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Biodiversität und Wald
Vortrag von Ralf Carl
• 1. Begriff Biodiversität
• 2. Bedeutung der Biodiversität
• 3. Globale Gefährdung
Exkurs: Populationsökologie
• 4. Merkmale artenreicher Lebensräume
• 5. Wald-Ökologie
• 6. Zustand der deutschen Wälder – Modell des Waldsterbens
• 7. Lösungsansätze
Biodiversität und Wald
„Planetare Grenzen“:
https://de.wikipedia.org/wiki/Planetare_Grenzen#/media/Datei:Planetary_Boundaries_2015.svg
1. Begriff Biodiversität
• Artenvielfalt
• Formenvielfalt
• Genetische Vielfalt
• Vielfalt der Ökosysteme
1.1 Artenzahl vs. Formenvielfalt
https://apps-cloud.n-tv.de/img/14201046-1419236243000/3-4/750/3mph0915.jpg, 09.09.2019 https://www.alnatura.de/~/media/Images/Content/Kochen%20und%20Geniessen/Warenkunde/Kohl.jpg, 09.09.19
1.2 Artenvielfalt
• Stand heute: ca. 2 Mio bekannte Arten auf der Erde
• aber:
• Was ist eine Art?
• biologische Definition: Gesamtheit der Organismen, die untereinander
durch sexuelle Fortpflanzung fruchtbare Nachkommen erzeugen können.
→ nur sinnvoll für manche Organismengruppen…
• Unbekannte Arten?
→Artenzahlen variieren stark je nach Quelle!!!
1.2 Zahl der bekannten Arten
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/Species_diversity_pie_chart_DE.svg/1024px-Species_diversity_pie_chart_DE.svg.png, 09.09.19
2. Nutzen der Biodiversität
• Eigenwert der Kreatur
• Funktion und Stabilität von Ökosystemen
→ Ökosystemleistungen…
2.1 Ökosystemleistungen
Living Planet Report 2018
Ökosysteme
https://meinlehrmittel.de/media/images/info/T3011av.jpg, 09.09.19
Lebensgemeinschaft = Summe der Populationen + Interaktion
2.2 Vernetzung, Komplexität und Stabilität
Simulationen zeigen:
Entfernen von Top-Prädator („Spitze der Nahrungskette“):
-je komplexer System, umso instabiler
→Störung pflanzt sich nach „unten“ fort
Störung „von unten“:
-je komplexer System, umso stabiler
2.2 Vernetzung, Komplexität und Stabilität
2.3 Schlüssel-Arten
→ spielen besonders entscheidende Rolle in Ökosystemen
https://www.lfu.bayern.de/natur/sap/arteninformationen/steckbrief/zeige?stbname=Dryocopus+martius, https://www.umweltbundesamt.de/honigbiene, https://www.das-tierlexikon.de/seeotter/, 05.05.2021
3.1 Artensterben im Rückblick
https://en.wikipedia.org/wiki/Biodiversity, 10.09.2019
3.1 Artensterben im Rückblick
Aussterberate heute 10-100 mal höher als in letzten 10 Mio Jahren!!!
IPBES: Global Assessment Report 2019
→insgesamt seit 1500:
680 Wirbeltierarten
3.2 Vom Aussterben bedrohte Arten
• Schätzung insgesamt: 1 Mio Arten (25 %) vom Aussterben bedroht
IPBES: Global Assessment Report 2019
3.2 Rote-Liste-Index und Living-Planet-Index
IPBES: Global Assessment Report 2019
Living Planet Report 2018
Rote-Liste-Index:
gemittelte Überlebenswahrscheinlichkeit
für Gruppe von Arten
Living-Planet-Index:
Wirbeltierbestände (Populationsgröße) summiert
(insgesamt)
(Süßwasserarten)
3.3 Ursachen des Artensterbens
Living Planet Report 2018
Exkurs: Bedeutung der Populationsgröße
→ minimale überlebensfähige effektive Populationsgröße
Minimallebensraum und Randeffekte
• minimale überlebensfähige effektive Populationsgröße
(bei Wirbeltieren > 100) → Minimallebensraum
• Randeffekte durch Zerschneidung von Lebensräumen:
Metapopulationen
→ Genetischer Austausch steigert Gesamtüberlebenswahrscheinlichkeit
Korridore und Trittsteine
• Biotopverbund
→Metapopulationskonzept
https://de.wikipedia.org/wiki/Eurasischer_Luchs, http://www.werkstatt-treff.de/images/2014/Teich/dia1.jpg, http://www.hochmoseluebergang.rlp.de/fileadmin/_processed_/d/8/csm_20140902_B50n-BW14-im-Zuge-der-A1_BUE-Sm_04_c2819a7094.jpg, 24.01.2020
Verbreitung des Luchses in Deutschland (2014)
Korridore und Trittsteine
• Biotopverbund
→Metapopulationskonzept
https://de.wikipedia.org/wiki/Eurasischer_Luchs, http://www.werkstatt-treff.de/images/2014/Teich/dia1.jpg, http://www.hochmoseluebergang.rlp.de/fileadmin/_processed_/d/8/csm_20140902_B50n-BW14-im-Zuge-der-A1_BUE-Sm_04_c2819a7094.jpg, 24.01.2020
Verbreitung des Luchses in Deutschland (2014)
Grünbrücke
4.1 Artendichte am Beispiel Gefäßpflanzen
https://de.wikipedia.org/wiki/Artenvielfalt, 05.05.2021
4.2 Ressourcen-Angebot und Artenzahl
Bsp. Beobachtungen bei Stuttgart auf Dauergrünland nach Düngung:
https://www.lfl.bayern.de/mam/cms07/ipz/dateien/aggf_2019_thumm_breinlinger.pdf
4.2 Ressourcen-Angebot und Artenzahl
4.3 Störfrequenz und Artenzahl
Störung: kurzfristiger Einschnitt in ein Ökosystem
Bsp.: Feuer, Umfallen eines großen Baumes, Unwetter
Arten mit schneller Reproduktion (r-Strategen):
-haben nach Störung wenig Konkurrenz
→ können betroffenes Gebiet schnell besiedeln
→ profitieren von hoher Störfrequenz
Arten mit langsame Reproduktion (K-Strategen):
-benötigen „sichere“ Habitate
→ setzen sich langfristig geg. r-Strategen durch
→ profitieren von niedriger Störfrequenz
→ höchste Artendichte: bei mittlerer Störfrequenz!
Lebensräume und Biodiversität
Zusammenfassung
Allgemeine Merkmale artenreicher Lebensräume:
-groß (Minimallebensraum und Randeffekte!)
-strukturiert, in sich selbst divers
-mit Verbindungen zu ähnlichen Lebensräumen
(genetischer Austausch, Metapopulationen!)
-eher äquatorial, eher geringe Höhenstufe
-geringes Ressourcen-Angebot
-geringe bis mittlere Störfrequenz
5. Ökosystem Wald
https://www.knappmann.de/blog/wann-ist-ein-wald-ein-wald.html, 05.05.2021
5.1 Besonderheiten des Ökosystems Wald
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Stockwerke_wald.png
Schichtung:
5.1 Ökosystem Wald: Baumschicht
5.1 Ökosystem Wald: Krautschicht
Ökosystem Wald: Moos-/Bodenschicht
5.1 Besonderer Lebensraum Totholz
5.1 Interaktion und Vernetzung im Wald
Beispiele:
• komplexe Nahrungsnetze (s.o.)
• Beispiel Schwarzspecht (s.o.)
• Mykorrhiza: „Internet des Waldes“
https://www.gartenfreunde.de/gartenpraxis/gartenpflege/was-ist-mykorrhiza/, https://slideplayer.org/slide/912772/3/images/19/Schema+einer+ausgebildeten+Ektomykorrhiza.jpg 05.05.2021
5.1 Besonderheiten des Ökosystems Wald
• Zusammenfassung:
• hohe Nettoprimärproduktion (Fotosynthese-Leistung) und viel
Gesamt-Biomasse
• Schichtung, stark 3-dimensionaler Lebensraum
• gemäßigte Breiten: ausgeprägte saisonale Phänologie
→große Vielfalt ökologischer Nischen
→hohe Biodiversität!
• starker Vernetzungsgrad („Superorganismus“)
5.2 Wald-Typen
• Charakterisierung nach:
-bestandsbildenden Baumarten
-Boden (Kalk, neutral, sauer)
-Grad und Art der Bewirtschaftung
-Alter (in Deutschland eher junge Wälder, praktisch kein Urwald)
Die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft unterscheidet
sich sehr stark je nach Wald-Typ.
Wald ist nicht gleich Wald!
Beispiel: Saurer Fichtenwald
Typische Merkmale:
-bestandsbildend Fichte
-wenig andere Bäume (z.B. Eberesche)
-Boden sauer
-ganzjährig eher dunkel
→wenig ausgeprägte Krautschicht
→eher artenarm
-ausgeprägte Moos-/Boden-Schicht
(„Pilzsammler-Wald“)
-häufig im Mittelgebirge, aber dort nicht ursprünglich
Beispiel: Orchideen-Buchenwald
Typische Merkmale:
-bestandsbildend Buche
-weitere Bäume: Eiche, Elsbeere, Ahorn
-Boden stark kalkhaltig, basisch
-im Winterhalbjahr hell
→ausgeprägte Krautschicht im Frühjahr!
(u.a. Leberblümchen, Orchideen)
→sehr artenreich
-dichte Laub-Auflage (verrottet sehr langsam)
-kaum Moos
-z.B. um Jena
5.2 Bewirtschaftungs-Typen von Wäldern
• Altersklassenwald vs. Dauerwald
• Besondere Form Mittelwald:
https://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/fva_prozessschutz/menschliche_beeinflussung_wald, http://www.boscor.de/wp-content/uploads/2018/08/Boscor-Gruppe-Forstwirtschaft-Waldumbauszenario-Slider1.jpg, 25.01.2020
https://de.wikipedia.org/wiki/Mittelwald#/media/Datei:Mittelwaldwirtschaft_Bielefeld_1.JPG, 05.05.2021
Flächen-Kahlschlag und Neupflanzung Entnahme einzelner, „reifer“ Bäume
2 Baumschichten, nur untere wird entnommen
5.3 Sukzession
→ natürliche Abfolge verschiedener ökologischer Stadien:
→ relativ gut vorhersagbar, aber auch Zufallseffekte (z.B. „Gründer-Effekt“)
Artenzahl
K-Strategen
5.3 Mosaik-Zyklus-Konzept
https://www.anl.bayern.de/publikationen/spezialbeitraege/doc/lsb1991_05_gesamtheft.pdf, 05.05.2021
Urwald ist Mosaik aus
verschiedenen Sukzessions-
Phasen
→ sehr hohe Biodiversität
Bewirtschaftungs-Typen von Wäldern
• Altersklassenwald vs. Dauerwald
• „Natürlicher“ Wald: Mosaik von Sukzessionsstadien
→ hohe Biodiversität
• Problem in Nutzwäldern: späte Stadien fehlen
https://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/fva_prozessschutz/menschliche_beeinflussung_wald, http://www.boscor.de/wp-content/uploads/2018/08/Boscor-Gruppe-Forstwirtschaft-Waldumbauszenario-Slider1.jpg, 25.01.2020
Flächen-Kahlschlag und Neupflanzung Entnahme einzelner, „reifer“ Bäume
6. Waldsterben
Quelle: Stadtforst Jena, KSJ
6.1 Jahresniederschlag und Hitzetage in Jena
Jahr Gesamtniederschlag
in mm
Hitzetage (>30°C)
Mittel (1981-2010) 600-700 8-10
2016 528 21
2017 648 17
2018 415 37
2019 485 32
2020 595 19
Quellen: thüringen.de, WetterKontor
6.1 Dürre in Deutschland seit 2018!!!
Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – Dürremonitor Deutschland
6.1 Dürre in Deutschland seit 2018!!!
Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – Dürremonitor Deutschland
Quelle: Stadtforst Jena, KSJ
Quelle: Stadtforst Jena, KSJ
besonders kritisch: Monokulturen!
6.3 Modell des Waldsterbens
Trockenheit + Hitze Trockenstress
der Bäume
Lichtung des
Kronendachs
6.3 Modell des Waldsterbens
Trockenheit + Hitze Trockenstress
der Bäume
Lichtung des
Kronendachs
Stärkere
Sonneinstrahlung
in tiefere Schichten
Abnahme der
Wasserspeicher-
Fähigkeit des Waldes
6.3 Modell des Waldsterbens
Trockenheit + Hitze Trockenstress
der Bäume
Lichtung des
Kronendachs
Stärkere
Sonneinstrahlung
in tiefere Schichten
Austrocknung der
Moos- und
Bodenschicht
„Sonnenbrand“
an Rinde
Abnahme der
Wasserspeicher-
Fähigkeit des Waldes
6.3 Modell des Waldsterbens
Trockenheit + Hitze Trockenstress
der Bäume
Lichtung des
Kronendachs
Stärkere
Sonneinstrahlung
in tiefere Schichten
Austrocknung der
Moos- und
Bodenschicht
„Sonnenbrand“
an Rinde
Anfälligkeit der Bäume nimmt zu
Abnahme der
Wasserspeicher-
Fähigkeit des Waldes
Schädigung der
Mykorrhiza
6.3 Modell des Waldsterbens
Trockenheit + Hitze Trockenstress
der Bäume
Lichtung des
Kronendachs
Stärkere
Sonneinstrahlung
in tiefere Schichten
Austrocknung der
Moos- und
Bodenschicht
„Sonnenbrand“
an Rinde
Anfälligkeit der Bäume nimmt zu
Schädlingsbefall
der Bäume
Abnahme der
Wasserspeicher-
Fähigkeit des Waldes
Schädigung der
Mykorrhiza
Zusätzlich: Brände
7. Lösungsansätze?
7.1: zur Erhalt der Biodiversität: Artenschutz, Naturschutz
7.2: zum Erhalt der Wälder
7.1 Generelles Verfahren im Artenschutz
Schritt 1: Wissen generieren und Bestandsaufnahme
→Lebensweise und Voraussetzungen einer Art
→Kartierung
→Erstellen von Roten Listen (in Thüringen: RLT0, RLT1, RLT2, RLT3)
Schritt 2: Entscheidung, was zu schützen ist
Schritt 3: Konkrete Maßnahmen
Funde des Satansröhrlings in Thüringen
Abb: http://www.pilze-deutschland.de/, 24.01.2020
Schritt 2: Was soll geschützt werden?
• Distinkte Arten vs. Vielfalt des Genpools
• mögliche Zielarten:
https://www.fotocommunity.de/photos/grauspecht, https://www.fotocommunity.de/photo/rundblaettriger-sonnentau-drosera-rotu-vor-dem-harz/41329876, https://www.tour-edition.de/media/images/country/50/l_China_Chengdu_Panda-
Aufzuchtstation_is_tour_000004127207_Large_ie.jpg, http://www.pilzbestimmer.de/Detailed/10205.html
Schlüsselarten: z.B. Schwarzspecht Schirmarten: z.B. Sonnentau
Flaggschiffarten: z.B. Großer Panda Verantwortungsarten: z.B. Silberröhrling
Verschiedene Ziele können sich gegenseitig ausschließen!
7.1 Naturschutz: Bedeutung von Störungen
Vermeidung von Störfaktoren: und gezielte Störung:
• Lärm -z.B. Feuer, Mahd, Beweidung
• Licht
• Straßen
• Stickstoffeinträge
• Haustiere
https://www.otz.de/img/frontpage/crop221971375/4263432387-w1200-cv3_2/Fleissige-Helfer-wie-hier-bei-einem-der-vorangegangenen-Einsaetze-sind-auch-an-diesem-Sonnabend-im-Leutratal-willkommen.jpg, 24.01.2020
Einsatz auf den Orchideen-Wiesen im Leutratal
7.1 Probleme im Natur- und Artenschutz
• Interessenskonflikte
• innerhalb des Artenschutzes
• mit Umweltschutz- und Tierschutzanliegen
• mit Landwirtschaft
• Übergeordnetes Konzept?
• positive Entwicklung z.B. „Natura 2000“
• Unwissen (→ Entwicklung der Biologie-Lehrpläne…)
• Angst (z.B. Wolf, Bär, Luchs)
• Überalterung der Naturschützer
Naturschutz Wald: Bannwälder
→ Bedeutung Totholz: Höhlenbrüter, Insekten, Pilze, Siebenschläfer usw
→ Größe wichtig (Minimalpopulation)
→ Zerschneidung vermeiden (Randeffekte)
7.2 Lösungen für kollabierte Wälder?
Naturverjüngung vs.
→Evtl. Durchsetzen der „richtigen“ Arten
→Woher Samen nach großflächigem
Zusammenbruch?
→Zeitaspekt
→Bodenerosion: Ist dann überhaupt noch
Wald möglich?
gezieltes Aufforsten
→ schnellere Gegenmaßnahmen
→ welche Arten?
→ Einheimische Arten:
langfristiges Überleben unter
neuen Bedingungen möglich?
→ Mittelmeer-Arten:
frostbeständig?
→ Interkontinental-Importe:
Neophyten-Problem…?
Kurzvideo-Empfehlung zum Thema: https://www.wetter.com/videos/kolumnen/wald-retten-
diese-loesungsansaetze-gibt-es/604f2b85a7444133b46ecce2

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Biodiversität und Wald

  • 2. • 1. Begriff Biodiversität • 2. Bedeutung der Biodiversität • 3. Globale Gefährdung Exkurs: Populationsökologie • 4. Merkmale artenreicher Lebensräume • 5. Wald-Ökologie • 6. Zustand der deutschen Wälder – Modell des Waldsterbens • 7. Lösungsansätze Biodiversität und Wald
  • 4. 1. Begriff Biodiversität • Artenvielfalt • Formenvielfalt • Genetische Vielfalt • Vielfalt der Ökosysteme
  • 5. 1.1 Artenzahl vs. Formenvielfalt https://apps-cloud.n-tv.de/img/14201046-1419236243000/3-4/750/3mph0915.jpg, 09.09.2019 https://www.alnatura.de/~/media/Images/Content/Kochen%20und%20Geniessen/Warenkunde/Kohl.jpg, 09.09.19
  • 6. 1.2 Artenvielfalt • Stand heute: ca. 2 Mio bekannte Arten auf der Erde • aber: • Was ist eine Art? • biologische Definition: Gesamtheit der Organismen, die untereinander durch sexuelle Fortpflanzung fruchtbare Nachkommen erzeugen können. → nur sinnvoll für manche Organismengruppen… • Unbekannte Arten? →Artenzahlen variieren stark je nach Quelle!!!
  • 7. 1.2 Zahl der bekannten Arten https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/Species_diversity_pie_chart_DE.svg/1024px-Species_diversity_pie_chart_DE.svg.png, 09.09.19
  • 8. 2. Nutzen der Biodiversität • Eigenwert der Kreatur • Funktion und Stabilität von Ökosystemen → Ökosystemleistungen…
  • 11. 2.2 Vernetzung, Komplexität und Stabilität
  • 12. Simulationen zeigen: Entfernen von Top-Prädator („Spitze der Nahrungskette“): -je komplexer System, umso instabiler →Störung pflanzt sich nach „unten“ fort Störung „von unten“: -je komplexer System, umso stabiler 2.2 Vernetzung, Komplexität und Stabilität
  • 13. 2.3 Schlüssel-Arten → spielen besonders entscheidende Rolle in Ökosystemen https://www.lfu.bayern.de/natur/sap/arteninformationen/steckbrief/zeige?stbname=Dryocopus+martius, https://www.umweltbundesamt.de/honigbiene, https://www.das-tierlexikon.de/seeotter/, 05.05.2021
  • 14. 3.1 Artensterben im Rückblick https://en.wikipedia.org/wiki/Biodiversity, 10.09.2019
  • 15. 3.1 Artensterben im Rückblick Aussterberate heute 10-100 mal höher als in letzten 10 Mio Jahren!!! IPBES: Global Assessment Report 2019 →insgesamt seit 1500: 680 Wirbeltierarten
  • 16. 3.2 Vom Aussterben bedrohte Arten • Schätzung insgesamt: 1 Mio Arten (25 %) vom Aussterben bedroht IPBES: Global Assessment Report 2019
  • 17. 3.2 Rote-Liste-Index und Living-Planet-Index IPBES: Global Assessment Report 2019 Living Planet Report 2018 Rote-Liste-Index: gemittelte Überlebenswahrscheinlichkeit für Gruppe von Arten Living-Planet-Index: Wirbeltierbestände (Populationsgröße) summiert (insgesamt) (Süßwasserarten)
  • 18. 3.3 Ursachen des Artensterbens Living Planet Report 2018
  • 19. Exkurs: Bedeutung der Populationsgröße → minimale überlebensfähige effektive Populationsgröße
  • 20. Minimallebensraum und Randeffekte • minimale überlebensfähige effektive Populationsgröße (bei Wirbeltieren > 100) → Minimallebensraum • Randeffekte durch Zerschneidung von Lebensräumen:
  • 21. Metapopulationen → Genetischer Austausch steigert Gesamtüberlebenswahrscheinlichkeit
  • 22. Korridore und Trittsteine • Biotopverbund →Metapopulationskonzept https://de.wikipedia.org/wiki/Eurasischer_Luchs, http://www.werkstatt-treff.de/images/2014/Teich/dia1.jpg, http://www.hochmoseluebergang.rlp.de/fileadmin/_processed_/d/8/csm_20140902_B50n-BW14-im-Zuge-der-A1_BUE-Sm_04_c2819a7094.jpg, 24.01.2020 Verbreitung des Luchses in Deutschland (2014)
  • 23. Korridore und Trittsteine • Biotopverbund →Metapopulationskonzept https://de.wikipedia.org/wiki/Eurasischer_Luchs, http://www.werkstatt-treff.de/images/2014/Teich/dia1.jpg, http://www.hochmoseluebergang.rlp.de/fileadmin/_processed_/d/8/csm_20140902_B50n-BW14-im-Zuge-der-A1_BUE-Sm_04_c2819a7094.jpg, 24.01.2020 Verbreitung des Luchses in Deutschland (2014) Grünbrücke
  • 24. 4.1 Artendichte am Beispiel Gefäßpflanzen https://de.wikipedia.org/wiki/Artenvielfalt, 05.05.2021
  • 25. 4.2 Ressourcen-Angebot und Artenzahl Bsp. Beobachtungen bei Stuttgart auf Dauergrünland nach Düngung: https://www.lfl.bayern.de/mam/cms07/ipz/dateien/aggf_2019_thumm_breinlinger.pdf
  • 27. 4.3 Störfrequenz und Artenzahl Störung: kurzfristiger Einschnitt in ein Ökosystem Bsp.: Feuer, Umfallen eines großen Baumes, Unwetter Arten mit schneller Reproduktion (r-Strategen): -haben nach Störung wenig Konkurrenz → können betroffenes Gebiet schnell besiedeln → profitieren von hoher Störfrequenz Arten mit langsame Reproduktion (K-Strategen): -benötigen „sichere“ Habitate → setzen sich langfristig geg. r-Strategen durch → profitieren von niedriger Störfrequenz → höchste Artendichte: bei mittlerer Störfrequenz!
  • 28. Lebensräume und Biodiversität Zusammenfassung Allgemeine Merkmale artenreicher Lebensräume: -groß (Minimallebensraum und Randeffekte!) -strukturiert, in sich selbst divers -mit Verbindungen zu ähnlichen Lebensräumen (genetischer Austausch, Metapopulationen!) -eher äquatorial, eher geringe Höhenstufe -geringes Ressourcen-Angebot -geringe bis mittlere Störfrequenz
  • 30. 5.1 Besonderheiten des Ökosystems Wald https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Stockwerke_wald.png Schichtung:
  • 31. 5.1 Ökosystem Wald: Baumschicht
  • 32. 5.1 Ökosystem Wald: Krautschicht
  • 35. 5.1 Interaktion und Vernetzung im Wald Beispiele: • komplexe Nahrungsnetze (s.o.) • Beispiel Schwarzspecht (s.o.) • Mykorrhiza: „Internet des Waldes“ https://www.gartenfreunde.de/gartenpraxis/gartenpflege/was-ist-mykorrhiza/, https://slideplayer.org/slide/912772/3/images/19/Schema+einer+ausgebildeten+Ektomykorrhiza.jpg 05.05.2021
  • 36. 5.1 Besonderheiten des Ökosystems Wald • Zusammenfassung: • hohe Nettoprimärproduktion (Fotosynthese-Leistung) und viel Gesamt-Biomasse • Schichtung, stark 3-dimensionaler Lebensraum • gemäßigte Breiten: ausgeprägte saisonale Phänologie →große Vielfalt ökologischer Nischen →hohe Biodiversität! • starker Vernetzungsgrad („Superorganismus“)
  • 37. 5.2 Wald-Typen • Charakterisierung nach: -bestandsbildenden Baumarten -Boden (Kalk, neutral, sauer) -Grad und Art der Bewirtschaftung -Alter (in Deutschland eher junge Wälder, praktisch kein Urwald) Die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft unterscheidet sich sehr stark je nach Wald-Typ. Wald ist nicht gleich Wald!
  • 38. Beispiel: Saurer Fichtenwald Typische Merkmale: -bestandsbildend Fichte -wenig andere Bäume (z.B. Eberesche) -Boden sauer -ganzjährig eher dunkel →wenig ausgeprägte Krautschicht →eher artenarm -ausgeprägte Moos-/Boden-Schicht („Pilzsammler-Wald“) -häufig im Mittelgebirge, aber dort nicht ursprünglich
  • 39. Beispiel: Orchideen-Buchenwald Typische Merkmale: -bestandsbildend Buche -weitere Bäume: Eiche, Elsbeere, Ahorn -Boden stark kalkhaltig, basisch -im Winterhalbjahr hell →ausgeprägte Krautschicht im Frühjahr! (u.a. Leberblümchen, Orchideen) →sehr artenreich -dichte Laub-Auflage (verrottet sehr langsam) -kaum Moos -z.B. um Jena
  • 40. 5.2 Bewirtschaftungs-Typen von Wäldern • Altersklassenwald vs. Dauerwald • Besondere Form Mittelwald: https://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/fva_prozessschutz/menschliche_beeinflussung_wald, http://www.boscor.de/wp-content/uploads/2018/08/Boscor-Gruppe-Forstwirtschaft-Waldumbauszenario-Slider1.jpg, 25.01.2020 https://de.wikipedia.org/wiki/Mittelwald#/media/Datei:Mittelwaldwirtschaft_Bielefeld_1.JPG, 05.05.2021 Flächen-Kahlschlag und Neupflanzung Entnahme einzelner, „reifer“ Bäume 2 Baumschichten, nur untere wird entnommen
  • 41. 5.3 Sukzession → natürliche Abfolge verschiedener ökologischer Stadien: → relativ gut vorhersagbar, aber auch Zufallseffekte (z.B. „Gründer-Effekt“) Artenzahl K-Strategen
  • 43. Bewirtschaftungs-Typen von Wäldern • Altersklassenwald vs. Dauerwald • „Natürlicher“ Wald: Mosaik von Sukzessionsstadien → hohe Biodiversität • Problem in Nutzwäldern: späte Stadien fehlen https://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/fva_prozessschutz/menschliche_beeinflussung_wald, http://www.boscor.de/wp-content/uploads/2018/08/Boscor-Gruppe-Forstwirtschaft-Waldumbauszenario-Slider1.jpg, 25.01.2020 Flächen-Kahlschlag und Neupflanzung Entnahme einzelner, „reifer“ Bäume
  • 44.
  • 46. 6.1 Jahresniederschlag und Hitzetage in Jena Jahr Gesamtniederschlag in mm Hitzetage (>30°C) Mittel (1981-2010) 600-700 8-10 2016 528 21 2017 648 17 2018 415 37 2019 485 32 2020 595 19 Quellen: thüringen.de, WetterKontor
  • 47. 6.1 Dürre in Deutschland seit 2018!!! Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – Dürremonitor Deutschland
  • 48. 6.1 Dürre in Deutschland seit 2018!!! Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – Dürremonitor Deutschland
  • 50. Quelle: Stadtforst Jena, KSJ besonders kritisch: Monokulturen!
  • 51. 6.3 Modell des Waldsterbens Trockenheit + Hitze Trockenstress der Bäume Lichtung des Kronendachs
  • 52. 6.3 Modell des Waldsterbens Trockenheit + Hitze Trockenstress der Bäume Lichtung des Kronendachs Stärkere Sonneinstrahlung in tiefere Schichten Abnahme der Wasserspeicher- Fähigkeit des Waldes
  • 53. 6.3 Modell des Waldsterbens Trockenheit + Hitze Trockenstress der Bäume Lichtung des Kronendachs Stärkere Sonneinstrahlung in tiefere Schichten Austrocknung der Moos- und Bodenschicht „Sonnenbrand“ an Rinde Abnahme der Wasserspeicher- Fähigkeit des Waldes
  • 54. 6.3 Modell des Waldsterbens Trockenheit + Hitze Trockenstress der Bäume Lichtung des Kronendachs Stärkere Sonneinstrahlung in tiefere Schichten Austrocknung der Moos- und Bodenschicht „Sonnenbrand“ an Rinde Anfälligkeit der Bäume nimmt zu Abnahme der Wasserspeicher- Fähigkeit des Waldes Schädigung der Mykorrhiza
  • 55. 6.3 Modell des Waldsterbens Trockenheit + Hitze Trockenstress der Bäume Lichtung des Kronendachs Stärkere Sonneinstrahlung in tiefere Schichten Austrocknung der Moos- und Bodenschicht „Sonnenbrand“ an Rinde Anfälligkeit der Bäume nimmt zu Schädlingsbefall der Bäume Abnahme der Wasserspeicher- Fähigkeit des Waldes Schädigung der Mykorrhiza
  • 57. 7. Lösungsansätze? 7.1: zur Erhalt der Biodiversität: Artenschutz, Naturschutz 7.2: zum Erhalt der Wälder
  • 58. 7.1 Generelles Verfahren im Artenschutz Schritt 1: Wissen generieren und Bestandsaufnahme →Lebensweise und Voraussetzungen einer Art →Kartierung →Erstellen von Roten Listen (in Thüringen: RLT0, RLT1, RLT2, RLT3) Schritt 2: Entscheidung, was zu schützen ist Schritt 3: Konkrete Maßnahmen Funde des Satansröhrlings in Thüringen Abb: http://www.pilze-deutschland.de/, 24.01.2020
  • 59. Schritt 2: Was soll geschützt werden? • Distinkte Arten vs. Vielfalt des Genpools • mögliche Zielarten: https://www.fotocommunity.de/photos/grauspecht, https://www.fotocommunity.de/photo/rundblaettriger-sonnentau-drosera-rotu-vor-dem-harz/41329876, https://www.tour-edition.de/media/images/country/50/l_China_Chengdu_Panda- Aufzuchtstation_is_tour_000004127207_Large_ie.jpg, http://www.pilzbestimmer.de/Detailed/10205.html Schlüsselarten: z.B. Schwarzspecht Schirmarten: z.B. Sonnentau Flaggschiffarten: z.B. Großer Panda Verantwortungsarten: z.B. Silberröhrling Verschiedene Ziele können sich gegenseitig ausschließen!
  • 60. 7.1 Naturschutz: Bedeutung von Störungen Vermeidung von Störfaktoren: und gezielte Störung: • Lärm -z.B. Feuer, Mahd, Beweidung • Licht • Straßen • Stickstoffeinträge • Haustiere https://www.otz.de/img/frontpage/crop221971375/4263432387-w1200-cv3_2/Fleissige-Helfer-wie-hier-bei-einem-der-vorangegangenen-Einsaetze-sind-auch-an-diesem-Sonnabend-im-Leutratal-willkommen.jpg, 24.01.2020 Einsatz auf den Orchideen-Wiesen im Leutratal
  • 61. 7.1 Probleme im Natur- und Artenschutz • Interessenskonflikte • innerhalb des Artenschutzes • mit Umweltschutz- und Tierschutzanliegen • mit Landwirtschaft • Übergeordnetes Konzept? • positive Entwicklung z.B. „Natura 2000“ • Unwissen (→ Entwicklung der Biologie-Lehrpläne…) • Angst (z.B. Wolf, Bär, Luchs) • Überalterung der Naturschützer
  • 62. Naturschutz Wald: Bannwälder → Bedeutung Totholz: Höhlenbrüter, Insekten, Pilze, Siebenschläfer usw → Größe wichtig (Minimalpopulation) → Zerschneidung vermeiden (Randeffekte)
  • 63. 7.2 Lösungen für kollabierte Wälder? Naturverjüngung vs. →Evtl. Durchsetzen der „richtigen“ Arten →Woher Samen nach großflächigem Zusammenbruch? →Zeitaspekt →Bodenerosion: Ist dann überhaupt noch Wald möglich? gezieltes Aufforsten → schnellere Gegenmaßnahmen → welche Arten? → Einheimische Arten: langfristiges Überleben unter neuen Bedingungen möglich? → Mittelmeer-Arten: frostbeständig? → Interkontinental-Importe: Neophyten-Problem…? Kurzvideo-Empfehlung zum Thema: https://www.wetter.com/videos/kolumnen/wald-retten- diese-loesungsansaetze-gibt-es/604f2b85a7444133b46ecce2