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Terrestrial, UAV-borne, and airborne laser scanning point clouds of central European forest plots, Germany, with extracted individual trees and manual forest inventory measurements

Laser scanning point clouds of forest stands were acquired in southwest Germany in 2019 and 2020 from different platforms: an aircraft, an uncrewed aerial vehicle (UAV) and a ground-based tripod. The UAV-borne and airborne laser scanning campaigns cover twelve forest plots of approximately 1 ha. The plots are located in mixed central European forests close to Bretten and Karlsruhe, in the federal state of Baden-Württemberg, Germany. Terrestrial laser scanning was performed in selected locations within the twelve forest plots. Airborne and terrestrial laser scanning point clouds were acquired under leaf-on conditions, UAV-borne laser scans were acquired both under leaf-on and later under leaf-off conditions. In addition to the laser scanning campaigns, forest inventory tree properties (species, height, diameter at breast height, crown base height, crown diameter) were measured in-situ during summer 2019 in six of the twelve 1-ha plots. Single tree point clouds were extracted from the different laser scanning datasets and matched to the field measurements. For each tree entry, point clouds, tree species, position, and field-measured and point cloud-derived tree metrics are provided. For 249 trees, point clouds from all three platforms are available. The tree models form the basis of a single tree database covering a range of species typical for central European forests which is currently being established in the framework of the SYSSIFOSS project.

Towards pollen accumulation rates as a measure of plant abundance a case study in NE-Germany

The aim of my study is to calibrate PAR from small lakes against tree biomass, which can be used to achieve quantitative estimates of biomass in the past. Furthermore, the relation between pollen percentages and plant abundance will also be investigated. As study area, the state Brandenburg was chosen, because it has a large number of lakes and is covered by different plant communities, like conifer forest, mixed forest, deciduous forest and open land. These are situated on a range of soil types in a terrain with little altitudinal differences. Lakes in different types of landscape were selected. They were of almost uniform size, mostly ranging from 100-300 m in diameter and without inflow and outflow. Deeper lakes in proportion to the lake size were preferred, to avoid lakes with a high pollen redeposition. In order to have an effective fieldwork and to get the broadest possible data spectrum for modeling, the relevant pollen source area of pollen (Sugita, 1994) was estimated, based on the map CORINE. The calculation shows that the pollen source area is approximately 5-6 km. However, we also sampled lakes which are situated closer together, especially when the landscape structure was very heterogenic at the small scale. From the surface samples of 50 lakes, the pollen percentages of different taxa will be compared with the information from the forest inventory data for different distances around the lakes to evaluate theoretical considerations of pollen source area. These data are available at the data base Datenspeicher Wald, which contains information about cover, age and biomass for the different tree species. This information was collected during the time of the German Democratic Republic (DDR) and is in the most continued. Concurrently, 15 of the short cores are selected for dating by 210Pb. PAR will be calculated based on the sedimentation rates obtained for these cores, so that PAR can be compared to tree biomass for different time slices over the past 50 years.

Entwicklung von Konzepten zur langfristigen naturnahen agroforstlichen Bewirtschaftung von Araucarienwaelder und Erschliessung kurzfristiger Nutzungsmoeglichkeiten in Wiederaufforstungszonen 'pro-mata/pro-araucaria'

Entwicklung eines nachhaltigen Nutzungskonzeptes - im Sinne des Begriffs 'sustainable use', Wiederherstellung und Bewahrung naturnaher Waldbestaende und ihrer Oekosysteme, Verbesserung der Lebensbedingungen in der Region durch Schaffung nachhaltiger Existenzgrundlagen fuer die oertliche Bevoelkerung. Zur Erreichung der gesteckten Oberziele sieht das Projekt der Fachhochschule Rottenburg in der ersten Phase folgende Massnahmen vor: Inventur des aktuellen Zustandes der Wald- und Freiflaechen durch: Luftbildbefliegung und -kartierung des Gebietes, zweite terrestrische Inventurstufe (Stichproben): Boden- bzw. Standortskartierung, Anlage von Versuchs- und Kontrollflaechen zur Ermittlung der Standortseignung, der Wuchsdynamik, der Verjuengungsdynamik und der natuerlichen Sukzession, geeigneter Pflanzverfahren, Mitwirkung an der Nutzungsplanung fuer das gesamte Projektgebiet.

Intensives Waldmonitoring ( IWM , Level II )

Das ICP-Forests-Programm agiert im Rahmen des UNECE-Übereinkommens über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen (Genfer Luftreinhaltekonvention, CLRTAP). Das Level-II-Monitoring ergänzt seit 1995 das Level-I-Monitoring. Hier werden Daten über Baumwachstum, Bodenvegetation, Bodenlösung, Bodenfestphase, nasse Deposition, Luftqualität, meteorologische Parameter, Phänologie, Streufall, Nadel- / Blattanalysen und sichtbare Ozonschäden erhoben, die umfänglich und hinsichtlich ihrer zeitlichen Auflösung weit über den Erhebungsrahmen des extensiven Waldmonitorings (Level I) hinausgehen. Die Daten werden in Deutschland auf ca. 50 - 90 Plots (Anzahl variiert je nach Parameter) erhoben. Verteilung Probenahmestandorte: Verteilung systematisch, so dass die Hauptwaldtypen Europas repräsentiert sind (kein Raster) Probenahmemethode: Die Probenahme für chemische Analysen erfolgt grundsätzlich nach Tiefenstufen. Satellitenbeprobung im Radius von 25 m mit einem inneren intensiver zu beprobenden Radius von 3 m. Für alle anderen Erhebungen ausführliche Angaben im ICP-Forests-Manual: https://www.icp-forests.net/monitoring-and-research/icp-forests-manual Entnahmetiefen: 0 bis 10 cm 20 bis 40 cm 40 bis 80 cm Untersuchungsmethode: Analysemethoden sind einheitlich festgelegt im ICP-Forests-Manual (s.o.). Untersuchungshäufigkeit: - bodenchemische Parameter alle 10 Jahre - Boden-Lösung fortlaufend - Blattnährstoffgehalte alle 2 Jahre - Baumdurchmesser und -höhen alle 5 Jahre - Boden-Vegetation mindestens alle 5 Jahre - atmosphärische Deposition fortlaufend - Bedingungen der Umgebungsluft fortlaufend - meteorologische Parameter fortlaufend - Phänologie mehrmals pro Jahr - Streufall fortlaufend - sichtbare Ozonschäden einmal pro Jahr - Kronenzustand jährlich Arbeitsgruppen / Gremien: - Expert Panel on soil and soils solution - Forest Soil Coordination Centre - Expert Panel on foliage and litterfall - Forest Foliar Coordinating Centre - Expert Panel on forest growth - Expert Panel on deposition - Working Group on ambient air quality - Expert Panel on crown condition - Ad hoc group on assessment of biotic damage causes - Expert panel on meteorology and phenology - Expert panel on biodiversity and ground vegetation - Quality Assurance Committee - Project Coordinating Group (PCG) - Scientific Advisory Group (SAG)

Nine years of monitoring ash dieback in the floodplain forest of Leipzig, Germany

As part of the Lebendige Luppe project, ash dieback disease was recorded on European ash trees (Fraxinus excelsior, trunks >5cm breast height diameter) on 60 plots (each 2500m²) in the late summers of 2016 to 2024. The trees were assessed according to Langer et al. (2015). However, an additional category 6 (dead tree) was introduced to distinguish between dead and dying trees. The selection of trees (according to their size) was based on 2 forest inventories (2016 and 2020) (Rieland et al. 2024, Scholz et al. 2022). As a result, new trees were added for recording in 2021. From 2020, the additional parameter Tree damage class, ash bark beetle was introduced to assess the damage caused by the ash bark beetle in 4 categories. From 2023, an additional parameter Tree damage class, ash dieback crown was introduced, which based on Lenz et al. (2012) and indicates the damage in the crown of the tree. This classification was added because, unlike the Langer et al. (2015) classification, it describes the damage class independently of the beetle infestation. A comparison of the different damage classifications enables a better description of the damage pattern. A more detailed description of the three parameters used (Tree damage class, ash dieback; Tree damage class, ash bark beetle and Tree damage class, ash dieback crown) is provided in the dataset comment.

Tree inventory dataset of floodplain forest, Leipzig, Germany

Leipzig is the only major German city in which extensive hardwood floodplain forests have been preserved. At present, drying out and a lack of hydrodynamics pose the greatest challenges for the conservation of the floodplain landscape. Restoring typical floodplain hydrological conditions and habitats can sustainably safeguard biodiversity and numerous ecosystem services in the medium term. To this end, the Lebendige Luppe project aim to reactivate typical floodplain hydrodynamics with inundation over large areas, the restoration of old river courses and the conversion of intensively farmed areas into typical floodplain habitats. The Lebendige Luppe project, itself is a joint project of cities of Leipzig and Schkeuditz and the NABU Saxony as implementation partner and the University of Leipzig and the UFZ-Helmholtz Centre (Partner for accompanying natural and social science) (Scholz et al. 2022). The implemented and planned restoration measures are accompanied by long-term scientific monitoring (UFZ and Leipzig University). For this purpose, 60 permanent observation plots were set up in the area of the measures according to the BACI design (Before-After / Control-Impact), on which the diversity of selected indicator groups (vegetation, molluscs, ground beetles) as well as groundwater dynamics, water and material balance in the soil, carbon storage and forest growth are recorded (Scholz et al. 2022). By integrating further landscape ecology and nature conservation data, a comprehensive analysis of the status quo and the changes in site conditions, biodiversity and ecosystem functions of the floodplain resulting from the expected floodplain dynamisation is possible, which goes beyond what has been available to date. The resulting simulation of hardwood forest responses to the changing abiotic environmental variables are already the basis for assessing the impact of the planned measures in the implementation process. This data publication contains the tree inventory data of the scientific accompanying research of the winters 2013/2014 and 2016/2017 (first inventory) and a repeat inventory from the winter of 2020/21. The Leipzig riparian forest distributed on old hardwood riparian forest (main tree population older than 90 years) of the forestry office of the city of Leipzig and Sachsenforst as state forest (Scholz et al. 2022). All stands were identified as Riparian mixed forests of Quercus robur, Ulmus laevis and Ulmus minor, Fraxinus excelsior or Fraxinus angustifolia, along the great rivers (Ulmenion minoris) – Annex I habitat type (code 91F0).

ERA-NET Forest Value: Kleine Waldbesitzer - Große Bedeutung: welche Rolle spielen Kleinwaldbesitzer als Teilnehmer der Bioökonomie? (ValoFor)

Zielsetzung: Derzeit bewirtschaften Kleinwaldbesitzer ca. 60% der Europäischen Wälder. Damit liefern sie einen großen Anteil des Rohstoffes Holz für die Holz- und Papierindustrie und sichern die vielfältigen Ökosystemleistungen unserer Wälder. Europaweit stattfindende gesellschaftliche Veränderungen wie z.B. Urbanisierung, Gleichberechtigung oder digitaler Wandel verändern auch die Werte und Überzeugungen von Kleinwaldbesitzern und damit deren Einstellung und Bereitschaft zur Waldbewirtschaftung und Holzernte. Allerdings existieren zwischen den verschiedenen europäischen Ländern große Unterschiede in der Größe und Struktur von Kleinwaldbesitzern. Zudem unterscheiden sich die nationalen rechtlichen Rahmenbedingungen und die finanziellen und strukturellen Anreizsysteme für eine nachhaltige Holzproduktion. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ValoFor ist es, den Beitrag von Kleinwaldbesitzern beim Übergang zu einer auf Holzrohstoffen basierten Bioökonomie zu verstehen, und dabei die Werte und Überzeugungen der Kleinwaldbesitzer zu berücksichtigen. Dazu gehören die Analyse und der Vergleich von Waldbewirtschaftungsstrategien in Bezug auf die potenzielle Holzversorgung, Ökosystemleistungen und die Widerstandsfähigkeit der Wälder gegen den Klimawandel. Unsere Analyse soll die folgenden Schwerpunkte umfassen: 1) die Identifizierung von Schwellenwerten im Verhalten von Kleinwaldbesitzern in Bezug auf wirtschaftliche und sozioökonomische Faktoren mittels Umfragen und Entscheidungsexperimenten; 2) die Modellierung der Holzversorgung und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen im Rahmen von drei Bewirtschaftungsstrategien unter Verwendung von Wachstumssimulationen und nationalen Waldinventuren und 3) eine quantitative Abwägung zwischen Holzproduktion, verschiedenen Ökosystemleistungen und der Widerstandsfähigkeit der Wälder gegenüber dem Klimawandel. Eine ökonomische Bewertung wird die Holzerträge in wirtschaftliche Prognosen für typische Kleinwaldbesitzer unter Berücksichtigung der europäischen und nationalen Holzmärkte und -Rahmenbedingungen umsetzen. ValoFor soll neue Erkenntnisse über das gekoppelte soziale-natürliche System der bewirtschafteten Wälder ermöglichen, und die tatsächlich erzielbaren Beiträge von Kleinwaldbesitzer zu den Herausforderungen einer biobasierten Wirtschaft quantifizieren. Darüber hinaus sollen Hindernisse für die Einbeziehung von Kleinwaldbesitzer in die Holzrohstoffproduktion ermittelt werden, und Instrumente für ihre Einbeziehung in die aktive Bewirtschaftung vorgeschlagen werden. ValoFor ist eine Projektkooperation mit Partnern aus Slowenien, Österreich, Deutschland, Schweden und Finnland und deckt damit knapp 50% der europäischen Rundholzproduktion ab und integriert Waldökosysteme vom Mittelmeerraum bis zum borealen Nadelwald.

Waldzustandserhebung ( Level I )

Der Vitalitätszustand des Waldes wird jährlich im Rahmen der Waldzustandserhebung (WZE) erfasst. Hierbei dient der Kronenzustand als Weiser für die Vitalität von Waldbäumen. Die WZE wird in den alten Bundesländern seit 1984 und in den neuen Bundesländern seit 1990 durchgeführt. Seit dem 01.01.2014 erfolgt sie auf Basis der Bundesverordnung ForUmV, welche im Bundeswaldgesetz verankert ist (§41a Absatz 6BWaldG). Die bundesweite Erhebung erfolgt jeweils im Juli und August auf einem systematischen 16 km x 16 km Stichprobennetz (Level-I-Netz) an ca. 10.000 Bäumen und ermöglicht auf Bundesebene repräsentative Ergebnisse für die wichtigsten Baumarten.

Forstliche Versuchsflächen des Landes Brandenburg Waldinventur

Forstliche Versuchsflächen des Landesbetriebes Forst Brandenburg des Sachgebietes Waldinventur

Auswirkungen temporärer Waldränder auf biophysikalische Bedingungen und Verjüngung im Waldinneren

Die insbesondere durch Hitze und Trockenheit zunehmenden Störungen in den Wäldern Zentraleuropas lassen vermehrt Waldränder rund um Störungsflächen entstehen. Sogenannte temporäre Waldränder verschwinden zwar im Laufe der Zeit, ihre Auswirkungen können aber über die gestörten Flächen hinaus in angrenzende Wälder hineinreichen. Erhöhte Temperaturen, mehr Licht, größere Verdunstung, sowie Veränderungen der Waldstruktur und der Verjüngung sind die Folge. Angesichts derzeitiger Störungstrends werden temporäre Waldränder zum wichtigsten Waldrandtyp in Mitteleuropa und beeinflussen große Teile der Waldfläche. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen von temporären Waldrändern auf die biophysikalischen Bedingungen und die Verjüngung im Waldinneren zu untersuchen. Auf lokaler Ebene streben wir ein mechanistisches Verständnis der Auswirkungen von temporären Waldrändern an. Dazu sollen in einer Modellregion (Fichtelgebirge, Bayern) entlang von Transekten Vegetationsstruktur, Temperatur und Verjüngung an temporären Waldrändern gemessen und miteinander in Beziehung gesetzt werden. Auf diese Weise können wir beurteilen, wie Wälder und ihr Mikroklima durch benachbarte Störungen beeinflusst werden und wie die Verjüngung im Waldinneren auf unterschiedliche biophysikalische Bedingungen reagiert. Auf großskaliger Ebene werden wir die Effekte temporärer Waldränder aufs Waldinnere mithilfe von Fernerkundungsdaten und nationalen Waldinventuren für ganz Deutschland untersuchen. Die flächendeckenden Auswertungen werden zeigen, wie sich die jüngsten Störungswellen auf die Waldstruktur und die mikroklimatischen Bedingungen ausgewirkt haben. Analog dazu werden wir analysieren, wie sich die Anzahl und Artenzusammensetzung der Waldverjüngung in Deutschland als Folge von Störungen und der damit verbundenen Zunahme von temporären Waldrändern entwickelt hat und wie diese Veränderungen im Hinblick auf die Baumarteneignung im Klimawandel zu bewerten sind. Unser Antrag adressiert die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldökosysteme und deren Dynamik und die daraus resultierenden Implikationen für die Anpassungsfähigkeit zukünftiger Wälder in Europa.

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