Experimente

Experimente zu Biodiversität und Ökosystemleistungen

Totholz kann auf unterschiedliche Weise entstehen und biologisch wie biogeochemisch unterschiedliche Wirkungen entfalten. Diese Unterschiede sind für den Schutz von biologischer Vielfalt und  für die Optimierung von Ökosystemleistungen relevant. Zu einigen Aspekten dieser Prozesse liegen Erkenntnisse aus beobachtenden Studien vor, in denen bestehende Totholzstrukturen genutzt wurden, um ihre Wirkung zu untersuchen. Im experimentellen Teil von BioHolz (Teilprojekt 2) wird das Ziel verfolgt, Fragen zu beantworten, die in solchen beobachtenden Untersuchungsansätzen nicht oder nicht hinreichend genau bearbeitet werden können. Hierzu zählen z.B. Untersuchungen zur Baumartenzusammensetzung und zum Verhältnis der Gesamtmenge an Totholz im Vergleich zum Holz-Durchmesser, die unter natürlichen Bedingungen stark korrelieren und einer statistischen Prüfung schlecht zugänglich sind.

In einem umfangreichen Freilandexperiment im Randbereich des Nationalparks Bayerischer Wald werden solche Fragen bearbeitet (Abb. 2). Sie gehören zum Arbeitspaket 2.1 „Menge und Zusammensetzung des Totholzes“. Hier werden Sukzessionsprozesse insbesondere von Käfern und Pilzen an Buchen- und Tannentotholz in unterschiedlicher Stärke und Menge erfasst. Eine weitere Variable, deren Wirkung untersucht wird, ist die Besonnung des Totholzes. Im geschlossenen Bestand ist sie entsprechend niedrig, während sie auf Freiflächen hoch ist.

Abb. 2 Beispiele für Untersuchungsflächen im Arbeitspaket 2.1
„Menge und Zusammensetzung des Totholzes“

In einem weiteren Versuchsansatz steht die Frage der vertikalen Verteilung des Totholzes im Mittelpunkt (Arbeitspaket 2.2). Hierfür werden Vorrichtungen an Bäumen angebracht (Abb. 3), die es erlauben, Totholz mit bestimmten Eigenschaften in definierten Höhen zu exponieren und nach Ablauf der vorgesehenen Zeit wieder einzusammeln, um die Besiedlung durch holzzersetzende Organismen zu untersuchen.

Abb. 3 Auslegerarm in einer Tanne, mit dem Totholz in definierten Höhen exponiert
werden kann (Arbeitspaket 2.2 „Vertikale Verteilung des Totholzes“).

Im dritten experimentellen Versuchsansatz stehen verschiedene Optionen der Holzverwertung als Einflussgröße im Mittelpunkt (Arbeitspaket 2.3). Beim Holzeinschlag im Rahmen der normalen Bewirtschaftung verbleibt in der Regel nur Holz unterhalb eines bestimmten Durchmessers im Wald. Zur Förderung von Organismen, die stärkeres Totholz als Lebensraum benötigen, können entsprechende Stammabschnitte im Wald belassen werden. Da es Befunde gibt, denen zufolge stehendes und liegendes Totholz unterschiedliche Zersetzergemeinschaften beherbergt, ist es für den Schutz der entsprechenden Arten notwendig entsprechend vielfältige Totholzstrukturen zu schaffen. In einem Experiment in Buchenwäldern werden derzeit Untersuchungsflächen eingerichtet, auf denen Varianten der Holzverwertung bzw. der resultierenden Totholzstrukturen auf ihre ökologische Effektivität und ihre ökonomische Effizienz getestet werden sollen (Abb. 4). Hierbei werden Buchen entweder in Bodennähe oder in mehreren Metern Höhe gefällt bzw. gekappt, und verschiedene Teile von Stamm und Krone werden entnommen. Es werden weiterhin Varianten verglichen, in denen entweder direkt benachbarte Bäume entnommen werden, um eine offene Fläche zu schaffen, oder Einzelbäume, so dass nur kleine Lücken im Kronendach entstehen. Damit werden Maßnahmen simuliert, die im Rahmen der Bewirtschaftung von Wäldern aufgegriffen werden können.

Abb. 4 Zwei Beispiele für experimentelle Behandlungen, die unterschiedliche Strategien bei der
Holzverwertung und Totholz-Anreicherung widerspiegeln (Arbeitspaket 2.3. „Holzverwertung“).

Schutz vor Verbiss und die Verbesserung des Nährstoffangebots (Arbeitspaket 2.4) sind zwei wesentliche Aspekte der Waldverjüngung. In diesem experimentellen Ansatz wird die Wirkung von Kronen gefällter Bäume auf den Schutz von Setzlingen vor Verbiss untersucht, um zu prüfen, ob die Erhöhung des Raumwiderstands für große Herbivore einen forstwirtschaftlich positiven Effekt hat (Abb. 5). Außerdem wird getestet, ob der Abbau des organischen Materials einen nachweisbaren Effekt auf das Nährstoffangebot im Boden und das Wachstum der Setzlinge hat.

Abb. 5 Die Wirkung von Kronen gefällter Bäume als Schutz vor Wildverbiss und als Nährstoffquelle
zur  Förderung der Waldverjüngung wird in Frei-landexperimenten untersucht
(Arbeitspaket 2.4 „Verbiss-schutz und Nährstoff-situation“).

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung und das Bundesamt für Naturschutz mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.