Entwicklung von innovativen Bewirtschaftungsverfahren für Robinienbestände (Robinia pseudoacacia L.)

Laufzeit 01.10.2011 - 30.09.2013
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Lange, Christian A.,
Themengebiet Wälder ,
Schlagwörter FastWOOD, Robinie,

Die Robinie ist mittlerweile eine Charakterbaumart des nordostdeutschen Tieflandes, obwohl sie in diesem Anbauschwerpunkt kaum mehr als 1 % der Waldfläche einnimmt. Diese Bestände werden jedoch vielfach nicht planmäßig bewirtschaftet, sind größtenteils überaltert und pflegedefizitär. Aufgrund ihrer hohen Vitalität und der Fähigkeit zur vegetativen Ausbreitung gewinnt die vergleichsweise anspruchslose Baumart allerdings an allgemeiner Beachtung. Hinzu kommen bestechende holztechnologische sowie energetische Eigenschaften, welche sich in einer zunehmenden Schwachholznachfrage widerspiegeln.

Im Rahmen des FNR-Verbundvorhabens „FastWOOD“ werden seit 2009 waldbauliche Konzepte für eine zunächst vorrangig thermische als auch kombiniert stoffliche Nutzung erprobt. Ziel ist eine stärkere Anpassung des Produktionsprozesses an die natürliche Wuchsdynamik der Baumart und spezifische Marktsituation. Im wissenschaftlichen Fokus steht die Erfolg versprechende Energieholzproduktion durch 1- bis 4-jährigen Kurzumtrieb und damit gleichzeitig die planmäßige Verjüngung der Bestände. Darauf aufbauend wird die Erzeugung von Sondersortimenten für eine hochwertige stoffliche Verwendung, quasi als Form des historischen Mittelwaldes, betrachtet mit der Option einer Überführung in leistungsfähige Hochwaldbestände mit Waldumbaupotenzial. Allerdings liegen bisher keine Erfahrungswerte zur mechanisierten Ernte von Niederwäldern vor. Neben der Ertrags- und Preisbildung entscheiden jedoch gerade die Erntekosten über die Wirtschaftlichkeit solcher Behandlungsmodelle. Zwar entfallen durch Stockausschlag und Wurzelbrut Inv estitionen für die Bestandesbegründung, im Gegensatz zu Agrarholz ist aber eine flächige Befahrung von Waldbeständen aus Gründen des Bodenschutzes (Zertifizierung) nicht möglich.Entwicklung von innovativen Bewirtschaftungsverfahren für Robinienbestände

Schematische Übersicht zu Arbeitszielen und Teilaufgaben des Vorhabens

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Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe

Prognosen zum Wachstum von Kiefern- (Pinus sylvestris L.) und Eichenbeständen (Quercus petraea Liebl.) basierend auf regionalen Klimaszenarien unter besonderer Berücksichtigung von Erstaufforstungen des Braunkohlenbergbaus

Laufzeit 01.01.2012 - 31.12.2015
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Ertle, Christoph,
Themengebiet Wälder ,
Schlagwörter Waldwachstum,

In allen waldbaulich-strategischen Entscheidungssituationen, vor allem jedoch bei der Bestandesbegründung und -verjüngung, werden die Weichen für sehr lange Bewirtschaftungszeiträume gestellt. Prognosen zur Waldzustandsentwicklung sind daher unerlässlich, jedoch angesichts rasanter Klimaveränderungen gleichermaßen schwierig.

Gerade Brandenburg dürfte allen Szenarien zu Folge in besonderem Maße von der globalen Erwärmung betroffen sein. Seine Wälder gelten daher allgemein als klimasensitiv. In Anbetracht dessen ist die Anpassungsfähigkeit von Gehölzen relativ begrenzt. Es bestehen erhebliche Prognoseunsicherheiten bezüglich des Gehölzwachstums bei klimatischen Extremsituationen. Dabei ist die Herleitung von spezifischen, ökophysiologisch relevanten Klimastresswerten mit graduellem Bezug zur ökologischen Valenz der jeweiligen Leitbaumarten notwendige Voraussetzung einer zukunftsfähigen Waldbewirtschaftung im Sinne der allgemeinen Daseinsvorsorge. Regionalisierte Aussagen zur Klimaentwicklung zumindest für eine Bestandesgeneration, sind für forstliche Planungen unverzichtbar. Dies betrifft strategische waldbauliche Entscheidungen (Baumartenwahl, Betriebzieltypenplanung, Bestandespflege) und ökologische Beurteilungen. Eine seriöse Prognose der Waldentwicklung bzw. der künftigen Standorteignung von Hauptwirtschaftsbaumarten ist derzeit noch nicht möglich.

Risikoprognosen zur Waldzustandsentwicklung unter variablen Umweltbedingungen erfordern immer eine Betrachtung der örtlichen Standort- und Bestockungsverhältnisse. Dies gilt in besonderer Weise für Aufforstungen des Braunkohlenbergbaus mit ihren ausgesprochenen Standortgradienten und -extremen. So gelten die jungen Kippenwälder – obwohl frohwüchsig – als vergleichsweise störungsanfällig. Es ist davon auszugehen, dass sich nachteilige Effekte des Klimawandels frühzeitig manifestieren. Zugleich besteht aber die Chance, den künftigen Waldaufbau von vorneherein risikoarm zu gestalten.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Anwendung eines mehrstufigen, standort- und szenariobasierten Waldwachstumsmodelles für die Hauptwirtschaftsarten Gemeine Kiefer (Pinus sylvestris L.) und Traubeneiche (Quercus petraea Liebl.) mit einem Zeitraum bis zum Jahr 2100. Besondere Beachtung findet hierbei die Berücksichtigung der Spanne der Unsicherheit der Klimaszenarien. Perspektivisch werden schließlich Aussagen zur Wuchsdynamik von Kiefern- und Eichenbeständen aller Waldbesitzarten erwartet. In Brandenburg mit Berlin betrifft dies nach Bundeswaldinventur 2 allein 710.246 ha Kiefernbestände (71,5 % der Holzbodenfläche) bzw. 52.835 ha Eichenbestockungen (5,3 % der Holzbodenfläche). Die Simulationsergebnisse bilden ein Entscheidungsinstrument für die ökologisch begründete, zukunftsfähige Baumartenwahl und Bestandesbehandlung des Landesbetriebes Forst Brandenburg bei sich verändernden Klimabedingungen.

Prognosen zum Wachstum von Kiefern- (Pinus sylvestris L.) und Eichenbeständen

Abbildung: Übersicht zur Struktur des Forschungsvorhabens

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Ministerium für Infrastruktur und Landwirtschaft des Landes Brandenburg (MIL

Langzeitmonitoring zum Befall von Kippenwäldern durch Heterobasidion annosum (Fr.) Bref. (Wurzelschwamm)

Laufzeit 01.01.2008 - 31.01.2016
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Ertle, Christoph,
Themengebiet Wälder ,
Schlagwörter Kiefer, Wurzelschwamm,

Seit einiger Zeit treten in 20- bis 40-jährigen Kiefernbeständen auf Kippenstandorten des Braunkohlenbergbaus gravierende Absterbeerscheinungen auf. Als Schadensursache ist der Befall durch den Weißfäulepilz „Wurzelschwamm“ nachweisbar. Im Gegensatz zu natürlichen Waldstandorten ist der Schaderreger in den jungen Ökosystemen der Bergbaufolgelandschaft zunächst nicht präsent. Die Erstinfektion erfolgt durch Basidiosporen des Pilzes, welche Schnittflächen frischer Durchforstungsstubben besiedeln. Einmal etabliert, befällt das Pilzmycel über Wurzelkontakte benachbarte Bäume (Sekundärinfektion). Diese sterben nach kurzer Zeit ab, nur wenige Individuen widerstehen dem Angriff des Erregers. Innerhalb weniger Jahre hat sich so die Schadensfläche vervielfacht, örtlich sind bereits 5 % der Kiefern abgestorben. Offensichtlich ist auf den humusarmen Neulandböden die Aktivität konkurrierender bzw. antagonistischer Pilze („Gegenspieler“) unzureichend. Hohe pH-Werte im Oberboden (pHH2O >5,5) begünstigen zudem den Schadensfortschritt. Die notwendige Aufkalkung schwefelsaurer Kippsubstrate wirkt befallsverschärfend.
Ein bislang ungebremster Wurzelschwammbefall stellt die Standorteignung der Gemeinen Kiefer als wichtigster Rekultivierungsbaumart in Frage und gefährdet die aufwändigen Sanierungsmaßnahmen des Bergbaus. Nicht nur aus Sicht der Forstbetriebe besteht somit dringender Handlungsbedarf.

Um auf diese schwierige Situation angemessen zu reagieren, bedarf es sicherer Schadensprognosen. Voraussetzung ist ein flächenrepräsentatives Langzeitmonitoring, anhand dessen sich der Wurzelschwammbefall frühzeitig erkennen und der weitere Krankheitsverlauf in Abhängigkeit der Standortverhältnisse sowie Bestockungssituation dokumentieren lässt. Ausgehend von 55 boden- und wachstumskundlich inventarisierten Absterbelücken (Dauerbeobachtungspunkte) erfolgt eine fortlaufende Begutachtung der jährlichen Schadensdynamik. So sollen auch Empfehlungen zur Anpassung der Bestandesbehandlung in gefährdeten Kiefernbeständen abgeleitet werden.

Im Mittelpunkt der Schadenskontrolle stehen jedoch vorbeugende Forstschutzmaßnahmen in noch weitgehend symptomfreien Beständen. Hierbei erfolgt die Wirksamkeitsprüfung eines antagonistischen Biopräparates (Pilzmyzelsuspension) des heimischen Riesenrindenpilzes (Phlebiopsis gigantea (Fr.) Jülich). Eine Beeinträchtigung der Biodiversität durch gebietsfremde Plizstämme ist somit auszuschließen. Das am Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE) hergestellte Isolat wird manuell oder mit der Schnittgarnitur eines umgerüsteten Harvesters während des Fällschnittes appliziert. Der Gegenspieler des Wurzelschwamms besetzt den Durchforstungsstubben und unterbindet zu etwa 90 % aller Fälle die Schadinfektion.
Parallel zur zwischenzeitlichen Praxiseinführung der LFE-Mycelsuspension wird gegenwärtig die weitere Bekämpfung des Schaderregers optimiert. Hierzu dienen folgende Maßnahmen:

  • Durchführung weiterer Applikationsversuche (manuell und maschinell) in stark befallsdisponierten Kiefernbeständen
  • Optimierung der harvestergestützten Mittelapplikation, z.B. Minimierung von Sprühverlusten) und Ableitung von betriebswirtschaftlichen Empfehlungen
  • Schaffung der organisatorischen und logistischen Voraussetzungen für eine bedarfsgerechte Produktion, Verteilung, sachgemäße Zwischenlagerung und Ausbringung des Präparates
  • Verbesserung des Biopräparates, Isolierung weiterer geeigneter Pilzstämme, Untersuchungen zur Wirksamkeit und effektiven Lagerung der Mycelsuspension etc.v
  • Sensibilisierung aller Waldbesitzarten (Waldschutz-Merkblatt) und Schulung von Revierleitern, Maschinenführern sowie Waldarbeitern in der Mittelanwendung

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MIL Brandenburg

Hydrologische Eigenschaften von Humusformen unter Gemeiner Fichte auf typischen Standorten des Sächsischen Mittelgebirges Kennzeichnung von Speichereigenschaften und der Hydrophobie

Laufzeit 01.01.2016 - 31.12.2016
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung
Themengebiet Wälder ,

Für den Staatsbetrieb Sachsenforst bilden die frohwüchsigen Fichtenwälder des Mittelgebirges eine wichtige ökonomische Grundlage. Perspektivisch sollen sie die klimatisch bedingte Ertragsabschwächung von „Tieflandsbaumarten“ ausgleichen. Allerdings werden bis in die unteren Berglagen rückläufige Sommer-Niederschläge prognostiziert. Damit gewinnt der Wasser­speicher für die Biomassebildung an Bedeutung, gerade auf skelettreichen Standorten im Regenschatten.

Hierzu werden die funktionalen Eigenschaften von typischen Humusformen und Oberböden der Standortregion gekennzeichnet. Dies betrifft Laborversuche an ungestörten Profilausschnitten bei definierten Austrocknungs- und Niederschlagssituationen. Hochauflösende Bodenfeuchte-Messungen im Gelände erweitern die Datengrundlage zur besseren Parametrisierung und Kalibrierung von Simulationsmodellen.

Förderer

Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

 

 

Verbundvorhaben: Züchtung schnellwachsender Baumarten für die Produktion nachwachsender Rohstoffe im Kurzumtrieb (FastWOOD III) Frühdiagnose der ökophysiologischen Leistungsfähigkeit von Robinien heimischer Bestände

Laufzeit 15.02.2015 - 14.11.2017
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Lange, Christian A.,
Themengebiet Wälder ,

Das F&E-Projekt zielt auf die Identifizierung von biochemischen und physiologischen Marker, welche auf Leistungsmerkmale der geprüften Genotypen (Individuen) hinweisen. Damit ist eine sehr frühzeitige Beurteilung des forstlichen Vermehrungsgutes möglich. So können bereits während der Anzuchtphase des Pflanzenmaterials Aussagen zur späteren Wuchsleistung und Stresstoleranz im Ökosystem gemacht werden. Es wird davon ausgegangen, dass sich so aufwändige Züchtungsprogramme mit ihren langwierigen Nachkommenschafts- und Klonprüfungen abkürzen lassen. Im Idealfall wäre die Eignung des Vermehrungsgutes mit einer einmaligen Untersuchung nachweisbar.

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Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe

Analyse von Bestandesstruktur und Bodenwasserhaushalt in Kiefernbeständen

Laufzeit 20.02.2015 - 31.03.2017
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Küchenmeister, Hans, Ertle, Christoph,
Themengebiet Wälder ,

Es sollen Handlungsempfehlungen zum ökologischen Waldumbau im Nordsächsischen Tiefland abgeleitet werden. Dies betrifft insbesondere eine kleinstandörtlich differenzierte Baumartenwahl im Sinne des waldbaulichen Entwicklungsziels. Grundlage dafür ist eine umfassende Zustandserfassung von nunmehr 20-jährigen Waldumbauversuchen entlang eines repräsentativen Standortgradienten. Dabei werden:

  • die Konkurrenzbeziehungen zwischen Ober- und Unterstand ertragskundlich erfasst und analysiert,
  • der Einfluss der Bestandesstruktur auf den ökosystemaren Wasserhaushalt modelliert,
  • das Wuchsverhalten der verschiedenen Voranbaugehölze in Abhängigkeit der Überschirmung und Standorteigenschaften abgebildet sowie
  • die ökologischen Rückwirkungen des Waldumbaus auf den Standort, einschließlich des Vegetationsaspektes bewertet.

Durch eine frühzeitige Diagnose soll die weitere Entwicklung der Voranbau-Baumarten angesichts wahrscheinlicher Klimaveränderungen unter Berücksichtigung unvermeidbarer Prognoseunsicherheiten abgeschätzt werden. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die art- und standortspezifische Reaktion auf Trockenphasen und Transpirationsdefizite.

Förderer

Staatsbetrieb Sachsenforst (SBS)

Kompetenzzentrum für Wald und Forstwirtschaft

Praxisversuche zur technischen Befahrbarkeit des Feinerschließungssystems auf befahrungsempfindlichen Böden Ein Vergleich von Bereifungsvarianten bei der Holzrückung

Laufzeit 15.11.2015 - 14.11.2017
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Ertle, Christoph, Köhler, Raul,
Themengebiet Böden , Wälder ,

Trotz aller technologischen Fortschritte in der Holzernte besteht eine zunehmende Beanspruchung des Waldbodens durch Befahrung. Ständig kommen neue, immer leistungsfähigere Arbeitsmaschinen zum Einsatz. Der Einschlag erfolgt ganzjährig, auch bei ungünstigen Witterungs- und Bodenverhältnissen. So ist es eine Herausforderung, das bestehende Wegesystem dauerhaft zu erhalten und Schäden im angrenzenden Bestand zu vermeiden.

Betrachtet wird die technische Befahrbarkeit von Rückegassen mit konventionellen Tragschleppern unterschiedlicher Bereifung. In typischen Holzerntesituationen soll geprüft werden, wie sich bodenschonende „Superbreitreifen“ und „Bogiebänder“ nach mehrmaligen Überfahrten auswirken. Zur Bemessung der Oberflächenverformung dienen unter anderem photogrammetrische Methoden.

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Landesbetrieb Forst Brandenburg

Auf zu neuen Horizonten …, Advanced Biofuels on Underutilised Land in Europe – FORBIO

Laufzeit 01.01.2016 - 31.12.2018
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Köhler, Raul,
Themengebiet Landwirtschaft , Wälder ,
Schlagwörter Bioenergie, Biokraftstoff, Forbio,

Eine nachhaltige Bioenergie-Produktion zählt zu den großen gesellschaftlichen Herausforderungen der Europäischen Energiewende. Neben der Etablierung neuer Technologien geht es vor allem um die umweltverträgliche Mobilisierung nachwachsender Rohstoffe für Treibstoffe („Advanced Biofuels“). Dabei ist eine Konkurrenz zu anderen Landnutzungsformen, wie der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion, zu vermeiden.

Im Fokus stehen brachliegende, pflanzenbaulich benachteiligte oder kontaminierte Flächen. In den drei Modellregionen Südwestliches Sardinien, Nördliche Ukraine und Berlin-Brandenburg werden vielschichtige Machbarkeitsstudien durchgeführt: Neben pflanzenbaulichen Bewertungskriterien fließen Nachhaltigkeitsindikatoren, agrarökonomische sowie soziale Aspekte ein. Ein wichtiges Anliegen ist die Sensibilisierung und Aktivierung von Flächeneigentümern und anderen Interessengruppen.

Das F&E-Konsortium umfasst 12 Partner aus 9 europäischen Ländern, darunter die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und Biochemtex S.p.A., einem der weltweiten Marktführer für die technologische Entwicklung von Biokraftstoffen. Das Projektmanagement obliegt Geonardo Environmental Technologies Ltd. / Budapest und der Wirtschaft und Infrastruktur GmbH & Co Planungs KG / München.

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This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 691846

Jahrringanalytisch basierte Ableitung von Waldentwicklungstypen (WET) für Rekultivierungsflächen des Lausitzer Braunkohlenreviers

Laufzeit 01.01.2016 - 31.12.2019
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Ertle, Christoph,
Themengebiet Wälder ,
Schlagwörter Rekultivierung,

Im Lausitzer Braunkohlenrevier favorisiert die forstliche Rekultivierung langfristig stabile und anpassungsfähige Laubholz-Mischwälder mit führender Trauben- und Stieleiche. Nach Auswertung der bisherigen Waldentwicklung bieten sich als klimarobuste Mischungspartner an: Gemeine Birke, Aspe, Winterlinde, Hainbuche, Roteiche sowie Robinie. Jedoch sind standortbezogene Aussagen zu einer Erfolg versprechenden Baumartenkombination bisher nicht möglich. So fehlen vor allem entsprechende Vitalitäts- bzw. Wachstumsprognosen.

Forschungsziel ist es, standort- und szenariobasierte Wachstumstrendmodelle für artenreiche Kippenwälder zu entwickeln. Deren Anwendung sowie Erkenntnisse aus der Vitalitäts- und Konkurrenzdynamik der Baumarten sollen in die Ableitung künftiger Waldentwicklungstypen einfließen.

Förderer

Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg

 

Praxisversuche zur forsttechnischen Befahrbarkeit bei der Holzrückung im Wald – Ein Vergleich zwischen 6-Rad- und 8-Rad Forwarder

Laufzeit 15.11.2017 - 14.11.2019
Projektleitung Knoche, Dirk
Bearbeitung Köhler, Raul, Küchenmeister, Hans, Lange, Christian A., Ertle, Christoph,
Themengebiet Böden , Wälder ,

Im Rahmen dieses Projektes wird die Befahrbarkeit des Waldes mit radgetriebenen Holzrückezügen (Ladung: bis 14 t) untersucht. Unter typischen Südbrandenburger Waldbedingungen soll geprüft werden, wie unterschiedlich sich 6-Rad- von 8-Rad-Forwardern mit Superbreitreifen auf den Boden auswirken. Unter Anwendung des etablierten FIB-Methodensets liegt ein besonderer Fokus der Befahrungsversuche auf der Spurgleisbildung, v.a. an den Ein- und Ausfahrten der Gassen. Weiterhin werden Traktionseigenschaften der Maschinen am Hang sowie Effekte von Halblastfahrten untersucht.

Förderer

Landesbetrieb Forst Brandenburg

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