenpunkten, das durch fernerkundungsbasierte Strukturerhebungen ergänzt wird. In ausgewählten Bannwäldern werden floristische und faunistische Daten erhoben. Die Daten liefern Informationen über die strukturelle Entwicklung unbewirtschafteter Wälder und deren Lebensraumeignung für Tier- und Pflanzenarten.
In Schonwäldern findet im Gegensatz zu Bannwäldern gezielter Naturschutz statt. Einige Tier- und Pflanzenarten sind auf besondere Strukturen angewiesen, die durch Pflegemaßnahmen oder bestimmte (z.B. historische) Waldnutzungsformen gefördert werden können. Schonwälder werden deswegen so bewirtschaftet, dass gewünschte strukturelle Bedingungen und damit verbundene seltene Arten erhalten oder gefördert werden. Schwerpunkt der Forschung in Schonwäldern ist die Quantifizierung des Einflusses und der Effektivität biodiversitätsfördernder Maßnahmen zur Erreichung des Schutzziels.
Untersucht werden in erster Linie die Wachstumsreaktion von Einzelbäumen und Beständen auf Düngung: Auswirkungen auf das Wachstum, die ökonomische Leistung und die Risiken als Ergebnis verschiedener Düngung. Auswirkung von Düngungsmaßnahmen auf Wachstum und Wertleistung von Beständen.