We study the effects of plants and root-associated fungi on wind erosion within the alpine environment of Tibet. China is one of the countries most affected by desertification processes and Tibet, in particular, a key region in desertification combat. The presented project focuses on the Barkha Plain surrounded by Mount Kailash and the Lake of Manasarovar (Ngari Prefecture). This Western Tibet region experienced little scientific attention but, nowadays, faces rapidly increasing touristic activities and expanding local settlements associated with socio-economic changes that are serious threats to the delicate ecological balance and potential triggers of desertification. It exists almost unanimous agreement that revegetation is the most efficient and promising strategy to combat wind erosion and desertification in the long term. However, re-colonising success is often poor, mainly under extreme environmental conditions. Compared to conventional practices, the approach of the presented project attains better accordance with natural succession processes and promises acceleration of both plant and soil development and, conclusively, more efficient desertification control. The project assesses the potential of native plants and symbiotic fungi to control wind erosion and desertification processes. It aims to identify key plants and fungi that increase soil aggregate stability and efficiently drive succession into a natural and self-maintaining cycle of the ecosystem. Furthermore, it provides crucial information for implementing environmentally compatible and cost-effective measures to protect high-elevation ecosystems against desertification. Within three successional stages (early, intermediate, late), field investigations are performed on the basis of Modified-Whittaker plots. Classic methods of vegetation analysis and myco-sociology are combined with analysis of distribution patterns at different scales (patchiness, connectivity). Comprehensive soil analysis is performed comprising grain size distribution, aggregate stability, pH as well as water and nutrient contents. Additionally, important parameters of wind erosion are measured concurrently and continuously to assess their magnitude and variability with respect to vegetation and soil at different levels of development. The parameters addressed, include sediment transport, air temperature, radiation, precipitation, relative humidity as well as speed and direction of wind. Surface moisture is recorded periodically and roughness described. Species and environmental parameters are checked for spatial correlation. Cutting edge technologies are applied in laboratory work, comprising molecular methods for fungal species identification and micro-tomography to analyse soil structure. Furthermore, successfully cultivated fungi and plants are subject of synthesis experiments and industrial propagation in view of practical implementation in restoration measures.
Entrepreneurial solutions as well as ICT play a critical role in achieving sustainability. We thus develop an inter- and transdisciplinary project that focusses on Yields of Evocative Entrepreneurial approaches on Environment and Society (YEEES). We especially elaborate on the resilience of cities and peri-urban areas, while focusing challenges in the fields of urban agriculture and mobility. Our project connects the universities of Lüneburg and Oldenburg with the universities in South Africa (NMMU), Namibia (UNAM) and Mosambique (UPM) via implementing two interconnected centers seen as international networks where the above mentioned topics will be addressed in Research and Teaching: The YEEES Research Center and the YEEES Training Center. The YEEES Research Center aims at being a long-term, visible and renowned network of German and African researchers from a variety of disciplines. Four research groups, focusing on 'Innovation', 'Imovation', 'ICT' and 'Education' are connected via a common goal: Delivering excellent and relevant research results that contribute to the global challenge of ensuring sustainability by focusing on innovative and imovative sustainable entrepreneurial approaches using ICT. The YEEES Training Center consists of four units: The Lecturing Hub, the Postgraduate Trainings, the Continuing Training, and the Scholarships. As an international, trans- and interdisciplinary network of relevant lecturers, researchers, practitioners and students, the center aims at becoming an internationally renowned center that connects Germany and Africa by developing and implementing innovative teaching based on state of the art research in the fields of Entrepreneurship, Sustainability and ICT. The YEEES project will foster the development of innovative entrepreneurial approaches, as e.g. the founding of sustainability start-ups and organisations in the respective fields. Our work further more supports the development of skills and mindsets that lead to entrepreneurial behavior in a way that future change agents identify and exploit opportunities for creative and innovative or 'imovative' solutions. We also contribute to a broad and strong German-African cooperation in various ways. That allows mind changing experiences, which on short and long term perspective enable people to contribute to sustainable change.
Wie das jüngste dürrebedingte Waldsterben und der Waldwachstumsrückgang in Europa und auf der ganzen Welt zeigen, hat der Klimawandel verheerende Auswirkungen auf die Waldökosysteme. Daher werden dringend neue Strategien zur Stabilisierung bestehender Wälder benötigt. Eine zentrale Herausforderung für die Waldbewirtschaftung besteht darin, dass die meisten Vorhersagen zur Abschätzung des Trockenstresses in Wäldern auf vereinfachten Ansätzen auf der Bestandsebene beruhen, wodurch verschiedene potenziell wichtige unterirdische Prozesse vernachlässigt werden. In diesem Projekt werden die Auswirkungen zweier solcher unterirdischer Prozesse—(i) die Dynamik des tiefen Wassers und (ii) die Artenmischung—auf die Widerstandsfähigkeit von Waldökosystemen gegenüber Wasserstress mit Hilfe eines gekoppelten ökohydrologisch-pflanzenhydraulischen Modells untersucht, das durch Felddaten zu stabilen Wasserisotopen, Wasserstress der Bäume und Saftfluss, die in diesem Projekt gesammelt wurden, sowie durch Synergien mit laufenden Projekten aus Deutschland und Frankreich ergänzt wird. Die Innovation dieses gekoppelten Modells besteht darin, dass der Schwerpunkt auf trockenheitsbedingten Prozessen in den Pflanzen und im Boden liegt. Das Projekt besteht aus vier Arbeitspaketen (APs), die von vier Arbeitsgruppen (zwei in Deutschland und zwei in Frankreich) geleitet werden. Das erste AP wird stabile Wasserisotopenmessungen nutzen, um unterirdische Prozesse im Feld zu untersuchen. Diese Messungen werden zur Information und Validierung der Berechnungsmodelle verwendet, die im zweiten und dritten Arbeitspaket entwickelt werden. Darüber hinaus werden Daten, die im Rahmen laufender Forschungsprojekte gesammelt wurden, für die Modellierung herangezogen. Das zweite AP wird ein ökohydrologisches und ein pflanzenhydraulisches Modell miteinander koppeln, um die topographischen Einflüsse auf das tiefe Wasser in einer räumlich verteilten Weise zu untersuchen. Das dritte AP wird ein pflanzenhydraulisches Multispeziesmodell entwickeln, um die Auswirkungen der Artenmischung auf die Widerstandsfähigkeit der Wälder gegen Trockenheit zu untersuchen. Schließlich wird das vierte AP eine detaillierte modellgestützte Fallstudie in den Vogesen, Frankreich, durchführen, wo sowohl topografische Einflüsse als auch interindividueller Wettbewerb eine wichtige Rolle für die Muster der Baumsterblichkeit spielen dürften. Das Projekt wird wertvolle Einblicke in zwei bisher wenig erforschte Komponenten der Widerstandsfähigkeit von Wäldern gegen Trockenheit liefern und mit dem gekoppelten ökohydrologisch-pflanzenhydraulischen Modell ein neuartiges Instrument für zukünftige Trockenheitsstudien bereitstellen. Außerdem erwarten wir, dass dieses Projekt die Zusammenarbeit zwischen den französischen und deutschen Gruppen stärkt, was zu künftigen gemeinsamen Forschungsanstrengungen führen soll.
Boden und Vegetation endemischer Arganbestände in Marokko werden durch Expansion und Intensivierung der Agrarwirtschaft sowie Überweidung zunehmend degradiert. Überschirmte Flächen nehmen ab, unbedeckte Flächenanteile zwischen den Arganien nehmen zu. Infolge verminderter Infiltration steigen Oberflächenabfluss- und Bodenabtragsraten stark an. Auf den degradierten Böden kann sich nur lückenhafter Unterwuchs (Krautige und Gras) und kein Jungwuchs mehr ausbilden. Durch Untersuchungen verschieden stark degradierter Arganbestände werden in diesem Vorhaben Grenzwerte herausgearbeitet, ab denen bodenerodierende Prozesse initiiert werden, sowie solche, ab denen von einer Dynamisierung der Prozesse, insbesondere Rinnen- und Gully-Erosion, auszugehen ist. Dazu werden in drei Testgebieten im Hohen und Anti-Atlas eingezäunte Aufforstungsflächen mit ungeschützten Flächen auf verschiedenen Hangneigungen verglichen. Die Entwicklung der Bestandsdichten wird mit hochauflösenden CORONA-Satellitenbildern aus dem Jahr 1968 und großmaßstäbigen Luftbildern von 2017/18 quantifiziert, welche mit unbemannten Fluggeräten (UAVs) aufgenommen werden. Die Wuchsform der Bäume wird mit Structure from Motion (SfM)-Verfahren (3D-Modelle aus Multikopter-Aufnahmen) dokumentiert und klassifiziert. Untersuchungen zur Korngrößenverteilung, Aggregatstabilität, organischen Bodensubstanz und Bodennährstoffen sollen hypothesengeleitet den - mit steigendem Abstand der Bäume - sinkenden Einfluss der baumüberschirmten Fläche auf die erweiterten Zwischenbaumflächen aufzeigen. Mit Beregnungsversuchen und Infiltrationsmessungen werden Erodibilität und Infiltrationsvermögen der Zwischenbaumflächen in verschiedenen Degradationsstadien untersucht. Der Sedimentaustrag aus linearen Erosionsformen wird durch ein SfM-Monitoring mittels 3D-Modellen quantifiziert. Steinbedeckung und Viehwege lassen sich aus den selbst erstellten Luftbildern ermitteln. Viehzählungen und Interviews mit Schlüsselinformanten ergänzen die Kenntnisse über den Beweidungsdruck durch Schafe und Ziegen auf die Arganbestände. Anhand der Untersuchungen zur Degradation von Bestandsdichten, Zwischenbaum- und baumüberschirmten Flächen können die Arganbestände in mit Werten unterfütterte Stabilitätsklassen unterteilt werden. Die durch das Multi-Methoden-Konzept erarbeiteten Grenzwerte zeigen die Dynamisierung der Bodenerosionsprozesse unter Arganbeständen und belegen, dass bestimmte Erosionsprozesse verschiedenen Degradationszuständen der Fläche sowie unterschiedlichen Bestandsdichten zugeordnet werden können. Dies ist eine notwendige Voraussetzung für die nachhaltige Bewirtschaftung der Arganbestandsflächen.
Seaweeds are key species of the Baltic Sea benthic ecosystems. They are the substratum of numerous fouling epibionts like bryozoans and tubeworms. Several of these epibionts bear calcified structures and could be impacted by the high pCO2 events of the late summer upwellings in the Baltic nearshores. Those events are expected to increase in strength and duration with global change and ocean acidification. If calcifying epibionts are impacted by transient acidification as driven by upwelling events, their increasing prevalence could cause a shift of the fouling communities toward fleshy species. The aim of the present study was to test the sensitivity of selected seaweed macrofoulers to transient elevation of pCO2 in their natural microenvironment, i.e. the boundary layer covering the thallus surface of brown seaweeds. Fragments of the macroalga Fucus serratus bearing an epibiotic community composed of the calcifiers Spirorbis spirorbis (Annelida) and Electra pilosa (Bryozoa) and the non-calcifier Alcyonidium hirsutum (Bryozoa) were maintained for 30 days under three pCO2 conditions: natural 460±59 µatm, present-day upwelling1193±166 µatm and future upwelling 3150±446 µatm. Only the highest pCO2 caused a significant reduction of growth rates and settlement of S. spirorbis individuals. Additionally, S. spirorbis settled juveniles exhibited enhanced calcification of 40% during daylight hours compared to dark hours, possibly reflecting a day-night alternation of an acidification-modulating effect by algal photosynthesis as opposed to an acidification-enhancing effect of algal respiration. E. pilosa colonies showed significantly increased growth rates at intermediate pCO2 (1193 µatm) but no response to higher pCO2. No effect of acidification on A. hirsutum colonies growth rates was observed. The results suggest a remarkable resistance of the algal macro-epibionts to levels of acidification occurring at present day upwellings in the Baltic. Only extreme future upwelling conditions impacted the tubeworm S. spirorbis, but not the bryozoans.
Das Hauptziel dieses Vorschlags ist die Entwicklung biotechnologisch-modifizierte bakterieller Koazervate (EBCs) als neuartiges Hybridmaterial mit adaptiven Eigenschaften. In dieser Arbeit schlagen wir die Etablierung von EBCs als innovative Plattformen für die mikrobielle Biotechnologie vor, bei denen die Funktionalität von Bakterien durch ihre Interaktion mit Koazervaten verbessert wird. Einerseits fungieren die Koazervate als membranlose Käfige für die Lokalisierung von Bakterien in einem begrenzten Raum und ermöglichen eine kontrollierte Aufnahme und Freisetzung von Metaboliten. Andererseits werden die eingekapselten lebenden Bakterien den Protozellen einzigartige Eigenschaften verleihen, die sich durch gentechnische Eingriffe fein abstimmen lassen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Forschungsvorschlag in drei Hauptziele unterteilt. Zunächst wollen wir eine Toolbox von EBCs mit verschiedenen Bakterien aufbauen. Insbesondere werden wir die Verkapselung biotechnologisch relevanter Bakterien in Koazervaten, die Lebensfähigkeit und die Stoffwechselaktivität der eingebetteten Bakterien sowie die Stabilisierung und Resistenz von EBCs über die Zeit und unter verschiedenen Bedingungen untersuchen. Zweitens wollen wir die Interaktion von EBCs mit ihrer Umgebung und ihr adaptives Verhalten untersuchen. Genauer gesagt werden metabolisch aktive EBCs auf die spezifische Induktion ausgewählter bakterieller Aktivitäten innerhalb der Koazervate getestet, was zu einer Manipulation der EBC-Funktionalität durch externe Stimuli führt. Außerdem soll die Interaktion zwischen verschiedenen stoffwechselaktiven EBCs untersucht werden. In diesem Zusammenhang werden wir untersuchen, ob Bakterien in einzelnen Koazervaten Metaboliten oder Signalmoleküle mit Bakterien in anderen Koazervaten austauschen können. Schließlich wollen wir die gegenseitige Interaktion von Bakterien und Koazervaten innerhalb der EBCs untersuchen. Insbesondere werden wir untersuchen, ob die künstliche Ansammlung von Bakterien in einem definierten Raum die gleichen Schutzeigenschaften gegen widrige Bedingungen bietet, wie es die Bildung eines Biofilms tun würde. Gleichzeitig werden wir die Rolle der Biofilmbildung in den Koazervaten und die Auswirkungen auf die Stabilität der Koazervate untersuchen. Insgesamt werden wir ein adaptives und selbstregulierendes Verhalten von EBCs erreichen, bei dem Koazervate und Bakterien ihre Eigenschaften auf der Grundlage externer Stimuli gegenseitig beeinflussen können. Wir wollen die Anwendbarkeit von EBCs in verschiedenen Prozessen wie der Fermentation oder der Behandlung von toxischen Abwässern testen.
Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.
Die Berliner Wälder und Forsten sind aufgrund ihrer vielfältigen Funktionen einem starken Nutzungsdruck ausgesetzt. Dabei steht die Bedeutung des Waldes für die Erholung an erster Stelle. Der Wald erfüllt Schutz- und Ausgleichsfunktionen für Wasser, Boden und Klima und ist Lebensraum für Tiere und Pflanzen. In Berlin spielt die wirtschaftliche Bedeutung des Waldes eine nachgeordnete Rolle. Fast 20 % des Berliner Stadtgebietes sind mit Wald bedeckt. Damit verfügt Berlin im Vergleich zu Hamburg und München, die einen Waldanteil von 5,7 bzw. 5,1 % aufweisen, über einen sehr hohen Anteil an Wald. Wald ist ein komplexes, ökologisches System, dessen Wirkungszusammenhänge bis heute nur unzureichend bekannt sind. Abhängig von den vorherrschenden Boden- und Klimaverhältnissen bilden sich die entsprechenden Kraut- und Strauchschichten sowie eine entsprechende Fauna aus. Die Wälder in Berlin sind nahezu vollständig künstlich begründet. Die Flächen sind geprägt durch eine mehrhundertjährige forstliche Bewirtschaftung und die Funktionen, die der ballungsraumnahe Wald heute erfüllt. In Abhängigkeit von Bestockungszuständen und Maßnahmen haben sie sich im Laufe des letzten Jahrhunderts sehr unterschiedlich entwickelt. Auf einem überwiegenden Teil der Flächen finden sich noch Reinbestände, in vielen Fällen hat sich jedoch durch die entsprechenden Pflegemaßnahmen wieder ein der naturnahen Vegetation sich nähernder Zustand entwickelt. Der Karte 05.02 (Vegetation) sind die auf den heutigen Standortverhältnissen vorkommenden natürlichen Waldgesellschaften zu entnehmen. Die vorliegende Forstbetriebskarte gibt dagegen den aktuellen Zustand des Waldes wieder. Mit der Verabschiedung des Landeswaldgesetzes (LWaldG) 1979 wurde die gesamte Waldfläche des damaligen West-Berlin zum Schutz- und Erholungswald erklärt, die Erholungsfunktion erhielt Vorrang vor der Holzproduktion. Damit hat Berlin einen in der Bundesrepublik einmaligen Weg eingeschlagen, der der besonderen Situation der damals noch von einer Mauer umgebenen Stadt Rechnung trug. Im damaligen Ost-Berlin waren die Vorgaben für die forstwirtschaftliche Nutzung des Waldes zwar strenger. Auch hier wurde jedoch entgegen den im übrigen Gebiet der DDR üblichen Verfahren mit verringerten Kahlschlagsgrößen und Nutzungsmengen gearbeitet. Seit der Vereinigung der beiden Forstverwaltungen 1990 gilt das Landeswaldgesetz für die gesamte Stadt. Das Ziel der naturnahen und standortgerechten Waldbewirtschaftung wurde in den neuen Waldbaurichtlinien von 1992 konkretisiert. Erklärtes Ziel dieser Waldbaurichtlinien ist es, den Berliner Wald nach und nach auf der gesamten Fläche zu einem naturnahen Wald aus standortgerechten, naturraumtypischen heimischen Baum- und Straucharten zu entwickeln. Damit wurde die nachhaltige Forstwirtschaft um wesentliche Aspekte des Natur- und Artenschutzes sowie der Natürlichkeit und des Strukturreichtums erweitert. Gesundheitszustand des Waldes Seit Mitte der achtziger Jahre wurden Entwicklungsprozesse offenbar, die für die langfristige Stabilität von Wäldern als ernsthafte Bedrohung erkannt wurden. Sich im Bestand und Boden akkumulierende Immissionen insbesondere von Schwefeldioxid (SO 2 ) und Stickoxide (NO x ) führten zu Bodenversauerung, Nadelschädigungen und zum großflächigen Absterben gefährdeter Waldbestände. Die komplexen Sachverhalte und Zusammenhänge erlangten unter der Überschrift „Waldsterben“ globale Aufmerksamkeit. Die Waldzustandserhebung dokumentiert die Waldgesundheit in einem bundesweit einheitlichen Verfahren. In Berlin wird die Waldzustandsentwicklung seit 1991 in einem einheitlichen Stichprobennetz beobachtet. Die Netzdichte variierte in den einzelnen Aufnahmejahren, seit 2001 wird der Kronenzustand der Waldbäume im 2 km x 2 km Netz an gegenwärtig 41 Stichprobenpunkten in den Landesgrenzen Berlins aufgenommen. Obwohl die Emissionen besonders kritischer Substanzen wie Schwefeloxide seit damals drastisch zurückgegangen sind, spielen für den Zustand der Wälder der historische und auch der aktuelle Schadstoffeintrag in die Ökosysteme nach wie vor eine wichtige Rolle. Die Stickstoffeinträge liegen immer noch über den kritischen Eintragsraten und zeigen weiterhin steigende Tendenz. Damit wird die Bodenversauerung weiter angetrieben und wichtige Nährelemente wie Kalzium und Magnesium mit dem Sickerwasser aus den Böden ausgewaschen. Dies spielt auf den überwiegend basenarmen Standorten der Berliner Forsten eine wichtige Rolle. Daneben führt der Stickstoffeintrag zu einer Veränderung der Bodenflora mit einer Zunahme stickstoffliebender Pflanzen. Auch klimatische Veränderungen haben einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Gesundheitszustand des Waldes. Konkrete Aussagen über die Reaktion bestimmter Baumarten z. B. bei sich verändernden Niederschlagswerten und –verteilung sind zwar nur schwer zu treffen. Ziemlich sicher kann jedoch davon ausgegangen werden, dass das Risiko von Witterungsextremen mit der Klimaerwärmung zunimmt. Die damit steigenden Risiken der Forstwirtschaft müssen durch Sorgfalt bei der Baumartenwahl, der Auswahl geeigneter Herkünfte, Prüfung der Standorteignung und Pflege der Waldbestände zum Aufbau vitaler, stresstoleranter Wälder berücksichtigt werden. Daraus abgeleitet folgen Berliner Forsten weiterhin dem Konzept, möglichst naturnahe und struktur- und artenreiche Waldbestände aus heimischen Baum- und Straucharten zu entwickeln, die eine hohe Widerstandsfähigkeit (Resilienz) gegenüber Umweltveränderungen zeigen. Der Erhaltung und Mehrung der Humusvorräte zur Steigerung der Speicherkapazität der Waldböden sowohl für Wasser als auch Nährstoffe kommt dabei in unserer Region große Bedeutung zu. Die bisherigen Fortschritte zur Reduzierung der Fremdstoffbelastung und zum Klimaschutz sind zur nachhaltigen Stabilisierung der Waldökosysteme in der Region bisher nicht ausreichend. Schwerpunkte für den Immissionsschutz müssen aus Sicht der Forstwirtschaft die Reduzierung der Stickstoff-Emissionen aus landwirtschaftlichen Quellen in Brandenburg und die Reduzierung der Emissionen von Vorläufersubstanzen der Ozonbildung vor allem aus verkehrsbedingten Emissionen sein. Hierbei hat der Ballungsraum Berlin besondere Verantwortung. Entwicklungsgeschichte der Berliner Wälder vor dem 2. Weltkrieg Vor der Besiedlung im 12. Jahrhundert war das Gebiet des heutigen Berlins weitgehend mit Wald bedeckt. Die vorherrschenden Waldtypen waren Eichen-Hainbuchenwälder auf den lehmigen Böden der Hochflächen (Teltow, Barnim, Nauener Hochfläche) und die Kiefern-Eichenwälder auf Tal- und Hochflächensanden des Urstromtals und des Grunewalds. Auf grundwasserfernen Standorten war der Kiefern-Eichenwald als Traubeneichen-Kiefernwald, auf grund-wassernahen als Stieleichen-Buchenwald und Stieleichen-Birkenwald mit Kiefernanteil ausgeprägt. Der Kiefernanteil blieb in den ursprünglichen Kiefern-Eichenwäldern jedoch meist unter 50 %, so dass Laubbäume vorherrschten. In den Flusstälern und den Überschwemmungsgebieten wuchsen Ulmen-Auenwälder und grundwassernahe Eichen-Hainbuchenwälder. Unterbrochen wurde die Waldlandschaft nur von einigen Mooren sowie Wasserflächen. Vor der Besiedlung hatten die Eichen-Hainbuchenwälder und die Kiefern-Eichenwälder einen Anteil von je ca. 45 % an der Waldfläche, wobei nur 9 % auf reine Kiefernbestände entfielen. 10 % der Fläche nahmen die Wälder der feuchten bis nassen Standorte ein. Die früheste großflächige Nutzung des Waldes war die Waldweide. Das Vieh wurde in den Wald getrieben und ernährte sich von Laub, Rinde und Früchten sowie Keimlingen des Jungwuchses. Dies bewirkte die Auflichtung des Waldes, d.h. es wuchsen weniger junge Bäume nach. Die Folge war eine veränderte Artenzusammensetzung und die Ausbildung gleichaltriger Bestände. Die Besiedlung und Urbarmachung des Landes und damit die Rodung des Waldes begannen auf den fruchtbarsten Böden, die in Ackerland umgewandelt wurden. So wurden die Eichen-Hainbuchenwälder auf den lehmigen Böden zuerst verdrängt. Durch die im 19. Jahrhundert einsetzende starke Siedlungsentwicklung wurden später auch fruchtbare Ackerflächen überbaut. Weitere Waldflächen wurden gerodet, so dass der Wald nur auf den ärmsten Böden, den Kiefern- und Eichenwaldstandorten, erhalten blieb und sich somit die Dominanz der Kiefer und Eiche verstärkte. Nicht nur die direkte Inanspruchnahme des Bodens bewirkte einen ständigen Waldrückgang; mit der steigenden Bevölkerungszahl stieg auch der Bedarf an Holz als Rohstoff und Energieträger. Durch Misswirtschaft entstand bald ein Mangel in der Holzversorgung, so dass diese bereits um 1700 ersten gesetzlichen Regelungen unterworfen wurde. Die Eiche wurde in den Berliner Wäldern mehr und mehr zugunsten der Kiefer zurückgedrängt, da diese auf den durch Waldweide stark beeinträchtigten Böden besser wuchs und die Eiche als Viehfutter nicht mehr interessant war. Seit Beginn des 19. Jahrhunderts war die Hauptursache der wachsenden Verluste an Waldflächen die Spekulation mit Bauland. So beschloss der Berliner Magistrat 1823 trotz heftiger Proteste der Bürgerschaft, die Cöllnische Heide abzuholzen. Um 1875 verfügte die Stadt Berlin über keinen öffentlichen Waldbesitz mehr. 1890 bestand der Grunewald nahezu vollständig aus Kiefernmonokulturen. Um die Jahrhundertwende begann die staatliche Forstverwaltung, große Waldflächen des Grunewalds (bis 1909 insgesamt 1.800 ha) an Bauspekulanten zu verkaufen (vgl. SenStadtUm 1991). Im Rahmen des Landankaufs zur großflächigen Anlage von Rieselfeldern erwarb die Stadt die Reviere Buch (1898) und Gorin (1909). Zur Sicherstellung der Trinkwasserversorgung der wachsenden Bevölkerung kam 1910/11 die Wuhlheide hinzu. 1911 schlossen sich Berlin und die umliegenden Gemeinden zum Zweckverband für Groß-Berlin zusammen. Wesentliche Anliegen waren u.a. der Erwerb und die Erhaltung größerer von Bebauung freizuhaltender Flächen. 1915 wurde zwischen dem Königlich-Preußischen Staat und dem Zweckverband Groß-Berlin der “Dauerwaldkaufvertrag” abgeschlossen. Der Zweckverband erwarb große Teile der Förstereien Grunewald, Tegel, Köpenick, Grünau und Potsdam vom preußischen Staat (ca. 10.000 ha). In diesem Vertrag verpflichtete sich der Zweckverband, die erworbenen Waldflächen nicht zu bebauen oder weiterzuverkaufen, sondern auf Dauer für die Bürger als Naherholungsfläche zu erhalten. Um auch den Einwohnern des dichtbesiedelten Industriebezirks Wedding nach Norden Erholungsmöglichkeiten zu bieten, kaufte die Stadt das Waldgebiet Lanke hinzu. Durch die Gründung von Groß-Berlin im Jahre 1920 gingen die Gemeindewälder von Spandau, Köpenick sowie die Waldungen Wansdorf, Carolinenhöhe und Tasdorf aus Rieselgütern in den Besitz der Stadt über. Erst nach der Inflation konnte Berlin im Jahre 1928 weitere kleinere Waldgebiete erwerben (z.B. Gut Düppel und Neu-Kladow). Der letzte größere Ankauf erfolgte 1937 mit dem an Tegel grenzenden Waldbesitz Stolpe. Der Waldbesitz der Stadt Berlin umfasste vor Beginn des Zweiten Weltkriegs 25.480 ha. Dieser lag sowohl innerhalb als auch außerhalb der Stadtgrenzen (vgl. Abb. 1). Im Verlauf des Zweiten Weltkriegs wurden die Berliner Wälder stark geschädigt. Zwischen 1937 und 1944 wurde mehr als doppelt so viel Holz “zur verstärkten Rohstoffdeckung” in Berlin geschlagen, wie nach forstlicher Planung nachhaltig zu erbringen war, statt 71.000 Festmeter pro Jahr (fm/a) nun 150.000 fm/a. Gleichzeitig wurde die Anlage neuer Kulturen vernachlässigt und somit das Prinzip der Nachhaltigkeit außer Kraft gesetzt (vgl. SenStadtUm 1995a). Dieser systematische Raubbau steigerte sich noch in den letzten beiden Kriegsjahren: Zur Verteidigung gegen das Vorrücken der Alliierten wurden eine große Anzahl von Bäumen wahllos von der Wehrmacht gefällt und große Verwüstungen hinterlassen. Aber auch der starke Diebstahl von Brennholz durch die Wehrmacht und die Bevölkerung setzte dem Wald arg zu (570.000 fm in den Jahren 1945/46). Mit dem Ende des Zweiten Weltkriegs begann eine Periode der unterschiedlichen Entwicklung der Wälder im Ost- und Westteil der Stadt sowie in den außerhalb der Stadt gelegenen Revieren. West-Berlin nach dem 2. Weltkrieg In West-Berlin waren nach Kriegsende und der nachfolgenden Blockade (1948/49) ca. 45 % der ursprünglichen Waldfläche abgeholzt bzw. stark verlichtet. Für die umfangreichen Wiederaufforstungen auf den Kahlflächen wurde hauptsächlich die schnellwüchsige Kiefer verwendet; anderes Pflanzmaterial stand nicht zur Verfügung. Aus diesem Grund gibt es heute einen relativ übermäßig hohen Anteil von 50-70jährigen Kiefern-Reinbeständen. Ab Anfang der 50er Jahre wurde von den Forsteinrichtungen in West-Berlin die Chance einer Waldumwandlung genutzt und in lichten Altbaumbeständen durch Laubholzuntersaat sowie Laubholzunterbau ein Schritt in Richtung Mischwald unternommen. Ziele waren eine Forstwirtschaft im Plenterprinzip und der Aufbau eines Dauerwaldes. Gleichzeitig wurden in dieser Zeit aber auch florenfremde Baumarten, wie Lärche, Douglasie, Strobe, Spätblühende Traubenkirsche und Roteiche horst- und gruppenweise in den Bestand eingebaut. Das Landeswaldgesetz von 1979 und der Forstliche Rahmenplan der Berliner Forsten von 1982 orientierten sich auf eine naturgemäße Bewirtschaftung der Berliner Wälder. Die wichtigsten Ziele dieser Bewirtschaftungsrichtlinien waren: Erhöhung des Laubholzanteils von 40 % auf 60 %, Förderung eines reich strukturierten Mischwaldes, Verbesserung des Naturschutzes und der Landschaftspflege, Begrenzung der Kahlschlagsgrößen auf 1 ha, Übernahme der Naturverjüngung und der Verzicht auf den Einsatz von Herbiziden und Meliorationsmaßnahmen. Ost-Berlin nach dem 2. Weltkrieg Die Waldbestände in Ost-Berlin entwickelten sich anders. Die Zerstörung der Altholzbestände hatte nicht das Ausmaß angenommen wie im Westteil der Stadt. Die Bestände, die mit Kriegsende zwar das Stangenholzalter überschritten, jedoch die Hiebreife noch nicht erreicht hatten, wurden in den 50er Jahren nicht in dem Umfang wie im ehemaligen West-Berlin einer holzwirtschaftlichen Nutzung zugeführt. Dies betrifft z.B. viele Flächen im Bereich der Reviere südlich des Müggelsees. So konnte der Altholzanteil (Bestände über 80 Jahre) bis zum Jahr 1975 auf 53 % anwachsen. Zusätzlich wurde das Umtriebsalter für Kiefern von 100 auf 120 Jahre heraufgesetzt. Es kam zu einem Hiebsdefizit, was mit Rücksicht auf die Erholungsfunktion der Berliner Wälder geduldet wurde. Damit nahmen die Berliner Wälder in der DDR eine Sonderposition ein. Ihnen wurde neben dem primären Ziel der Rohstoffproduktion eine Erholungsfunktion zugebilligt. Durch die schlagweise Kiefernnutzung waren die Waldflächen überwiegend durch Strukturen des typischen Altersklassenwaldes geprägt. Die Forstwirtschaft in der DDR wurde stark zentralisiert. Mit dem Ziel der größtmöglichen Steigerung der einheimischen Holzproduktion wurde sie in den 70er Jahren weiter intensiviert und der Übergang zur industriemäßigen Produktionsmethode vollzogen. In den Berliner Wäldern sollten folgende Maßnahmen durchgeführt werden: Beseitigung aller minderproduzierenden Bestände, keine Duldung von Aufforstungsrückständen, Düngung und Meliorationsmaßnahmen und die Wiederherstellung einer normalen Altersstruktur (d.h. Beseitigung des hohen Altholzanteils). Wegen der angestrebten Mehrfachnutzung der Berliner Wälder konnten diese Leitlinien etwas abgeschwächt werden. Der Wald wurde nach Kategorien der Erholungsfunktionen eingeteilt, und es wurden maximal erlaubte Kahlschlagsgrößen festgelegt. Beispielsweise wurde bei Erholungsschwerpunkten der Kahlschlag untersagt, bei Erholungsparkwald ein Kahlschlag bis zu 3 ha erlaubt, während bei einem normalen Wirtschaftswald Kahlschläge bis zu einer Größe von 10 ha erlaubt waren. Auf den Flächen der ehemaligen Stadtwälder außerhalb der Stadtgrenzen wurde jedoch nach den Leitlinien zur optimalen wirtschaftlichen Nutzung in Regie der jeweils örtlich zuständigen Staatlichen Forstwirtschaftsbetriebe gearbeitet. Schon in den 60er Jahren wurden in den Ost-Berliner Wäldern Rauchschadenserhebungen durchgeführt und Schäden an den Bäumen festgestellt; so wurde 1974 ein Rauchschadensgebiet von 36 % der Gesamtfläche (1975 bereits 43 %) ausgewiesen. Zur “Revitalisierung” wurden geschädigte Kiefernforsten mit Stickstoff gedüngt. Zwischen 1977 und der Einstellung der Düngung 1985 wurden vor allem in den Revieren Fahlenberg und Müggelheim 100 bis 800 kg Stickstoff/ha ausgebracht. Ein großes Problem in den Ost-Berliner Wäldern ist die weite Verbreitung von Land-Reitgras (Calamagrostis epigeios), welche die Naturverjüngung erschwert. Sein Verbreitungsschwerpunkt befindet sich insbesondere in den relativ lichten, einschichtigen und strauchschichtfreien Kiefernbeständen mittleren Alters. Die Ausbreitung wurde durch die ehemalige Praxis des Kahlschlags-Vollumbruchs und die Düngung der Wälder gefördert. Seit ca. Mitte der 90er Jahre ist die Konkurrenzkraft des Reitgrases jedoch wieder rückläufig. Im Nordosten der Stadt wurden 1985 große ehemalige Rieselfeldflächen dem Forstwirtschaftsbetrieb Berlin übereignet und aus Anlass der 750-Jahr-Feier Berlins unter hohem Zeitdruck und ohne ausreichende Voruntersuchungen mit dem Ziel der Schaffung eines Erholungswaldes aufgeforstet. Nach Planierung der Rieseltafeln wurden auf diesem Gelände überwiegend maschinell über 50 verschiedene Baum- und Straucharten gepflanzt (z.B. Pappel, Eberesche, Birke, Erle, Rotbuche, Kiefer, Fichte). Die Probleme des Standortes (z.B. Schwermetallbelastungen, gestörte Oberboden- und Grundwasserverhältnisse) und die Schwierigkeit bei der Auswahl und Beschaffung geeigneten Pflanzgutes (auch Ziergehölze) machten sich in mangelnden Anwachsergebnissen und schlechter Vitalität der Bestände bemerkbar (vgl. SenStadtUm 1995a). Aktuelle Situation 1992 veröffentlichten die Berliner Forsten Waldbaurichtlinien für Gesamt-Berlin, welche die Ansprüche der Forstwirtschaft, des Naturschutzes, der Erholungsnutzung und der Landschaftsästhetik zu einem einheitlichen Handlungskonzept zusammenfassen. Die Orientierung liegt auf einem schonenden, nachhaltigen und naturverträglichen Waldbau. Um die klimatischen, hydrologischen, hydrochemischen und sozialhygienischen Wirkungen von Waldgebieten zu erhalten, werden auf der gesamten Waldfläche umfangreiche Maßnahmen zum Schutz und zur Entwicklung naturnaher Waldstrukturen mit einer reichen Tier- und Pflanzenwelt durchgeführt. Die massenhafte Verbreitung der Spätblühenden Traubenkirsche, die vor etwa 100 Jahren aus Nordamerika eingeführt wurde, stellt für Gesamt-Berlin ein erhebliches Problem dar, da sie eine Naturverjüngung florengerechter Baumarten und die Entwicklung einer Krautschicht unterdrückt. Im ehemaligen West-Berlin wurde sie seit 1985 verstärkt gerodet. Aktuell ist eine Bekämpfung aus finanziellen Gründen nur noch auf Teilflächen möglich und muss außerdem durch die Etablierung heimischer Baumarten über Naturverjüngung oder Pflanzung ergänzt werden, damit einmal gerodete Flächen nicht wieder besiedelt werden können. Die Holzerzeugung, einer angesichts der CO 2 -Bindungsziele der Bundesrepublik sowie der verstärkten Verwendung nachhaltig erzeugbarer Rohstoffe immer noch aktuellen Funktion moderner Forstwirtschaft, wird in Berlin den landeskulturellen und sozialen Funktionen nachgeordnet. Gleichwohl erfüllt die Nutzung nicht nur die Funktion der Bereitstellung von Holz, sondern stellt auch eine wesentliche, auf großer Fläche wirksame Methode zur Erreichung der Ziele der Berliner Forsten im Hinblick auf die Entstehung eines struktur- und artenreichen Mischwaldes dar. Die zukünftig entstehenden Wälder sollen in enger Verflechtung alle Entwicklungsstufen enthalten, von der Verjüngungs- bis zur Altersphase. Wichtige Strukturelemente, wie stehendes Totholz oder Lichtungen, sollen in ausreichender Quantität und Qualität und verteilt auf der gesamten Waldfläche vorhanden sein bzw. neu entstehen. Die wesentlichen Kriterien für ein naturgemäßes Wirtschaften im Berliner Wald sind: Behutsames Zurückdrängen der florenfremden Baumarten, Förderung standortgerechter, naturraumtypischer heimischer Baumarten, Bestandserneuerung durch Förderung der natürlichen Verjüngung, Förderung von struktur- und artenreichen Mischbeständen, Verzicht auf feste Umtriebszeiten unter Erhalt und Schaffung dauerwaldartiger Strukturen, selektive, einzelstammweise Holzernte, Verzicht auf Kahlhiebe, Schutz von Höhlen und Horstbäumen, Erhöhung des Anteils an Totholz, Verzicht auf Düngemittel und Pestizide (vgl. SenStadtUm 1992). Die Berliner Forsten haben 1990 die Rückübertragung von ca. 13.000 ha ehemaliger Berliner Stadtwaldflächen in Brandenburg bei der Treuhandanstalt beantragt. Die Rückübertragung dieser Fläche in das Eigentum des Landes Berlin ist mittlerweile nahezu vollständig abgeschlossen. Die südlich an Berlin angrenzenden Waldflächen im Bereich Ludwigsfelde/ Großbeeren/ Königs Wusterhausen wurden bis zum 01.01.2002 durch die Berliner Stadtgüter bewirtschaftet. Zum genannten Stichtag wurden auch diese Flächen durch die Berliner Forsten übernommen. Von den derzeit insgesamt ca. 29.000 ha, die durch die Berliner Forsten verwaltet werden, befinden sich ca. 16.500 ha innerhalb des Landes Berlin, ca. 12.500 ha im Land Brandenburg. Neben bewaldeten Flächen sind in der Gesamtfläche ca. 3.000 ha Freiflächen unterschiedlichster Qualität enthalten. Sie umfassen Gewässer, feuchte und trockene Offenlandbereiche, Leitungstrassen und viele andere Lebensräume. Seit Juni 2002 sind die Berliner Wälder nach den Kriterien von FSC und Naturland zertifiziert. Damit wird die Einhaltung von strengen Maßstäben bei der Waldbewirtschaftung durch unabhängige Dritte jährlich überprüft und bestätigt. Derzeitige Struktur der Berliner Forsten Seit 2004 gliedern sich die Berliner Forsten in die vier Forstämter Grunewald, Tegel, Pankow und Köpenick mit insgesamt 28 Revierförstereien. Die Flächen erstrecken sich über 65 km Nord-Süd-Ausdehnung und 70 km Ost-West-Ausdehnung (ohne Kyritz). Die durchschnittliche Größe der Reviere beträgt ca. 980 ha.
Recent and predicted increases in extremely dry and hot summers emphasise the need for silvicultural approaches to increase the drought tolerance of existing forests in the short-term, before adaptation through species changes may be possible. We aim to investigate whether resistance during droughts, as well as the recovery following drought events (resilience), can be increased by allocating more growing space to individual trees through thinning. Thinning increases access of promoted trees to soil stored water, as long as this is available. However, these trees may also be disadvantaged through a higher transpirational surface, or the increased neighbourhood competition by ground vegetation. To assess whether trees with different growing space differ in drought tolerance, tree discs and cores from thinning experiments of Pinus sylvestris and Pseudotsuga menziesii stands will be used to examine transpirational stress and growth reduction during previous droughts as well as their subsequent recovery. Dendroecology and stable isotopes of carbon and oxygen in tree-rings will be used to quantify how assimilation rate and stomatal conductance were altered through thinning. The results will provide crucial information for the development of short-term silvicultural adaptation strategies to adapt forest ecosystems to climate change. In addition, this study will improve our understanding of the relationship between resistance and resilience of trees in relation to extreme stress events.
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