ThüringenForst

Das Foto zeigt eine Gruppe stark geschädigter Altbuchen im Sommer vor strahlend blauem Himmel, unter denen schon eine vitale Buchennaturverjüngung heranwächst. Die oberen Kronen der Altbuchen sind teilweise fast blattlos und zum Teil fehlen die Feinäste. — © Christoph Kasper
Durch Trockenheit und Hitze stark geschädigter Rotbuchenbestand

Erhalt und Förderung unserer Buchenwälder in Zeiten des Klimawandels

Die Trockenheit und die Hitze der letzten Jahre setzen unseren Wäldern besorgniserregend zu. Selbst unsere heimische Rotbuche (Fagus sylvatica L.), die natürlicherweise einen Großteil der Wälder Mitteleuropas dominieren würde, zeigt vielerorts starke Schäden. Buchenwälder auf sehr flachgründigen und trockenen Standorten oder sehr alte Bäume sind besonders stark betroffen.

Eine zentrale Rolle im aktuellen Schadgeschehen spielt die sogenannte „Buchenvitalitätsschwäche“. Dies ist eine komplexe Erkrankung, an der eine Vielzahl von Rinden- und Holzfäulepilzen beteiligt sind; teilweise auch Pracht- und Buchenborkenkäfer.

Diese Schadsituation ist Hintergrund und Motivation für unser Projekt, und wir hoffen, dass unsere Ergebnisse dazu beitragen können, Rotbuchenwälder trotz des Klimawandels zu erhalten und zu fördern.

Beispiele für Schäden an Buchen

Frischer Befall mit Buchenprachtkäfer [Agrilus viridis]: erste erkennbare Larvengängen an stehenden Buchen mit grüner Belaubung — © Mathias Stürtz
Frischer Befall mit Buchenprachtkäfer (Agrilus viridis): erste erkennbare Larvengänge an einer stehenden Buche mit grüner Belaubung

Belaubung Massive Infektion mit dem Rotbuchen-Rindenkugelpilz [Biscogniauxia nummularia] an stehender Buchen mit grüner Belaubung — © Mathias Stürtz
Massive Infektion mit dem Rotbuchen-Rindenkugelpilz (Biscogniauxia nummularia)

© Mathias Stürtz
Stamm- und Kronenbrüche sowie Ausbrüche von Starkästen infolge der raschen Holzzersetzung

Das Projekt - Kurz gefasst

Projekttitel
Buchenkalamitäten im Klimawandel – Ursachen, Folgen, Maßnahmen (Buche-Akut)

Laufzeit
12.2021 bis 06.2025

Ziele
Entwicklung von Handlungsstrategien für die Sanierung, Neubegründung und zukünftige Bewirtschaftung von Rotbuchenwäldern in Mitteldeutschland

Projektgebiet
Karte des Projektgebietes und der einzelnen Untersuchungsflächen sowie Details zu den einzelnen Flächenkategorien (siehe Abbildungen)

Förderung
Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU), FKZ: 2220WK10A1 – C1.

Projektpartner

Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha/ThüringenForst AöR, Referat Klimafolgen, Forschung und Versuchswesen (Verbundkoordination)
Nordwestdeutsche Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA), Abteilung Waldschutz, SG B3 Mykologie und Komplexerkrankungen
Georg-August-Universität Göttingen, Abteilung Räumliche Strukturen und Digitalisierung von Wäldern

Inhalt der Seite

Unsere Ziele
Unsere Fragen
Unsere Teilprojekte und Untersuchungen
Projektgebiet und Untersuchungsflächen
Projektbeteiligte
Unsere Aktivitäten und Ergebnisse - Wissenstransfer BucheAkut
Impressum/Kontakt

Unsere Ziele

Das Projekt zielt darauf ab, praxisorientierte Handlungsstrategien für die Sanierung, Neubegründung und zukünftige Bewirtschaftung von Rotbuchenwäldern in Mitteldeutschland zu entwickeln. Die Strategien sollen helfen, unsere Buchenwälder trotz des Klimawandels mit all ihren vielfältigen Ökosystemfunktionen zu erhalten und zu fördern.

Zudem trägt das Projekt dazu bei, das wissenschaftliche Monitoring von (Buchen-)Wäldern im Klimawandel weiterzuentwickeln. Schwerpunkte hierbei sind der Einsatz neuer Methoden der Fernerkundung sowie die Erfassung von pilzlichen Schaderregern beim Schadensmonitoring.

Um die Forschungsergebnisse möglichst zeitnah in die forstliche und naturschutzfachliche Praxis sowie die interessierte Öffentlichkeit zu transferieren, werden verschiedene, zielgruppenspezifische Wege des Wissenstransfers verfolgt. Hierzu gehören digitale Medien wie Radio- und Video-Podcasts ebenso wie Praxisseminare, Exkursionen und Veröffentlichungen in Fachzeitschriften.

Unsere Fragen

Welche primären und sekundären Ursachen hat die Buchenkalamität, die seit 2018 andauert? Welche Rolle spielen hierbei insbesondere die Einflussfaktoren: Standort, Bestandeseigenschaften, Schaderreger (Pilze, Insekten) und die bisherige Bewirtschaftung?
Welchen pathogenen Pilzen kommt bei der Buchenvitalitätsschwäche eine Schlüsselfunktion zu und welche Umweltfaktoren fördern oder hemmen sie?
Wie wirken sich die Schäden auf die Kohlenstoffbilanz der Buchenwälder aus?
Welche Schlussfolgerungen können für die Zukunft der Rotbuche als wichtigste heimische Laubbaumart in Deutschland gezogen werden?
Welche Handlungsempfehlungen können den Waldbesitzenden und Waldbewirtschaftenden für die zukünftige Bewirtschaftung der Rotbuche gegeben werden?

Unsere Teilprojekte und Untersuchungen

Das Verbundprojekt umfasst drei Teilprojekte, die in enger Absprache und mit Unterstützung der Landesforstbetriebe des Projektgebietes umgesetzt werden.

Teilprojekt 1: Räumliche Muster, Wissenstransfer und Koordination

ThüringenForst - Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha (FFK), Referat Klimafolgen, Forschung und Versuchswesen

Das Team des FFK ist für die Koordination des Gesamtprojektes und den Wissenstransfer verantwortlich. Zudem analysiert es die räumlichen Verteilungsmuster der Schäden in den Buchenwäldern des Untersuchungsgebietes. Hierfür werden vor allem Satellitendaten und vom Flugzeug aus aufgenommene Laserscan-Daten, sowie Wetter-, Standorts- und Bewirtschaftungsdaten genutzt. Ziel dieser Analysen ist die Identifikation großräumiger Ursachen-Wirkungsbeziehungen und ihre Verknüpfung mit den Ergebnissen der Projektpartner zum Einfluss pathogener Pilze und Insekten sowie der Waldstruktur.

Ein Mitarbeiter des FFK Gotha nimmt verschiedene Werte einer Buche. — © Jan Böhm
Stichprobeninventur im Forstamt Erfurt-Willrode im Februar 2023.

Das Bild zeigt drei Verschneidungsergebnisse der verschiedenen Datenquellen auf Ebene von Pixeln der Größe 60 m* 60 m. Für dies Betrachtungseinheit sind links oben die Bestandeshöhen und die Einzelbäume einer Untersuchungsfläche dargestellt, links unten der FCA-Index und die Einzelbäume. Auf der rechten Seite befindet sich ein größerer Kartenausschnitt mit Bestandeshöhen und der Position des Inventurpunktes. Die Bestandeshöhen sind codiert über Grüntöne, der FCA-Index über Blau-Grün-Orange-Töne und die Bäume sind als schwarze Punkte dargestellt. — © Joscha Menge, GDI-Th, UFZ-Waldzustandsmonitor
Beispiel für die Verschneidung von Daten aus der Fernerkundung (Bestandeshöhen, Waldzustandsanomalie-(FCA) -Index) mit Baumkoordinaten aus der forstlichen Bestandesinventur auf einer Untersuchungsfläche des Projektes (IP-Fläche).

Teilprojekt 2: Waldschutz

Nordwestdeutsche Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA), Abteilung Waldschutz, SG B3 Mykologie und Komplexerkrankungen

Das Team der NW-FVA untersucht die Rolle pathogener Pilze und Insekten auf Baum- und Bestandesebene. Hierbei stehen im Vordergrund: die Suche nach den Ursachen der auftretenden Schäden bei Rotbuche, die Identifikation der assoziierten pilzlichen Schaderreger und die forstpathologische Einschätzung dieser Schaderreger. (weitere Details https://www.nw-fva.de/forschen/projekte/buche-akut)

Das Foto zeigt die stecknadelkopfgroßen, braun-roten Fruchtkörper des Rindenschaderregers Neonectria coccinea (Scharlachrotes Pustelpilzchen) auf Rotbuchenrinde — © Jan Tropf, NW-FVA
Stecknadelkopfgroße Fruchtkörper des Rindenpathogens Neonectria coccinea (Scharlachrotes Pustelpilzchen) auf Rotbuchenrinde

Das Foto zeigt die netzartigen, weißen Fäden der Reinkultur von Neonectria coccinea (Scharlachrotes Pustelpilzchen) in einer Petrischale mit Nährmedium — © Jan Tropf, NW-FVA
Sieben Tage alte Reinkultur von Neonectria coccinea (Scharlachrotes Pustelpilzchen) auf einem Nährmedium

Teilprojekt 3: Bestandesstruktur und Bewirtschaftung

Georg-August-Universität Göttingen, Abteilung Räumliche Strukturen und Digitalisierung von Wäldern

Das Team der Universität Göttingen quantifiziert den Vitalitätszustand der Untersuchungsbestände und einzelner Individuen mittels mobilem Laserscanning und beobachtet über die Projektlaufzeit deren Veränderungen. Hierfür werden u.a. die Kronendichte sowie Informationen über die Bestandesstruktur herangezogen. Gleichzeitig wird ein Bewirtschaftungsindex für die einzelnen Bestände berechnet, um zu überprüfen, ob und inwiefern zwischen dem quantifizierten Grad der Schädigung und der waldbaulichen Behandlung ein Zusammenhang besteht.

Ein Gerät zur Erfassung von Strukturparametern und Vitalität einzelner Bäume steht auf der Versuchsfläche zwischen kahlen Buchen. — © K. Höwler
Einsatz eines terrestrischen Laserscanners zur Erfassung von Strukturparametern und Vitalität einzelner Bäume.

Das Bild zeigt die Punktwolken aus den Laserscans eines vitalen Buchenaltbestandes, die fast wie ein Röntgenbild des Bestandes aussehen. Die Stämme, Zweige, Äste und Blätter vor allem großer Bäume, z.T aber auch kleiner Bäume im Unterstand, sind als graue Strukturen vor einem schwarz-blauen Hintergrund detailliert zu sehen. — © Dominik Seidel
Laserscan-„Fotos“ (Punktwolken) eines vitalen Buchenaltbestandes.

Das Bild zeigt die Punktwolken aus den Laserscans eines stark geschädigten Buchenaltbestandes, die fast wie ein Röntgenbild des Bestandes aussehen. Die Stämme, Zweige, Äste und Blätter der Bäume sind als graue Strukturen vor einem schwarz-blauen Hintergrund detailliert zu sehen. Dabei stehen fünf große, unterschiedlich stark geschädigte Bäume über einer zweiten, niedrigeren Schicht von weitestgehend vital aussehenden Jungbäumen. — © Dominik Seidel
Laserscan-„Fotos“ (Punktwolken) eines stark geschädigten Altbestandes mit weitestgehend vitalem Unterstand.

Projektgebiet und Untersuchungsflächen

Das Projektgebiet umfasst die Buchenwälder in Thüringen, Hessen, Niedersachsen und Sachsen-Anhalt (siehe Karte). Innerhalb dieses Gebietes wurde ein Netz von Versuchsflächen aufgebaut, das den gesamten Schadgradienten in Kombination mit den häufigsten Standorten der Buchenwälder abbildet. Neben eigens für das Projekt eingerichtete Flächen wurden auch Flächen des bereits bestehenden europäischen Umweltmonitorings „ICP-Forest“ einbezogen.

Hierzu gehören Flächen der Waldzustandserhebung (Level-I) als auch des intensiven permanenten Waldmonitorings (Level-II). Zudem werden flächendeckende Daten der Fernerkundung und der forstlichen Standortskunde genutzt. Damit ergeben sich unterschiedliche räumliche Skalen bzw. Flächenkategorien, auf denen das Projekt arbeitet, verbunden mit unterschiedlichen Intensitäten von Messungen. (Siehe Tabelle)

Projektbeteiligte

ThüringenForst - Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha, Referat Klimafolgen, Forschung und Versuchswesen (Verbundkoordinator)
Georg-August-Universität Göttingen, Abteilung Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen und Abteilung Räumliche Strukturen und Digitalisierung von Wäldern
Nordwestdeutsche Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA), Abteilung Waldschutz, SG B3 Mykologie und Komplexerkrankungen