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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.


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, (4.) Art und Umfang forstlicher Eingriffe, (5.) die Menge und Zusammensetzung des Totholzes und (6.) das Vorkommen und Häufigkeit von Mikrohabitaten quantifiziert.

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

Seit 2019 sind wir zudem im neuen Waldexperiment FOX engagiert, zu dessen Design, Planung und Implementierung wir maßgeblich beigetragen haben.

Abb. 1 Design des FOX - Waldexperiments

Inventuren sind häufig die Basis unserer Arbeiten, Wir lokalisieren, zählen und messen also die Zielobjekte, seien das lebende Bäume, Totholzobjekte oder Habitate. Zeitliche Änderungen quantifizieren wir an Hand von Wiederholungsinventuren. Zusätzlich verwenden wir terrestrische Laserscanner.


In dieser Phase (6. Phase, 2020 – 2023) ist geplant:

Experimentierplots – EP

  • Durchführung der 3. Wiederholungs-Waldinventur
  • Durchführung der 2. Laserscanning-Inventur
  • Inventur von Wildverbiss an der Gehölzverjüngung
  • Quantifizierung von Waldwachstum, Erntemengen, und natürlicher Mortalität
  • Quantifizierung der Dynamik der Bestandesstruktur

 

Neues Waldexperiment – FOX

  • Dokumentation der Totholzstämme
  • Beprobung der Totholzstämme durch Bohrungen
  • Monitoring des Kronenschlusses mit Laserscanning
  • Monitoring der Wurzelentwicklung in der Kronenlücke
  • Monitoring der Baumverjüngung
Abb. 2 Durchführung eines Lochhiebes

Wir fanden, dass die unterschiedliche Bewirtschaftung von Wäldern einschließlich der Stilllegung von Wirtschaftswäldern, das Waldwachstum, die Waldstruktur und die Biodiversität unterschiedlich beeinflussen. Dabei trat auch Überraschendes zu Tage.

Unser wichtigstes Ergebnis ist der positive Effekt einer vielfältigen Waldbewirtschaftung auf die Biodiversität von Waldlandschaften. Diese positiven Wirkungen auf die Biodiversität beruhen maßgeblich auf den durch unterschiedliche Waldbehandlungen erzeugten unterschiedlichen (Umwelt)Bedingungen in Wäldern, z. B. durch unterschiedliche Baumartenzusammensetzungen oder unterschiedliche Waldentwicklungsphasen (Ehbrecht et al. 2019), die jeweils spezifischen Artengemeinschaften Lebensraum bieten. Diversität der Waldbewirtschaftung führt also zu biotischer Diversität (Ammer et al. 2017, Heinrichs et al. 2020).

So zeigten Waldlandschaften aus Buchen- und Kiefern-Reinbeständen einen höheren Artenreichtum als die jeweiligen Reinbestands-Landschaften und zusätzlich auch als Buchen-Kiefern-Mischbestände für Pflanzen und Flechten (Heinrichs et al. 2019) und andere Artengruppen. Im Vergleich von Waldbewirtschaftungssystemen ergab sich, dass die Heterogenität zwischen jungen und alten Entwicklungsphasen im sogenannten Altersklassenwald (d. h. ein System das sich aus mehreren Beständen zusammensetzt, die sich im Alter zwischen den Flächen unterscheiden, deren Bäume innerhalb einer Fläche aber gleichalt sind) für die Biodiversität vieler Artengruppen, z.B. Vögel, Käfer, Spinnen, Pflanzen und Flechten, wichtiger ist als die kleinflächige Heterogenität in sogenannten Plenterwäldern, das sind Wälder in denen Bäume jeden Alters intensiv gemischt sind (Schall et al. 2018a). Erst wenige Jahrzehnte aus der Nutzung genommene Wälder trugen nur ausnahmsweise zur biotischen Bereicherung der Waldlandschaften bei (z.B. Totholzpilze), während das Gros der Arten, die sogenannte Multi-Diversität, von einem hohen Anteil an Altersklassenwäldern profitiert (siehe Abb. 1, Schall et al. 2020). Die noch geringe Wirkung noch nicht lange aus der Nutzung genommener Wälder auf die Biodiversität ist näher betrachtet allerdings nicht überraschend, befinden sich diese Wälder doch zumeist noch in der Optimalphase mit noch hohen Zuwächsen von 7 m³ ha-1 Jahr-1, einem komplett geschlossenen Kronendach und einer homogenen Vertikalstruktur (Schall et al. 2018b). Diese Einheitlichkeit wird sich erst mit der Zeit oder durch Störungen auflösen und dadurch die für die Biodiversität offenbar sehr förderliche Diversität der abiotischen Bedingungen erzeugen.

Die modulierende Wirkung von Hiebseingriffen zeigte sich auch im Zeitverlauf. So wiesen Wirtschaftswälder nur bei höherer Eingriffsstärke keine Abnahme der Diversität von Arthropoden auf, die sonst in den Wäldern wie im Grünland beobachtet wurde (Seibold et al. 2019, Extended Data Fig. 4).

Abb. 3 Gamma-Multidiversität in % (a) und relative Gamma-Diversität (b) von 14 taxonomischen Gruppen für Waldlandschaften mit unterschiedlichen Anteilen an gleichaltrigen (EA), ungleichaltrigen (UEA) und unbewirtschafteten (UNM) Wäldern

Doc
Modelling the effects of forest management on landscape-level microclimate heterogeneity in European beech forests based on airborne laser scanning data (ALS)
Menge J. H. (2021): Modelling the effects of forest management on landscape-level microclimate heterogeneity in European beech forests based on airborne laser scanning data (ALS). Master thesis, University Göttingen
Doc
Seidel D., Stiers M., Ehbrecht M., Werning M., Annighöfer P. (2021): On the structural complexity of central European agroforestry systems: a quantitative assessment using terrestrial laser scanning in single-scan mode. Agroforestry systems 95, 669–685. doi: 10.1007/s10457-021-00620-y
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Annahmen und Ergebnisse zur Biodiversität im Wirtschafts- wald – Neues aus der Biodiversitätsforschung
Heinrichs S., Schall P., Ammer C., Fischer M., Gossner M. (2020): Annahmen und Ergebnisse zur Biodiversität im Wirtschaftswald – Neues aus der Biodiversitätsforschung. WSL-Berichte 100: 15-29.
Mehr Informationen:  www.wsl.ch
Doc
Genaue Baumartenkartierung aus hochauflösenden UAV-basierten RGB-Bildern, ermöglicht durch neuronale Netzwerke
Schiefer F., Kattenborn T., Frick A., Frey J., Schall P., Koch B., Schmidtlein S. (2020): Mapping forest tree species in high resolution UAV-based RGB-imagery by means of convolutional neural networks. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 170, 205-215. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2020.10.015
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Bae S., Heidrich L., Levick S. R., Gossner M. M., Seibold S., Weisser W. W., Magdon P., Serebryanyk A., Bässler C., Schäfer D., Schulze E.-D., Doerfler I., Müller J., Jung K., Heurich M., Fischer M., Roth N., Schall P., Boch S., Wöllauer S., Renner S. C., Müller J. (2021): Dispersal ability, trophic position and body size mediate species turnover processes: Insights from a multi‐taxa and multi‐scale approach. Diversity and Distributions 27 (3), 439-453. doi: 10.1111/ddi.13204
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Dynamics of three-dimensional forest structure and canopy openness in European beech forests
Dynamik von dreidimensionaler Waldstruktur und Kronenbeschirmung in europäischen Buchenwäldern
Schmucker J. (2020): Dynamics of three-dimensional forest structure and canopy openness in European beech forests. Master thesis, University Göttingen
Doc
Bestimmung der structurellen Bestandeskomplexität aus luftgestützen Laserscanningdaten- was sagt sie uns über den Wald?
Seidel D., Annighöfer P., Ehbrecht M., Magdon P., Wöllauer S., Ammer C. (2020): Deriving stand structural complexity from airborne laser scanning data - What does it tell us about a forest? Remote Sensing 12, 1854. doi: 10.3390/rs12111854
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Dorji Y., Annighöfer P., Ammer C. Seidel D. (2019): Response of Beech (Fagus sylvatica L.) Trees to Competition—New Insights from Using Fractal Analysis. Remote Sensing 11 (22), 2656. doi: 10.3390/rs11222656
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Kann die Multitaxa-Biodiversität in europäischen Buchenwaldlandschaften durch die Kombination verschiedener Managementsysteme erhöht werden?
Schall P., Heinrichs S., Ammer C., Ayasse M., Boch S., Buscot F., Fischer M., Goldmann K., Overmann J., Schulze E.-D., Sikorski J., Weisser W. W., Wubet T., Gossner M. M. (2020): Can multi‐taxa diversity in European beech forest landscapes be increased by combining different management systems? Journal of Applied Ecology 57 (7), 1363-1375. doi: 10.1111/1365-2664.13635
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Mischungen unterschiedlicher Reinbestände auf Landschaftsebene sind effektiver für die Biodiversität von Gefäßpflanzen, Moosen und Flechten als Mischbestände
Heinrichs S., Ammer C., Mund M., Boch S., Budde S., Fischer M., Müller J., Schöning I., Schulze E.-D., Schmidt W., Weckesser M., Schall P. (2019): Landscape-Scale Mixtures of Tree Species are More Effective than Stand-Scale Mixtures for Biodiversity of Vascular Plants, Bryophytes and Lichens. Forests 10 (1), 73. doi: 10.3390/f10010073
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Wildausschluss beeinflusst Strauchvegetation stärker als Krautvegetation in 147 Waldflächen dreier deutscher Regionen
Schäfer D., Prati D., Schall P., Ammer C., Fischer M. (2019): Exclusion of large herbivores affects understorey shrub vegetation more than herb vegetation across 147 forest sites in three German regions. PLoS ONE 14(7): e0218741. doi: 10.1371/journal.pone.0218741
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Ehbrecht M., Schall P., Ammer C., Fischer M., Seidel D. (2019): Effects of structural heterogeneity on the diurnal temperature range in temperate forest ecosystems. Forest Ecology and Management 432, 860-867. doi: 10.1016/j.foreco.2018.10.008
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Einfluss der Baumartenmischung auf die Komplexität der Bestandesstruktur
Juchheim J., Ehbrecht M., Schall P., Ammer C., Seidel D. (2020): Effect of tree species mixing on stand structural complexity. Forestry: An International Journal of Forest Research 93 (1), 75–83. doi: 10.1093/forestry/cpz046
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Ehbrecht M. A. (2017): Quantifying three-dimensional stand structure and its relationship with forest management and microclimate in temperate forest ecosystems. Dissertation, University Göttingen
Mehr Informationen:  ediss.uni-goettingen.de
Doc
Graf W., Kleinn C., Schall P., Nauss T., Detsch T., Magdon P. (2019): Analyzing the relationship between historic canopy dynamics and current plant species diversity in the herb layer of temperate forests using long-term Landsat time series. Remote Sensing of Environment 232, 111305. doi: 10.1016/j.rse.2019.111305
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Qualitative und quantitative Analyse der Totholzvorräte des Biodiversitäts-Exploratoriums Schwäbische Alb
Szemes D. G. C. A. (2018): Qualitative und quantitative Analyse der Totholzvorräte des Biodiversitäts-Exploratoriums Schwäbische Alb. Bachelor thesis, University Göttingen
Doc
Kukunda C. B., Beckschäfer P., Magdon P., Schall P., Wirth C., Kleinn C. (2019): Scale-guided mapping of forest stand structural heterogeneity from airborne LiDAR. Ecological indicators 102, 410-425. doi: 10.1016/j.ecolind.2019.02.056
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Fraktale analyse von Stammfußkarten
Seidel D., Annighöfer P., Ehbrecht M., Ammer C., Schall P. (2018): Applying fractal analysis to stem distribution maps. Ecological Indicators 93, 243-246. doi: 10.1016/j.ecolind.2018.05.016
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Eine holistischer Ansatz zur Bestimmung der strukturellen Komplexität von Bäumen
Seidel D. (2018): A holistic approach to determine tree structural complexity based on laser scanning data and fractal analysis. Ecology and Evolution Seidel D. (2018): A holistic approach to determine tree structural complexity based on laser scanning data and fractal analysis. Ecology and Evolution 8 (1), 128–134. doi: 10.1002/ece3.3661. doi: 10.1002/ece3.3661
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Waldbewirtschaftung und Biodiversität: Vielfalt ist gefrag
Ammer C., Schall P., Goßner M. M., Heinrichs S., Boch S., Prati D., Jung K., Baumgartner V., Blaser S., Böhm S., Buscot F., Daniel R., Goldmann K., Kaiser K., Kahl T., Lange M., Müller J., Overmann J., Renner S. C., Schulze E.-D., Sikorski J., Tschapka M., Türke M., Weisser W. W., Wemheuer B., Wubet T., Fischer M. (2017): Waldbewirtschaftung und Biodiversität: Vielfalt ist gefragt! Allgemeine Forst Zeitschrift/Der Wald 17, 20-25
Doc
Annighöfer P., Metz J., Schall P., Schulze E.-D., Ammer C. (2017): Buche in Mischbeständen bei Trockenheit weniger gestresst. Allgemeine Forst Zeitschrift/Der Wald 72 (17), 13-15
Mehr Informationen:  www.forstpraxis.de
Doc
Beziehungen zwischen Waldbewirtschaftung, Bestandsstruktur und Produktivität in verschiedenen mitteleuropäischen Wäldern
Schall P., Schulze E.-D., Fischer M., Ayasse M., Ammer C. (2018): Relations between forest management, stand structure and productivity across different types of Central European forests. Basic and Applied Ecology 32, 39-52. doi: 10.1016/j.baae.2018.02.007
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Ehbrecht M., Schall P., Ammer C., Seidel D. (2017): Quantifying stand structural complexity and its relationship with forest management, tree species diversity and microclimate. Agricultural & Forest Meteorology 242, 1–9. doi: 10.1016/j.agrformet.2017.04.012
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Effektive Anzahl an Schichten: ein neues Maß zur Beschreibung der vertikalen Bestandesstruktur mithilfe terrestrischen Laserscannings
Ehbrecht M., Schall P., Juchheim J., Ammer C., Seidel D. (2016): Effective number of layers: A new measure for quantifying three-dimensional stand structure based on sampling with terrestrial LiDAR. Forest Ecology and Management 380, 212–223. doi: 10.1016/j.foreco.2016.09.003
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Die Auswirkungen bestandesweiser und einzelbaumweiser Waldbewirtschaftung auf die regionale Artenvielfalt mehrerer Taxa in europäischen Buchenwäldern
Schall P., Gossner M. M., Heinrichs S., Fischer M., Boch S., Prati D., Jung K., Baumgartner V., Blaser S., Böhm S., Buscot F., Daniel R., Goldmann K., Kaiser K., Kahl T., Lange M., Müller J., Overmann J., Renner S., Schulze E.-D., Sikorski J., Tschapka M., Türke M., Weisser W. W., Wemheuer B., Wubet T., Ammer C. (2018): The impact of even-aged and uneven-aged forest management on regional biodiversity of multiple taxa in European beech forests. Journal of Applied Ecology 55 (1), 267–278. doi: 10.1111/1365-2664.12950
Mehr Informationen:  doi.org

Die sogenannten Kernprojekte der BE gingen aus dem Projekt zur Flächenauswahl und dem Aufbau der Exploratorien (2006-2008) hervor. Sie stellen seit 2008 die Infrastruktur bereit und erheben für alle Projekte wichtige Basisinformationen zu Landnutzung, Diversität und Ökosystemprozessen (Langzeitmonitoring). Zudem sie koordinieren projektübergreifende Aktivitäten wie etwa verschiedene Grossexperimente.

Projekt in anderen Förderperioden

Waldstruktur (Kernprojekt)
#Wald & Totholz  #2017 – 2020  #Artenvielfalt […]

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Christian Ammer
Projektleiter
Prof. Dr. Christian Ammer
Georg-August-Universität Göttingen
Dr. Peter Schall
Mitarbeiter
Dr. Peter Schall
Georg-August-Universität Göttingen
Dr. Martin Ehbrecht
Mitarbeiter
Dr. Martin Ehbrecht
Georg-August-Universität Göttingen
Sylvia Bondzio
Mitarbeiterin
Sylvia Bondzio
Georg-August-Universität Göttingen
Karl-Heinz Heine
Mitarbeiter
Karl-Heinz Heine
Georg-August-Universität Göttingen
Andreas Parth
Mitarbeiter
Andreas Parth
Georg-August-Universität Göttingen
Michael Unger
Mitarbeiter
Michael Unger
Georg-August-Universität Göttingen
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