Kernprojekt 6 - Waldstruktur: Eigenschaften, Struktur und Bewirtschaftung der Wald-Experimentierplot

 

Bisherige Arbeiten (2014 - 2017)

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Christian Ammer

Dr. Peter Schall

Martin Ehbrecht

Karl-Heinz Heine

Andreas Parth

Michael Unger

(Uni Göttingen)

Eigenschaften von Wäldern, insbesondere deren Zusammensetzung, Struktur und Produktivität, beeinflussen abiotische, biotische und ökosystemare Prozesse, die Verfügbarkeit von Ressourcen und Lebensräumen und damit potentiell die Biodiversität. Durch forstliche Bewirtschaftung werden die Eigenschaften von Wäldern mehr oder weniger stark verändert, in Abhängigkeit von der Intensität der forstlichen Eingriffe und dem natürlichen Regenerationsvermögen (Resilienz) der Wälder. Relativ zum aktuellen oder „natürlichen“ Zustand der Wälder, wobei der natürliche Zustand in Zentraleuropa nur annähernd quantifizierbar ist, können forstliche Eingriffe die Struktur von Waldbeständen homogenisieren aber auch heterogener gestalten.

Die Wälder der Exploratorien spannen einen Gradienten hinsichtlich ihrer Entstehung, Baumartenzusammensetzung, Waldentwicklungsphase, Altersstrukturierung, Schichtung und horizontalen Heterogenität. Das Spektrum der bewirtschafteten Wälder reicht von gepflanzten, gleichaltrigen, einschichtigen Nadelholzbeständen (Fichte oder Kiefer) über naturverjüngte, gleichaltrige, ein- bis zweischichtige Laubholzbestände (Buche oder Eiche) in unterschiedlichen Waldentwicklungsphasen bis zu gleichaltrigen, anthropogen bedingten Mischwäldern sowie ungleichaltrigen Buchenwälder. Zudem werden relativ alte, seit einiger Zeit nicht mehr bewirtschaftete Buchen- und Buchenmischwälder untersucht.

 

Ziele

Ein Ziel des Kernprojekts Waldstruktur ist es, umfassende Daten zu Eigenschaften und Bewirtschaftung für alle Wald-Experimentierplots bereitzustellen. Die daraus resultierenden Informationen und Kennwerte können als erklärende Variablen innerhalb der funktionalen Biodiversitätsforschung dienen. Im Einzelnen werden (1.) Merkmale der Struktur der Waldbestände einschließlich deren (2.) Veränderung durch Bewirtschaftung und natürliche Prozesse, (3.) die Bestandesentwicklung und Produktivität und (4.) Art und Umfang forstlicher Eingriffe quantifiziert.

Darüber hinaus werden bereits existierende Ansätze zur Quantifizierung der forstlichen Landnutzungsintensität weiterentwickelt um die Beziehung zwischen Waldeigenschaften und forstlicher Bewirtschaftung zu analysieren.

 

Methoden

Merkmale der Waldstruktur der Experimentierplots werden auf der Basis der bereits vorliegenden Erstinventur (insg. 78234 Bäume) und einer Wiederholungsinventur, vorhandenen Laserscannerdaten aus Befliegungen und im Rahmen des laufenden Projekts erhobenen Strukturdaten aus terrestrischem Laserscanning berechnet.
Die Wiederholungsinventur sechs Jahre nach der Erstinventur bildet die Grundlage für Analysen zur Veränderung der Waldstruktur und zur Entwicklung und Produktivität der Waldbestände.

Für die Quantifizierung von Art und Umfang forstlicher Eingriffe werden die Informationen des laufenden Landnutzungs-Monitorings, dabei insbesondere die Daten zum Holzeinschlag im Zuge von Durchforstungen oder Endnutzungen, verwendet.

 

Bisherige Arbeiten (2011 - 2014)

Walddiversität: Systematische Erfassung von Waldstruktur und Biodiversitätsindikatoren

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Christoph Kleinn

Dr. Lutz Fehrmann

Dr. Rainer Schulz

Dr. Paul Magdon

(Universität Göttingen)

Auf Basis eines kohärenten Netzes von Stichprobenpunkten auf der Gesamtwaldfläche der Exploratorien werden waldmesskundliche Variablen sowie Diversitätsindikatoren erfasst, um diese Zielgrößen auf Landschaftsebene zu schätzen.


Erweiterung des Monitoring-Konzeptes über ein systematisches Netz von Stichprobenpunkten

Um Aussagen zu Auswirkungen unterschiedlicher forstlicher Nutzungsintensitäten auf die Biodiversität von Wäldern auf der Maßstabsebene der Exploratorien statistisch abzusichern, wird das bestehende Waldinventur-Konzept erweitert. Den zentralen Ansatzpunkt bildet hierbei die Implementierung eines langfristigen Stichproben-, Plot- und Auswertungsdesigns, das es ermöglicht, die Variabilität und Schätzgenauigkeit der erfassten Kenngrößen anzusprechen. Letztere umfassen neben waldmesskundlichen Variablen auch Struktur- und Biodiversitätsindikatoren sowie Kenngrößen zu Aufkommen und Qualität von Totholz und Verjüngung.
Das systematische Inventurdesign auf der Gesamtfläche der Exploratorien ermöglicht die wiederholte Erfassung der Variablen und somit eine fortgesetzte Einschätzung zur Entwicklung der Walddiversität auf Landschaftsebene.

Fortführung der Inventur auf den Experimentellen Plots

Neben der gebietsweiten stichprobenbasierten Inventur werden auch die Aufnahmen auf den Experimentellen Plots (EPs und VIPs) fortgesetzt. Diese Plots entstammen einer 'gelenkten stratifizierten Auswahl’, welche die Zugehörigkeit der gewählten Punkte zu definierten Kategorien der Landnutzung in den Auswahlprozess einbezieht. Somit ist ihre Auswahl optimiert im Hinblick auf die Untersuchung von Behandlungseffekten auf den Plots (z.B. forstliche Nutzungsintensitäten) und kann wichtige Information zu Funktionen und Prozessen liefern, die auf diesen Flächen wirksam sind. Unter Einbeziehung der systematischen Inventur lässt sich prüfen, inwieweit die Experimentellen Plots 'repräsentativ' bezüglich der Verteilungen der untersuchten Zielvariablen auf Landschaftsebene sind. 

Regionalisierung

Die Regionalisierung zentraler Indikatorvariablen für die Waldbiodiversität wird ausgehend von den Daten der systematischen Inventur vorgenommen. Zielvariablen sind hierbei z.B. Baumart, Bestandesdichte und oberirdische Biomasse. Eine zentrale Rolle bei der Ableitung flächendeckender Schätzungen in Form von Karten wichtiger Diversitätsvariablen spielen Fernerkundungsdaten (digitale Luftbilder, RapidEye-Satellitenszenen). Die Regionalisierung stellt Information bereit, die es auch anderen Teilprojekten ermöglicht, die Beziehung zwischen Nutzungsart bzw. –intensität und Diversität in den Waldflächen zu erklären.

 

 

Bisherige Arbeiten (Abschluss 2011): Stoffkreisläufe und Forst

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Ernst-Detlef Schulze (Emeritus)

Vergleich der Verjüngungsmuster von Wäldern
Einfluss von Struktur und Diversität des Oberstandes auf das Verjüngungsmuster

(Max-Planck Institut für Biogeochemie, Jena)

Basierend auf der Hypothese, dass diverse Ökosysteme nicht nur produktiver, sondern auch resistenter gegenüber Klimaextremen sein sollten, hat dieses Projekt folgende Ziele:

1.
die regionale Erfassung von Biomasse, Walddiversität und des Managements als Basis für die Auswahl der Experimentierplots (EPs)
 
2.
die Inventur der EPs bzgl. Baum- und Artenverteilung

Methoden

Waldinventur

Experimente

-   Auszäunungsexperiment im Wald

-   Etablierung von BELongDead