Forschungsprojekte

Bohrkernentnahme an einer Esche zur Jahrringanalyse.

Vergleich der Klimasensitivität des Wachstums und Einfluss des Klimawandels auf heimische und nicht-heimische Baumarten in Franken

Projektleitung: Dr. Lena Muffler-Weigel, Dr. Robert Weigel, PD Dr. Gregor Aas

Die Forstwirtschaft steht vor der bedeutenden Herausforderung, die wichtigen Funktionen unserer Wälder trotz des Klimawandels zu erhalten. Dies erfordert eine sorgfältige Überprüfung der Baumartenwahl, wobei auch nicht-einheimische Arten in Betracht gezogen werden müssen. Um fundierte Empfehlungen für einen klimaresilienten Wald der Zukunft in unserer Region geben zu können, ist es notwendig, die Auswirkungen verschiedener abiotischer und biotischer Stressoren auf die Gesundheit und das Wachstum sowohl einheimischer als auch nicht-einheimischer Baumarten zu untersuchen.
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Am ÖBG führen wir dendroökologische Untersuchungen durch. Durch die Analyse der Jahrringe der Bäume der Einfluss vergangener Stressereignisse auf das Wachstum der Bäume nachvollzogen werden und so Vergleiche zwischen den verschiedenen Baumarten angestellt werden.

Gelbtafel-Monitoring in einem stark mit Trauermücken befallenen Topfkräuterbestand (Foto: HSWT).

Attraktivität von Kultursubstraten für Trauermücken im ökologischen Topfpflanzenanbau (Projekt TRAUTOPF)

Projektleitung: Prof. Dr. Elisabeth Obermaier, Prof. Dr. Birgit Zange (Hochschule Weihenstephan-Triesdorf),
Projektbearbeiterin: Andrea Baron, Doktorandin ÖBG, HSWT

Im ökologischen Topfpflanzenanbau kommt es begünstigt durch Torfersatzstoffe mit leicht abbaubarem, organischem Material sowie Bio-Dünger häufig zu einer Massenvermehrung von Trauermücken. Vor allem in Jungpflanzenbeständen führt die Fraßtätigkeit der Larven an Wurzeln und Stängeln zu erheblichen Ausfällen. Bei einem hohen Befallsdruck ist mit den zur Verfügung stehenden Maßnahmen (Nützlinge/Neemprodukte) jedoch meist kein ausreichender Bekämpfungserfolg zu erzielen. Daher soll mittels Topfversuchen, Duftanalysen und Untersuchung der mikrobiellen Aktivität geklärt werden, warum manche Substratkomponenten und Dünger für Trauermücken hochattraktiv sind. Basierend auf diesem Wissen sollen im Anschluss Kriterien für eine Risikoeinstufung von Kultursubstraten sowie praxistaugliche Bekämpfungsmaßnahmen abgeleitet werden.

Aktuelles Promotionsprojekt (Prof. Feldhaar & ÖBG): Nahrungsbeziehungen und Ausbreitungsdistanzen von Mulmhöhlenarthropoden im nördlichen Steigerwald.

Arthropodengemeinschaften in Mulmhöhlen im Landschaftskontext

Projektleitung: Prof. Dr. Elisabeth Obermaier, Prof. Dr. Heike Feldhaar
Projektbearbeiter: Benjamin Henneberg, Doktorand ÖBG, TÖK I

Die Diversität von Arthropodengemeinschaften in Mulmhöhlen wird in Zusammenhang mit Habitatqualität, Wald- und Landschaftsstruktur untersucht um deren Einfluss auf Artenvielfalt und Ausbreitungsdistanzen von Mulmhöhlenarthropoden in bewirtschafteten Wäldern Mitteleuropas zu analysieren. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse über die Ökologie von Artengemeinschaften in Mulmhöhlen sollen Vorhersagen bezüglich der Artenzusammensetzung sowie effektive Schutzmaßnahmen für die häufig gefährdeten xylobionten Arten ermöglicht werden.

Ein aktuelles Promotionsprojekt des ÖBG zusammen mit Prof. Heike Feldhaar (Tierökologie I) untersucht die Diversität und Ausbreitungsdistanzen von Mulmhöhlenarthropoden vergleichend in den drei BaySF Forstbetrieben Ebrach (Steigerwald), Fichtelberg und Kelheim. (Kuratoriumsprojekt L58, LWF)

Klopfproben an einer Eiche. © M. Lauerer

Untersuchungen zur Insektenvielfalt auf nicht-heimischen Baumarten

Projektleitung: Dr. Marianne Lauerer, Prof. Dr. Elisabeth Obermaier

Vor dem Hintergrund des Erhalts der Biodiversität und der derzeit erfolgenden Nutzung nicht-heimischer Bäume im Wald und im urbanen Raum in Folge des Klimawandels ist es wichtig zu wissen, in welchem Umfang nicht-heimische Baumarten Nahrung und Lebensraum für einheimische Insekten sind.
An Eichen (Quercus), Birken (Betula), Ahorn (Acer) und Eschen (Fraxinus) aus Nordamerika und Asien, sowie aus Mitteleuropa (einheimisch) wird untersucht, welche pflanzenfressenden Insekten (Herbivore) sich auf den Blättern befinden. In weiteren Untersuchungen wird die Diversität gallbildender Insekten als Spezialisten erfasst  bzw. Merkmale und Inhaltsstoffe der Blätter analysiert.
Die gefundenen Ergebnisse für die nicht-heimischen Baumarten werden (1) bezüglich des geographischen Abstandes des Heimatgebietes und (2) hinsichtlich der verwandtschaftlichen Nähe zur einheimischen Baumart ausgewertet. 
Der ÖBG eignet sich ideal für eine solche Studie. Denn hier wachsen seit vielen Jahren einheimische und nicht-einheimische, mehr oder weniger nah verwandte Arten unter gleichen Bedingungen nah beieinander (sog. common garden experiment).

Wildbiene am weiblichen Blütenstand der Korb-Weide.

Diversität und Ökologie der Gattung Salix (Weide)

Projektleitung: PD Dr. Gregor Aas 

Salix (Weide) ist die artenreichste Gattung von Gehölzpflanzen Mitteleuropas, von großer ökologischer Bedeutung und prägend für viele terrestrische Lebensräume. Der ÖBG verfügt über eine umfangreiche Sammlung von Salix-Arten. Untersuchungen an den im ÖBG vorhandenen zahlreichen Weidenarten haben in den letzten Jahren neue Erkenntnisse zur morphologischen und genetischen Differenzierung, zur Reproduktionsbiologie und zur Bedeutung von Weiden für Insekten erbracht. Diese fließen ein in eine monographische Bearbeitung der mitteleuropäischen Salix-Arten, die 2027 erscheinen soll.

Buchumschlag

Flora von Bayreuth

Projektleitung: PD Dr. Gregor Aas, Dr. Marianne Lauerer

Ganz aktuell liegt die Flora von Bayreuth und Umgebung nun als Buch vor und kann für 29 Euro erworben werden.

1. im ÖBG-Sekretariat zu den Bürozeiten
   Mo – Mi 8 – 12 Uhr und 13 – 15 Uhr
   Do – Fr 8-12 Uhr
2. Bestellung per email an Gregor Aas (gregor.aas@uni-bayreuth.de)

Das Buch umfasst 480 Seiten, wovon etwa 40 Seiten u.a. Klima, Geologie und die Naturräumliche Gliederung beschreiben und weitere ca 400 Seiten der kommentierten Verbreitung der Pflanzenarten gewidmet sind, die beschreibende Texte, Verbreitungskarten und Fotos zu einzelnen Arten umfassen.
Das Buch ist im Selbstverlag erschienen, ISBN 978-3-939146-27-8.

Von 2009 bis 2021 wurde die Verbreitung und die Häufigkeit aller Arten Höherer Pflanzen im Kartenblatt Bayreuth (MTB 6035) möglichst vollständig, flächendeckend und punktgenau (mit GPS) erfasst. Ergänzend dazu wurden alle verfügbaren historischen Quellen zur Flora des Gebietes bis in das 17. Jahrhundert zurück ausgewertet.​
Auf dieser Fläche von 134 km² wurden rund 1600 rezent vorkommende Sippen dokumentiert, für dieses eher kleine Untersuchungsgebiet eine bemerkenswert hohe Artendiversität! An der Kartierung waren MitarbeiterInnen des ÖBG wie Ehrenamtliche außerhalb der Uni beteiligt.

Die nun vorliegenden umfangreichen Daten sollen ausgewertet werden. Ziel ist es das Vorkommen und die Häufigkeit von Arten und Artengruppen (Neophyten, Rote-Liste-Arten, ...) in bestimmten Lebensräumen (urbaner Raum, Ruderalflächen, Wald, Auen,  ...) sowie den Wandel der Pflanzenwelt zu analysieren.

Da sich die Pflanzenwelt mehr denn je wandelt, ist geplant, die Kartierungen unter Mitwirkung interessierter Menschen und digitaler Methoden fortzuführen (citizen science), um die Auswirkungen aktueller Umweltveränderungen (Klimawandel) auf die Flora fortlaufend zu dokumentieren.

Blick ins Buch >>> (PDF)

Wurzellabor am Experimentellen Botanischen Garten in Göttingen

Einfluss des Klimawandels auf die Blatt- und Wurzelphänologie europäischer Laubbaumarten

Projektleitung: Dr. Lena Muffler Weigel
​Projektbearbeiter: Julius Fischer, Doktorand ÖBG, Uni Göttingen

Die globale Erwärmung verändert die Baumphänologie, was Auswirkungen auf die Fitness der Pflanzen und die Artenzusammensetzung haben kann. Die oberirdische Vegetationsperiode wird sich im Zuge der Erwärmung wahrscheinlich verlängern. Wie allerdings das Wurzelwachstum auf steigende Temperaturen reagiert und wie Wurzel- und Blattphänologie zusammenhängen ist noch kaum erforscht. Im Projekt wird untersucht, wich sich steigende Temperaturen auf die Blatt- und Wurzelphänologie der drei Laubbaumarten Buche, Hängebirke und Traubeneiche auswirkt und welche Effekte diese Veränderungen auf die Produktivität der Bäume und den Kohlenstoffkreislauf des Waldes haben.
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Das Projekt läuft in Kooperation mit der Universität Göttingen. Die experimentelle Arbeit wird im Experimentellen Botanischen Garten in Göttingen und im Göttinger Wurzellabor durchgeführt. 

Simulation von unterschiedlichen Bodenfrostszenarien in Klimakammern und im Freiland durch unterschiedliche Exposition (frei stehend und geschützt im Boden vergraben) und Isolation (Wärmedämmung eingegrabener Töpfe mit Vlies) von getopften Jungbäumen.

Einfluss des Klimawandels auf den Waldzustand: Winterkälte als zusätzlicher Stressfaktor

Projektleitung: Dr. Robert Weigel
Projektbearbeitung: Jana Hoppe, Abt. Pflanzenökologie und Ökosystemforschung, Georg-August Universität Göttingen

Der Klimawandel beeinträchtigt zunehmend die Wälder weltweit. Neben Sommerdürren kann auch der Winterfrost durch abnehmende Schneebedeckung die Feinwurzelsterblichkeit erhöhen und das Baumwachstum beeinträchtigen. Dieses Projekt untersucht, wie kältere Böden im Winter als zusätzlicher Stressfaktor für Baumarten der gemäßigten Breiten wirken. Durch Bodenkälteexperimente im Versuchsgarten und in Klimakammern werden die Auswirkungen auf Rotbuche, Hänge-Birke und Traubeneiche erforscht. Ziel ist es, die Mechanismen der Winterkältesensitivität zu verstehen und Anpassungspotentiale zu bewerten.

Eine Lenga-Südbuche (Nothofagus pumilio), von der Bohrkerne entnommen wurden, um den Einfluss der Klimaveränderung auf das Wachstum der Bäume an der Waldgrenze in den Bergen Patagoniens zu untersuchen. Foto: Robert Weigel.

Jahrringforschung an Südbuchen und exotischen Koniferen in Argentinien

Projektleitung: Prof. Dr. Helge Walentowski, HAWK Göttingen, Dr. Robert Weigel (Co-PI)
Projektbearbeitung: Ernesto Juan Reiter

Das Projekt “KLIMNEM” untersucht die nachhaltige Waldbewirtschaftung temperater Laubwälder und zielt auf den Vergleich zwischen nordhemisphärische Buchen- und südhemisphärische Südbuchenwäldern ab. Ein Schwerpunkt liegt auf der Jahrringforschung an Südbuchen (Nothofagus spp.) in Patagonien.

Ziel ist es, die Anpassungsstrategien dieser Baumarten an den Klimawandel zu verstehen und nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien zu entwickeln. Dabei werden die Auswirkungen von Extremereignissen und Störungen auf das Wachstum der Bäume analysiert und mit dem Wachstum eingeführter nordamerikanischer Koniferen (z.B. Pinus radiata, P ponderosa) verglichen.

Die Forschung umfasst dabei auch die Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen zwischen Naturereignissen wie Waldbränden und menschlichen Einflüssen.

Um Szenarien des Winterklimawandels zu simulieren, wird die Schneebedeckung des Waldbodens durch Überdachung (rechts im Bild) verhindert. Das Schmelzwasser dieses und eines zusätzlichen Daches (links) wird dann auf die Testfläche geleitet, um verstärkte Niederschläge bei Tauwetter zu simulieren.

WetWin: Auswirkungen des Klimawandels auf Winterwetter und Ökosysteme

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Kreyling, Experimentelle Pflanzenökologie, Universität Greifswald, Dr. Robert Weigel (Co-PI)
Projektbearbeitung: Aron Garthen

Das Projekt untersucht die Auswirkungen des winterlichen Klimawandels auf Buchenwälder in Nordostdeutschland und Nordpolen. Prognosen zeigen, dass die Winter wärmer und feuchter werden, mit mehr Regen statt Schnee. Der Anstieg der Niederschlagsmenge scheint langfristig einen positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum zu haben, vermutlich wegen der Wasserspeicherung in tieferen Bodenschichten. Wurzelwachstum wird hingegen vorrangig von Bodentemperaturen bestimmt.

​In historisch schneereichen Gebieten kann ein Wegfall der Schneedecke zu kälteren Bodentemperaturen führen und sich negativ auf das Wurzelwachstum auswirken. Es konnte außerdem nachgewiesen werden, dass feuchtere Winter einerseits zu mehr Nährstoffeintrag, gleichzeitig jedoch auch zu verstärkter Auswaschung führen, sodass die pflanzenverfügbare Nährstoffmenge sich nicht verändert.

Die Zukunft der Waldkiefer in Bayern

Projektleitung: Dr. Hans-Joachim Klemmt, Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, PD Dr. Gregor Aas, Dr. Robert Weigel
Projektbearbeitung: Stefanie Springer

Die Waldkiefer, der zweitwichtigste Forstbaum in Deutschland, gerät im bayerischen Hauptverbreitungsgebiet Mittelfranken zunehmend unter Druck. Im Rahmen des Projektes werden Waldkiefernbestände an unterschiedlichen Standorten in Nordbayern auf diverse Einflussfaktoren untersucht. Ein an den Kiefern häufiges Phänomen ist der Befall durch die Kiefernmistel, dessen Ausmaß mittels Befliegung durch unbemannte Luftfahrzeuge (UAV), umgangssprachlich Drohnen, bestimmt werden soll. Zusätzlich wird auf den Flächen gemessen, ob der Erreger des Diplodia-Triebsterbens Sphaeropsis sapinea vorhanden ist. In Nadelproben aus den Kronen der Kiefern wird in Zusammenarbeit mit dem Amt für Waldgenetik untersucht, ob genetische Unterschiede bestehen, die Einfluss auf die Anfälligkeit oder Resilienz gegen parasitären Befall haben. Jahrringanalysen sollen zeigen, wie die genannten Einflussfaktoren das Zuwachsverhalten der Bäume beeinflussen.