Kenntnis der Stickstoffversorgung von hoeheren Pflanzen an Kahlschlagstandorten im Vergleich mit Waldbestaenden nach deren Abhieb sie entstanden sind. Feststellung der Auswirkung einer schlagartigen Unterbrechung von biogeochemischen Kreislaeufen im Oekosystem Wald und Mikroklimaveraenderung auf den Jahresgang der Stickstoff-Nettomineralisation im Oberboden. Eine Untersuchung von theoretischer (Oekosystemforschung) und praktischer Bedeutung (Wahl des guenstigen Zeitpunktes fuer die Walderneuerung).
Die Feldaufnahme für das Projekt findet im Mathislewald statt, der seit diesem Jahr als Lehrrevier der Uni Freiburg genutzt wird. Der Einfluss des Wildes auf die Verjüngungsentwicklung soll künftig über dauerhafte Untersuchungsflächen dokumentiert werden. Hierfür wurden im Sommer 2011 Flächen angelegt und die erste Datenaufnahme durchgeführt. Das Projekt führt die Aufnahmen fort und fürt erste Auswertungen durch.
Die Hauptaufgaben der Forschung auf dem Gebiet des Waldbaus bestehen in der wissenschaftlichen Begleitung - des Umbaus von Nadelholzreinbeständen in naturnahe Mischwälder - der Pflege von Waldbeständen und - des Prozessschutzes bzw. der Prozessanalyse in Naturwaldzellen. Für diese Aufgaben wurde in Sachsen ein standorts- und waldstrukturrepräsentative Versuchsflächennetz angelegt. Dieses dient u.a. zur - ressourcenorientierten komplexen Analyse von Waldentwicklung (Bodenvegetation, Waldstruktur, Baumarten, Mischungen etc.) und Umweltdynamik (Mikroklima , Wasser) sowie der Ableitung von entsprechenden Wirkmechanismen bspw. über die - Erarbeitung, Weiterentwicklung und Nutzung von Prognosesystemen zur pflanzenprozess- und waldstrukturabhängigen Abschätzung von Wasserhaushalts- u. Wachstumsdynamiken. - Durchführung verschiedener ökophysiologischer Detailuntersuchungen (bspw. Assimilation, Transpiration, Biomassen, Reservestoffe wichtiger Baumarten/ Pflanzenarten) - waldstrukturorientierten Monitoring der Umweltdynamiken (Meteorologie, Strahlung, Wasserhaushalt etc.) und Umweltauswirkungen (Waldschadenserhebung). Die erforderliche Strukturierung, effektive Verfügbarkeit und Auswertung des erhobenen komplexen Datenpools wird über die Pflege und Weiterentwicklung des FIS Waldökologie, Waldverjüngung, Waldpflege erreicht. Im Rahmen des Waldbaus werden diese Forschungsergebnisse in die forstwirtschaftliche Praxis der Forstämter überführt. Dazu gehören u.a. folgende Teilaufgaben: - Erarbeitung von standorts- und waldstrukturabhängigen praxisorientierten waldbaulichen Bewirtschaftungsempfehlungen zum Waldumbau und zur Waldpflege - Untersuchung von waldbaulichen Rationalisierungsmöglichkeiten (Naturverjüngungen, Pflegeextensivierungen, Einbeziehung von Sukzessionsprozessen) - Zusammenfassung und Überführung der wissenschaftlichen Ergebnisse in Form von Merkblättern, Entwürfen zu Verfügungen und Erlassen für die forstliche Praxis - Durchführung und Weiterentwicklung des waldbaulichen Qualitätsmanagements der Forstbetriebe - Erarbeitung des jährlichen Waldzustandsberichts für Sachsen.
Sowohl das angestiegene Waldwachstum als auch das höhere Holzvolumen in den Wäldern erfordert Veränderungen in der Art der Waldbewirtschaftung. Ziele des gemeinsamen Forschungsprojektes sind eine Beschreibung der Geschichte und des aktuellen Zustandes der Wälder Europas, die Entwicklung von Waldbewirtschaftungsstrategien zur Verbesserung der nachhaltigen Bewirtschaftung unter sich ändernden Bedingungen, die Beschreibung von Szenarien zur Waldentwicklung unter verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien und die Bewertung von Vorteilen, Kosten und Risiken, die mit den verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien verbunden sind.
Das Projekt ermittelt Ausmaß, Stärke und ökologische Wirkungen der dürre- und hitzebedingten Waldschäden in Wäldern ohne forstliche Bewirtschaftung und vergleicht sie mit benachbarten Wirtschaftswäldern. Es wird geprüft, ob und unter welchen Voraussetzungen sich Wälder selbstgesteuert an den Klimawandel anpassen und leitet daraus Empfehlungen für die Einbindung natürlicher Prozesse in Anpassungsstrategien für Wirtschaftswälder ab. Wälder mit natürlicher Waldentwicklung bilden ein wichtiges Referenzsystem für den Waldnaturschutz und den naturnahen Waldbau. Diese unbewirtschafteten Naturwälder bestehen zum Teil schon seit Jahrzehnten in Form von z.B.Naturwaldreservaten und Kernzonen von Nationalparks. Die Entwicklung der Waldschäden der Trockenjahre 2018 und 2019 und die damit verbundene Veränderung von Störungsregimen und Lückendynamik zeigt, dass ihnen darüber hinaus in der Erkennung der Klimafolgen und der Anpassung der Wälder an den Klimawandel eine Schlüsselrolle zukommt. DANK lotet dieses Potenzial einschließlich der Transfermöglichkeiten in Wirtschaftswälder aus und erarbeitet daraus Empfehlungen für das Risikomanagement und Klimaanpassungsstrategien. Um dieses Ziel zu erreichen, werden entlang eines für Süd- und Mitteldeutschland repräsentativen Klimagradienten in zwei Nationalparks (Hainich und Berchtesgaden), 14 Naturwaldreservaten (NWR) und angrenzenden Wirtschaftswäldern die lang- und kurzfristigen Wirkungen des Klimawandels untersucht hinsichtlich: 1. Mortalität der Bäume, Lückendynamik und Waldstruktur, 2. Reaktionen in Radialwachstum und Wassernutzungseffizienz der Bäume, 3. Dynamik der Bodenvegetation einschließlich der Verjüngung, 4. Veränderungen in der Vogel- und Insektenfauna sowie der Funga. Aus der kombinierten Betrachtung lang- und kurzfristiger Ökosystemreaktionen werden praktische Handlungsempfehlungen für die Bewältigung von Schadereignissen sowie wissenschaftliche Grundlagen für die Entwicklung von Klimaanpassungsstrategien erarbeitet.
Die Laubbaumarten verdienen beim Aufbau ökologisch vielfältiger und standortsangepasster Wälder mit hoher Wertleistung und geringem wirtschaftlichen Risiko besondere Beachtung. In einem ersten Schritt wird die Dynamik der Kronenausdehnung und der Astreinigung in Abhängigkeit von der Konkurrenz untersucht. Dabei sollen alle Formen der Bestandesbegründung, insbesondere auch die Naturverjüngung und die Verjüngung in kleinen Lücken, berücksichtigt werden. Die Konkurrenzverhältnisse der Vergangenheit und Gegenwart werden ermittelt und ihre Auswirkung auf die Kronen- und Schaftentwicklung untersucht. Besondere Aufmerksamkeit wird der Astreinigung und der Schaftform gewidmet. Auf dieser Grundlage wird ein Wachstumsmodell entwickelt, das eine Einschätzung des astfreien Schaftholzvolumens in Abhängigkeit von den Konkurrenzverhältnissen erlaubt. Parallel dazu soll die im Allgemeinen bei der Modellierung von Jahrringbreite und -struktur auftretende natürliche Variabilität der Wachstumsparameter analysiert werden. Die Ergebnisse werden in computergestützten Entscheidungsmodellen zur Steuerung des Dickenwachstums und der Astreinigung zusammengefasst. Die Modelle sollen auch in Mischbeständen eingesetzt werden können, eine freie Wahl des Produktionszieles durch den Wirtschafter zulassen und die Ausgangslage und speziellen Rahmenbedingungen berücksichtigen können.
Für den Wald wird Trockenstress als eine der gravierendsten Auswirkungen des Klimawandels angesehen. In diesem Zusammenhang sind Waldböden in ihrer hydrologischen Funktion, sowie ihre Rückkopplungen mit der Bodenvegetation von großer Bedeutung. Unter Wald stellen Laub- und Lebermoose einen wichtigen ökologischen Faktor als Wasserreservoir und Bodenstabilisator dar. Dabei spielen sie speziell bei der Naturverjüngung und nach Aufforstungen eine bedeutende Rolle. Moose beeinflussen den Oberflächenabfluss und bilden so einen wirksamen Schutz gegen Erosion, welcher speziell in Jungbeständen und an Störungsstellen z.B. nach Waldarbeiten zum Tragen kommt. Eine großflächige Bedeckung des Waldbodens durch Moose kann große Mengen Wasser speichern und verzögert in Trockenphasen wieder abgeben. Bei zunehmenden Niederschlägen können Moose somit auch eine Infiltrationsbarriere in tiefere Bodenschichten darstellen. Diese ökohydrologischen Prozesse und Wechselwirkungen sowie deren Auswirkungen auf den Bodenwasserhaushalt sind quantitativ wenig untersucht und verstanden. Neben der ökohydrologischen Bedeutung sind Moose zudem ein wichtiger Faktor im globalen Kohlenstoffkreislauf und z.B. in gemäßigten und borealen Wäldern für ein Fünftel der Kohlenstoff-Nettoaufnahme verantwortlich. Auch hier und insbesondere in jungen Wäldern, ist bislang nur wenig über die Rolle von Moosgesellschaften für den Kohlenstoffkreislauf bekannt. Bei der Beschreibung aller oben genannten Effekte lassen sich deutlich artspezifische Wechselwirkungen beobachten, die im Detail bisher kaum beachtet und von der Wissenschaft behandelt wurden. Vor diesem Hintergrund sollen Möglichkeiten der Anpassung an den Klimawandel in Form der Erhöhung der Wasserretention, der Strukturstabilität und der CO2-Bindung in Waldböden durch Waldmoose untersucht werden.
Der boreale Nadelwald, die Taiga, ist eines der groessten Oekosysteme der Erde. Doch seine verschiedenen Teilgebiete sind auch innerhalb des Postglazials recht unterschiedlich alt. Ebenso verschiedenartig sind die oekologischen Gegebenheiten. Es stellt sich die Frage, ob die Taiga als ein einziges Oekosystem betrachtet werden darf. Die laufenden oekologischen Untersuchungen sollen die Ursachen fuer den lichten Stand der Baeume in einzelnen Teilen der Taiga klaeren. Von Bedeutung sind dabei Fragen nach Art, Ort und Intensitaet der Wurzelkonkurrenz sowie nach den oekologischen Folgen der Nadelstreu und des Moos- und Flechtenteppichs im Hinblick auf den Wasser und Waermehaushalt und auf die Bestandesverjuengung. Die Untersuchungen werden in Kanada, Nordeuropa und Ostjakutien durchgefuehrt.
Durch die Struktur der Holzvorräte mit höheren Anteilen der Stärkeklassen 4-6 wird der Holzeinschlag künftig verstärkt in natürlich zu verjüngenden überwiegend reine Fichtenaltholz- bzw. Umbaubestände konzentriert. Daraus können erhöhte abiotische und biotische Risiken erwachsen. Es sind alternative Konzepte zur Ablösung der früheren Praxis flächenweiser Räumung gefragt. Sie sollen als Demonstrations- und Versuchsflächen für eine ressourcenschonende Praxis dienen. Dazu werden in den wichtigsten Wuchsgebieten Beispielsbestände ausgesucht, behandelt und bis zum Abschluss der Verjüngung beobachtet.
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