Im Wallis weisen die Waldföhren seit Jahrzehnten eine erhöhte Sterberate auf. Dafür wächst vermehrt die Flaumeiche. Die Ursachen des Waldföhrensterbens und Baumartenwechsels im Wallis sind komplex. Im Rahmen des WSL-Forschungsprogrammes Walddynamik haben wir diese Ursachen analysiert und weitgehend entschlüsselt. Der für das Walliser Rhonetal und seine Seitentäler charakteristische Waldföhrengürtel erstreckt sich vom Talboden auf etwa 450 m bis gegen 1500 m ü.M., in einzelnen Gebieten bis an die Waldgrenze. Das Areal der Föhrenwälder umfasst etwa 12000 ha, was 11 Prozent der Waldfläche ausmacht. Sie schützen vor Lawinen, Steinschlag und Erosion, sind Erholungsraum für die Bevölkerung, stellen ein wichtiges Landschaftselement dar und sind Lebensraum für einzigartige Pflanzen und Tiere. Schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts wiesen die Föhrenbestände im Wallis wiederholt hohe Absterberaten auf. In den 1970er und 1980er Jahren wurden auffällige Nadelnekrosen an Waldföhren (Pinus sylvestris) mit Fluor-Immissionen aus nahe gelegenen Aluminiumwerken in Zusammenhang gebracht. Durch den Einbau von leistungsfähigen Filteranlagen in den Aluminiumwerken anfangs der 1980er Jahre wurde der Schadstoffausstoss drastisch reduziert, worauf die Schadmerkmale verschwanden. Obwohl der ursächliche Zusammenhang mit den Fluorimmissionen offensichtlich war, wurde schon damals auf weitere Stressfaktoren wie z. B. die Trockenheit hingewiesen. Zu Beginn der 1990er Jahre nahmen die Absterberaten erneut drastisch zu. Auf Anfrage der lokalen Forstdienste begutachtete der Phytosanitäre Beobachtungs- und Meldedienst (PBMD) wiederholt betroffene Waldgebiete und wies stets auf die starke Belastung durch verschiedene Schadinsekten und Krankheiten hin. Mancherorts traten andere Baumarten wie die Flaumeiche (Quercus pubescens) oder die Mehlbeere (Sorbus aria) an die Stelle der absterbenden Waldföhren. An anderen Orten waren aber keine Ersatzbaumarten zur Stelle um die Waldfunktionen zu übernehmen. Diese gebietsweise recht dramatische Entwicklung veranlasste die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL, gemeinsam mit der Dienststelle für Wald und Landschaft des Kantons Wallis ein umfassendes, interdisziplinäres Forschungsprojekt zu starten. Man wollte verstehen, weshalb die Föhren grossflächig absterben. Ziel war es auch, Handlungsoptionen bzw. geeignete Bewirtschaftungsmassnahmen zu formulieren. Das Föhrensterben kann nicht durch einzelne Faktoren erklärt werden. Vielmehr ist das Zusammenspiel verschiedener Einflüsse entscheidend. In einer Synthese fassen wir die gewonnen Erkenntnisse zusammen und machen Vorschläge zur Waldbewirtschaftung.
Das Kernprojekt 5 - Pflanzen - wird weiterhin wichtige Hintergrundinformationen für die anderen Kern- und Beitragsprojekte liefern und die grossen Multi-Site Experimente unterstützen. Dazu werden wir das Monitoring der Vielfalt und Abundanz der Gefäßpflanzen in allen Wald- und Grünland-EPs fortsetzen. Im neuen Multi-Site-Experiment in Wiesen und in der krautigen Vegetation im neuen Multi-Site-Experiment in Wäldern werden Pflanzenvielfalt, -abundanz und -produktivität weiter gemonitored. Darüber hinaus werden wir die Biomasseproduktion in allen Grünland-EPs und im Unterwuchs aller Wald-EPs als wichtige Ökosystemleistung monitoren und Informationen zu den verschiedenen Nutzungswerten von Pflanzenarten (z. B. medizinisch, als Baumaterial, Energie, Zierpflanzen) als weitere wichtige Ökosystemleistung zusammenstellen. Wir bieten Daten zur intraspezifischen Variation der funktionalen Merkmale der Pflanzen und berechnen auf Grundlage dieser individuellen Merkmale für jedes Diagramm die funktionalen Diversitätsmaße. Darüber hinaus werden wir Klima- und Landnutzungsdaten verwenden, um extreme Klima- oder Landnutzungsereignisse als Abweichungen von langfristigen Durchschnittswerten zu identifizieren und deren Auswirkungen auf die Pflanzenvielfalt zu analysieren. Schließlich werden wir langfristige Änderungen in der Vegetationszusammensetzung in Bezug auf Landnutzungsänderungen, Klima und Waldstruktur analysieren. Insgesamt wird dieses Projekt Daten und Erkenntnisse zu allen Untersuchungsflächen liefern, die für alle anderen Projekte wichtig sind.
Pflanzen im Allgemeinen und Bäume im Speziellen reagieren sehr sensibel auf klimatische Veränderungen. Der Kohlenstoff- und Wasserhaushalt wird unter Feldbedingungen gemessen und gibt so Aufschluss über physiologische Regelmechanismen (z.B. zwischen Wasserhaushalt und dem Öffnungsgrad der Stomata) oder das Baumwachstum. Mit Hilfe von systemischen Modellen interpretieren wir die ökophysiologischen Messungen und folgern daraus, wie weit sich einzelne Baumarten an veränderte klimatische Bedingungen anpassen können und ab wann artspezifische physiologische Grenzen erreicht werden. Im Wallis wachsen Waldföhren und Flaumeichen zumindest zeitweise am Rande ihrer physiologischen Möglichkeiten. Erste Resultate zeigen, warum die Flaumeiche (Quercus pubescens) unter den herrschenden klimatischen Bedingungen physiologische Vorteile gegenüber der Waldföhre (Pinus sylvestris) hat.
Anthropogene Umweltveränderung beeinflussen die Phänologie und genetische Diversität von Pflanzen, mit weitreichenden Konsequenzen für ökologische Lebensgemeinschaften und die Evolution. Langzeitdaten solcher Veränderungen sind jedoch selten. Herbarien bieten die seltene Möglichkeit für Langzeitstudien über Phänologie und genetische Diversitätsveränderungen, vor allem da neue genomische Hochdurchsatzmethoden neuerdings auch eine Analyse historischer Proben von Nicht-Modellarten erlauben. Wir schlagen ein Forschungsprojekt vor, dass die Langzeitperspektiven von Herbarien mit den Stärken der Biodiversitätsexploratorien verbinden und die Phänologie und genetische Diversität heutiger Pflanzen in der Biodiversitätsexploratorien mit der von historischen Belegen der gleichen Arten aus den gleichen Regionen vergleichen soll. Wir werden uns auf frühblühende Pflanzen im Laubwald-Unterwuchs konzentrieren, da diese Arten eine deutliche, zeitlich begrenzte Blühperiode haben, und somit besonders geeignet zur Untersuchung phänologischer Veränderungen, sowie des Einflusses der Waldnutzung auf die Phänologie, sein sollten. Unser Projekt wird Feldbeobachtungen mit dem Studium naturwissenschaftlicher Sammlungen und cutting-edge Methoden der Herbariumgenomik verbinden um (1) eine umfassende Untersuchung der Blühphänologie aller frühblühenden Pflanzenarten in Wald-EPs durchzuführen und den Einfluss der Waldnutzung auf die Blühphänologie zu testen, sowie (2) mehrere grosse Herbaria nach Belegen der gleichen Pflanzenarten aus den gleichen Regionen zu durchsuchen, um langfristige Trends in der Blühphänologie, sowie den Einfluss des Klimas auf die Phänologie zu testen und die aktuellen Phänologie daten in einen historischen Kontext stellen zu können. Darüberhinaus wollen wir eine neue genomische Hochdurchsatzmethode zur Untersuchung historischer Herbarbelege, hyRAD-hybridization capture using RAD probes, etablieren und austesten, und (4) diese Methode dann dazu verwenden, um die genetische Diversität der heutigen Pflanzen im Laufwaldunterwuchs mit der ihrer Vorfahren aus den gleichen Regionen zu vergleichen. Unser Projekt wird die erste umfassende Unterschung von Pflanzenphänologie, sowie die erste Analyse der genetischen Diversität von Waldpflanzen in den Biodiversitätsexploratorien beinhalten. Vor allem bietet es erstmals eine Langzeitperspektive, und den ersten Versuch eines Vergleichs heutiger mit historischer Biodiversität in den Biodiversitätsexploratorien.
Die Scharka-Krankheit, verursacht durch das Scharka-Virus der Pflaume (plum pox potyvirus, PPV), zählt gegenwärtig in Europa zu den wirtschaftlich wichtigsten Viruskrankheiten des Steinobstes. Die effektivste und zugleich umweltschonendste Gegenmaßnahme stellt der Anbau resistenter Sorten dar. Der Züchtung müssen dazu Genotypen mit bekannten Resistenzeigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Literaturangaben und eigenen Erkenntnissen zufolge wird die Resistenz in Abhängigkeit vom Virusstamm und von der Umwelt ausgeprägt. Deshalb sollte es sich um genetisch unterschiedliches Zuchtmaterial handeln, das außerdem für die hiesigen Anbaubedingungen geeignet ist. Das Pflaumensortiment der Genbank Obst Dresden-Pillnitz des IPK Gatersleben erscheint für vergleichende Resistenzprüfungen besonders geeignet, da einheitliche Infektions- und Standortverhältnisse vorliegen. Insgesamt umfaßt es 242 Akzessionen (unterschiedliche Sorten z.T. verschiedener Herkünfte, einige Auslesen bzw. Zuchtklone). In Voruntersuchungen zeigte sich bereits ein differenziertes Verhalten gegenüber dem Scharka-Virus. Im Rahmen des geplanten Vorhabens ist vorgesehen, die nach Durchführung von Freilandbonituren und anschließender serologischer Testung als befallsfrei oder schwach befallen hervorgegangenen Genotypen mit Hilfe eines Gewächshaustestes (KEGLER et al., 1994) zu überprüfen. Die Reaktion handveredelter, getopfter Gewächshauspflanzen gestattet die frühzeitige Aussage zur PPV-Resistenz und gibt gleichzeitig einen Hinweis zum wahrscheinlichen Verhalten der Genotypen im Freiland im Falle eines hohen natürlichen Infektionsdruckes. Mit ausgewählten Genotypen folgen weitere Untersuchungen im Gewächshaus und Freiland unter Verwendung serologischer Methoden (ELISA, TPIB) und der PCR, um Kenntnisse zur Virusverteilung im Gehölz zu gewinnen. Hinzu kommt die Testung interessanter Exemplare mit verschiedenen, molekularbiologisch definierten Virusisolaten und unterschiedlichen Methoden der Virusübertragung. In Einzelfällen sind die Eltern resistenter Genotypen zu ermitteln und diese ebenfalls einer Testung zu unterziehen. Letzteres könnte Aussagen zur Vererbung der Scharka-Resistenz liefern. Die zusätzliche Ermittlung der Vektorresistenz gestattet eine umfassende Charakterisierung des Resistenzverhaltens von Pflaumengenotypen sowie die Ableitung züchterischer und anbauseitiger Empfehlungen.
Modelle der WSL zeigen, welche Landschaften in der Schweiz besonders reich an Farn- und Blütenpflanzen sind und welche Einflussgrössen deren Artenvielfalt bestimmen. Die Arbeiten liefern Grundlagen, damit wir die biologische Vielfalt in der Schweiz besser verstehen, schützen und fördern können. Die biologische Vielfalt umfasst alle Tier- und Pflanzenarten, die genetische Vielfalt ihrer Individuen sowie die Vielfalt der Lebensräume. Die biologische Vielfalt der Schweiz ist gross: Wissenschaftler schätzen, dass es hierzulande rund 50 000 Tier- und Pflanzenarten gibt1. Die Schweiz hat sich 1992 mit der Unterzeichnung der Biodiversitätskonvention von Rio verpflichtet, diese Vielfalt zu überwachen, zu erhalten und zu fördern. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) überwacht seit 2001 die biologische Vielfalt der Schweiz mit dem Biodiversitätsmonitoring (BDM). Da es unmöglich ist, die ganze Vielfalt zu erfassen, konzentriert sich das BDM auf Kennzahlen, die wichtige Aspekte der Vielfalt repräsentieren. Diese Kennzahlen zeigen, ob die biologische Vielfalt wächst oder schrumpft. Eine dieser Kennzahlen erfasst die Artenvielfalt an Farn- und Blütenpflanzen (Gefässpflanzen) in verschiedenen Landschaften (Koordinationsstelle Biodiversitätsmonitoring Schweiz (2006) Zustand der Biodiversität in der Schweiz. Umwelt-Zustand Nr. 0604. Bundesamt für Umwelt, Bern. ). Modelle der WSL liefern Karten der Pflanzenvielfalt in der Schweiz: Auf rund 500 Probeflächen, die regelmässig über die ganze Schweiz verteilt sind, erfasst das BDM die Artenvielfalt an Gefässpflanzen in der Landschaft. Trotz der grossen Anzahl liefern die Probeflächen nur punktuelle Informationen. Die WSL hat deshalb die Artenzahlen des BDM verwendet, um die Artenvielfalt für die gesamte Schweiz zu modellieren. Mit Hilfe dieser Modelle kann die Pflanzenvielfalt flächendeckend vorhergesagt werden.
Obwohl Lawinenbahnen nur einen relativ kleinen Anteil an der Landschaft haben, beeinflussen sie die Vielfalt und Dynamik von Gebirgslandschaften. Weil die Zahl der Lawinenverbauungen in den vergangenen Jahrzehnten deutlich zugenommen hat, ist zu befürchten, dass das Unterdrücken von Lawinen die Strukturen von Gebirgslandschaften in den Europäischen Alpen stark verändern kann. In einem Projekt der Eidg. Forschungsanstalt WSL wurde über mehrere Jahre die Wirkung von Lawinen auf beziehungsweise die Bedeutung ausbleibender Lawinen für die Biodiversität, die Waldstrukturen und die Landschaftsmuster untersucht. Die Zerstörungskraft der Lawinen weist für die Natur auch positive Aspekte auf. Sie schafft Standortbedingungen, die einer ganzen Reihe von Pflanzen überhaupt erst das Überleben ermöglichen. Grosse, dominierende Bäume werden von Lawinen umgeknickt. Als Folge erreicht in Lawinenzügen viel mehr Licht den Boden als im angrenzenden Wald. Auch Wasser und Nährstoffe sind reichlicher vorhanden. Und die mechanische Belastung durch die Lawinen ist für kleine Pflanzen gering: Die Schneedecke schützt sie, oder sie sind (noch) elastisch genug, um sich den Schneemassen zu beugen. Je häufiger in einem Lawinenzug die Lawinen niedergehen, desto artenreicher und diverser ist die Vegetation. Lawinenzüge, in denen jährlich Lawinen zu Tale stürzen, beherbergen rund dreimal mehr Arten als der angrenzende Wald. Erstaunlicherweise profitieren nicht nur Pionierpflanzen. Diese sind nur dann stark vertreten, wenn in den letzten Jahren Wald zerstört wurde. In den anderen Lawinenzügen fühlen sich konkurrenzstarke, mehrjährige Pflanzen wohl. Das zeigt, dass trotz häufiger Störungen relativ stabile Verhältnisse herrschen. Da die mechanische Belastung im Zentrum der Lawinenzüge größer ist, da kleinere Niedergänge nicht den ganzen Lawinenzug betreffen und da an den einen Stellen Schnee mitgerissen, an anderen abgelagert wird, herrschen auf engem Raum unterschiedlichste Umweltbedingungen. Die bio logische Vielfalt ist entsprechend groß. Viele verschiedene Arten und Gesellschaften finden passende Lebensbedingungen: die typische Lawinenpflanze gibt es nicht. Die Anzahl Pflanzenarten in verbauten und unverbauten Lawinenzügen ist zwar gleich groß, hingegen unterscheidet sich deren Artenzusammensetzung: In verbauten Lawinenzügen deuten die ökologischen Zeigerwerte der Pflanzen auf eine geringere Vielfalt von Kleinlebensräumen hin. Zudem ist die Anzahl alpiner Arten dort kleiner als in unverbauten Lawinenzügen. Die Unterdrückung von Lawinen beeinflusst zudem die Landschaftsstruktur. Ein Vergleich zwischen den Jahren 1950 und 2000 in der Landschaft Davos zeigt, dass der Wald ohne Lawinen zunimmt und die Waldstruktur homogener wird. Dies dürfte einerseits auf die veränderte Landnutzung, andererseits auch auf die veränderte Lawinenaktivität zurückzuführen sein. In Zukunft werden offene Waldhabitate in Bergregionen durch Klimaerwärmung und Nutzungswandel vermutlich weiter zurückgehen.
Ziel des im Aufbau befindlichen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen fuer eine nachhaltige Sicherung und Entwicklung der Restbestaende hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen (Verband Cnidion) am hessischen Oberrhein. Hierbei sollen praxisnahe Verfahren zur Renaturierung und zukuenftigen Nutzung von artenreichem Stromtalgruenland entwickelt werden. Die Basis hierfuer bilden folgende Untersuchungsschwerpunkte: - Analyse der bisherigen Renaturierungs- und Pflegepraxis hinsichtlich ihrer Effizienz fuer den Arten- und Phytocoenosenschutz, - Erhebung von Daten zur Autoekologie und Populationsbiologie wertbestimmender Pflanzenarten der Stromtalwiesen (u.a. Untersuchungen zur Standortbindung, zum Diasporenvorrat im Boden sowie zum Keimungs- und Etablierungsverhalten), - Erprobung von Renaturierungsverfahren zur gezielten Wiederansiedlung und Ausbreitung von seltenen Stromtalarten durch die Aufbringung von diasporenhaltigem Maehgut aus artenreichen Altbestaenden, - Entwicklung praxisnaher Konzepte fuer die zukuenftige Nutzung artenreicher Stromtalwiesen. Die durchgefuehrten Untersuchungen sollen neben bislang fehlenden Grundlageninformationen zur Syn-, Aut- und Populationsoekologie hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen vor allem praktische Anleitungen fuer das zukuenftige Renaturierungs-, Pflege- und Entwicklungsmanagement in grossen Stromauen liefern.
Our research project aims to combat wind erosion and desertification on the Tibetan Plateau. A new approach is applied - using native plants and associated symbiotic fungi - to improve the natural environment and, concomitant, human health. The field work is carried out by Swiss researchers in Darchen in collaboration with the Tibetan Medical and Astro Institute Mt. Kailash and the Institute of Mountain Hazards and Environment (IMHE, CAS) in Chengdu. Experimental wind tunnel investigations are conducted in Davos (WSL/SLF).
Viele Prozesse, die an der Verbreitung von Pflanzenarten und der Funktion von Ökosystemen beteiligt sind, finden unter der Erde statt. Da sich jedoch die meisten Studien mit oberirdischen Pflanzenmerkmalen auseinandersetzten, wurden die unterirdischen Merkmale bislang weitestgehend ignoriert. Die Biodiversitätsforschung bedarf demnach noch großer Mengen an Wurzeldaten vieler Pflanzenarten. Deshalb möchten wir Wurzelmerkmale und Daten über Pilzendophyten für die ca. 350 Blütenpflanzen, die in den 150 experimentellen Grasslandflächen (EPs) der Biodiversitätsexploratorien vorkommen, aufnehmen. In mehreren Experimenten sollen Pflanzen dieser Arten kultiviert und Daten zu Wurzelmorphologie, Plastizität der Wurzelmorphologie (in Abhängigkeit von Düngerzugabe), Aufnahmekapazität von Stickstoff in unterschiedlicher Form sowie Infektion durch Pilzendophyten bestimmt werden. Wir möchten die so erhobenen Daten gemeinsam mit anderen Daten aus den Biodiversitätsexploratorien nutzen, um zu untersuchen, inwieweit das Auftreten und die Abundanz der betrachteten Arten durch ihre Wurzelmerkmale bestimmt werden. Dabei interessiert uns der Zusammenhang der Wurzelmerkmale mit Umweltfaktoren wie der Landnutzung und die Frage, inwieweit die unterirdische Merkmalsdiversität mit der oberidischen Merkmalsdiversität und den Ökosystemfunktionen zusammenhängt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1971 |
| Europa | 39 |
| Kommune | 22 |
| Land | 210 |
| Wirtschaft | 8 |
| Wissenschaft | 1009 |
| Zivilgesellschaft | 63 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 1958 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 3 |
| Offen | 1968 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1855 |
| Englisch | 395 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 6 |
| Bild | 1 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 35 |
| Keine | 1535 |
| Webseite | 429 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1521 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1973 |
| Luft | 932 |
| Mensch und Umwelt | 1966 |
| Wasser | 890 |
| Weitere | 1945 |