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PhänoKlim - Phänologische Reaktion von Buche und Fichte auf Klimaveränderungen

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Die Erhaltung des Waldes und die nachhaltige Sicherung der Waldfunktionen in Natur- und Wirtschaftswäldern sind Ziele einer Reihe von Monitoring-Programmen in Waldökosystemen auf nationaler und internationaler Ebene. Obwohl sich alle baumbezogenen Merkmale (Schadsymptome, Wachstum, Mortalität etc.) aus der gemeinsamen Wirkung von Umwelt und Genotyp ergeben, wird die genetische Ebene als essentielle Grundlage der Anpassungsfähigkeit im Rahmen des forstlichen Umweltmonitorings bisher nur unzureichend berücksichtigt.

Die genetische Vielfalt bildet die Grundlage für die Anpassungsfähigkeit und das Überleben von Baumarten unter sich ändernden Umweltbedingungen. Die prognostizierte globale Erwärmung wird in Zukunft zu extremeren Wetterereignissen führen (IPCC 2021). Um Informationen über die langfristige Entwicklung der genetischen Systeme von Waldbaumpopulationen zu erhalten, muss daher dringend ein Überwachungssystem für waldgenetische Ressourcen eingerichtet werden.

 

Förderung

Das Projekt wird gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten.

 

Laufzeit

01.12.2023 - 30.11.2024

Monitoringflächen
Übersicht über die Monitoringbestände (Basemap: © GeoBasis-DE / BKG 2023)

Projektziele

Das Hauptziel des Projektes ist die Beurteilung der Veränderung der Phänologie und der Reproduktionsökologie in deutschen Buchen- und Fichtenbeständen aufgrund veränderter Klimabedingungen. Dabei werden die im Verbundprojekt GenMon (Genetisches Monitoring) erhobenen Daten zum Austriebszeitpunkt und zur Reproduktionsökologie in zehn Fichten- und zwölf Buchenbeständen aus sechs Beobachtungsjahren ausgewertet und mit Zeitreihen des Deutschen Wetterdienstes und der Internationalen Phänologischen Gärten Europas (IPG) verglichen.

Ziel des forstgenetischen Monitorings ist es, die genetische Variation und den Zustand des genetischen Systems sowie deren räumliche und zeitliche Veränderung anhand von Kriterien, Indikatoren und Verifikatoren zu erfassen. Phänologische Merkmale wie z.B. der Blattaustrieb sind in einem hohen Ausmaß erblich und werden daher zusammen mit anderen Merkmalen von den Altbäumen an die nächste Generation weitergegeben. Das genetische Monitoring leistet dadurch einen essentiellen Beitrag, um die Wirkung von Einflussfaktoren auf die genetische Vielfalt und somit auf die Anpassungsfähigkeit von Baumpopulationen abschätzen und bewerten zu können. Einflussfaktoren können z.B. Klimawandel oder auch verschiedene waldbauliche Verfahren sein.

Um solche Entwicklungen zu beobachten, wurde für die beiden forstwirtschaftlich relevanten Baumarten Buche und Fichte ein deutschlandweites Netz an Monitoringbeständen im Projekt GenMon eingerichtet.

Vorgehensweise

Bestandteil des genetischen Monitorings sind neben genetischen Analysen auch phänologische Beobachtungen. An vorselektierten Individuen wurden Blattaustrieb, Blühintensität, Fruktifikation und Vitalität in bisher sechs Beobachtungsjahren bonitiert. Mittels Datenlogger wurden auf allen Flächen stündliche Wetterdaten aufgezeichnet. Daraus lassen sich z.B. lokale abiotische Einwirkungen (z.B. Spätfröste) identifizieren, die Auswirkungen auf Vitalität und Reproduktionsgeschehen von Individuen haben.

Bei der Analyse der phänologischen Daten werden sowohl Trends als auch Reaktionen auf die Temperatur bestimmt und zusätzlich der Einfluss von Extremereignissen (u.a. Spätfröste) betrachtet. Die Analyse der reproduktionsökologischen Daten wird eine tiefergehende Beurteilung der räumlichen/zeitlichen Synchronität und der Intensität von Mastjahren ermöglichen. Da der Klimawandel möglicherweise zu einem häufigeren Auftreten von Mastjahren führt, sind dabei besonders die wärmebegünstigten GenMon-Standorte interessant und der Vergleich der dortigen reproduktionsökologischen Besonderheiten mit denen der kühleren Lagen. Das Projekt gliedert sich in insgesamt vier Arbeitspaket (AP):

  • Zusammenführung der erhobenen Daten zum Austriebszeitpunkt und zur Reproduktionsökologie der zehn Fichten- und zwölf Buchenbestände aus sechs Beobachtungsjahren
  • Vergleich der Daten mit Zeitreihen des DWD und der Internationalen Phänologischen Gärten Europas
  • Auswertung der Daten zur Reproduktionsökologie
  • Auswertung der Daten und Veröffentlichung / Präsentation

Praxisnutzen

Für die Forstpraxis, insbesondere für die Waldverjüngung, sind aktuelle Kenntnisse über die zeitliche und regionale Saatgutverfügbarkeit die Voraussetzung für Waldumbau über Naturverjüngung und Pflanzenproduktion in Forstbaumschulen. Hierzu gehören auch Kenntnisse über Prozesse, die z.B. zum Ausbleiben bzw. zur Vernichtung von Blüte und Früchten führen. So können die punktuell stattfindenden Bonituren zu Blüte und Fruchtbildung zumindest für zwei Baumarten durch detaillierte Monitoringdaten besser eingeordnet werden. Häufig wird seitens der Gesellschaft die Forderung erhoben, die Waldverjüngung z.B. für den Waldumbau stärker zu forcieren. Dabei wird übersehen, dass eine Reihe von Baumarten nur sporadisch fruktifizieren. Die Verfügbarkeit von Saatgut wird über das Monitoring retrospektiv dokumentiert und bietet eine Erklärungshilfe.

Projektleitung

Barbara Fussi
Dr. Barbara Fussi
Bayerisches Amt für Waldgenetik

Weitere Informationen auf der Homepage des AWG

Ansprechpartner

Susanne Jochner-Oette
Prof. Dr. Susanne Jochner-Oette
Inhaberin der Professur Physische Geographie / Landschaftsökologie und nachhaltige Ökosystementwicklung
Gebäude Osten 18  |  Raum: 203
Johanna Jetschni
Dr. Johanna Jetschni
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Gebäude Osten 14  |  Raum: 201A