Dr. Markus Kautz

seit 2019: Fachbereichsleiter, Abt. Waldschutz - FVA, Freiburg

Schwerpunkte: Fichtenborkenkäfer - Klimawandel - Modellierung
Forschung sowie Monitoring und Beratung in Baden-Württemberg & Rheinland-Pfalz/Saarland

2017 - 2019: Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abt. Waldschutz - FVA, Freiburg

Projekt "IpsPro" - Abschätzung des raum-zeitlich-dynamischen Befallsrisikos durch den Buchdrucker
Simulation mit dem Buchdrucker-Phänologiemodell PHENIPS

2014 - 2017: postDoc, IMK/IFU - KIT, Garmisch-Partenkirchen

Simulation mit dem dynamischen globalen Vegetationsmodell LPJ-GUESS
Modellweiterentwicklung zur Integration biotischer Waldstörungen durch Insekten & Pathogene

2013: Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abt. Waldschutz - LWF Bayern, Freising

Luftbildgestützte Erkennung und Analyse von insektenverursachten Kronenschäden
Risikoanalyse für Borkenkäferschäden in Wirtschaftswäldern in unmittelbarer Nähe zum NLP Bayerischer Wald

2009 - 2013: Doktorand, Tierökologie - TU München, Freising

Raum-zeitliche Ausbreitungsdynamik von Borkenkäfern in den NLPs Bayerischer Wald, Šumava und Berchtesgaden
Entwicklung und Anwendung eines individuen-basierten Borkenkäfer-Ausbreitungsmodells (IPS)

2008: Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Waldwachstum & Fortstliche Informatik - TU Dresden, Tharandt

Satellitengestützte Erkennung von Blitzschlagstörungen in Mangrovenwäldern in Vietnam
Simulation von Störungseffekten in Mangroven mit einem individuen-basierten Modell (KiWi)

2006 - 2007: Trainee, Deutscher Entwicklungsdienst, Bolivien

Tropische Forst- und Agrofortstwirtschaft

1999 - 2006: Studium der Geographie (Dipl.), TU Dresden, Dresden / Tharandt

Schwerpunkte Physische Geographie, Forstwissenschaften, Kartographie

peer-reviewed paper:

Wang S, Zhang Y, Ju W, Chen JM, Ciais P, Cescatti A, ..., Kautz M, et al. (in press) Recent global decline of CO2 fertilization effects on vegetation photosynthesis. Science

Pugh TAM, Rademacher T, Shafer SL, Steinkamp J, Barichivich J, Beckage B, ..., Kautz M, et al. (2020) Understanding the uncertainty in global forest carbon turnover. Biogeosciences, 17, 3961–3989

Yang H, Ciais P, Santoro M, Huang Y, Li W, Wang Y, ..., Kautz M, et al. (2020) Comparison of forest above-ground biomass from dynamic global vegetation models with spatially explicit remotely sensed observation-based estimates. Global Change Biology, 26, 3997-4012

Forzieri G, Miralles DG, Ciais P, Alkama R, Ryu Y, Duveiller G, ..., Kautz M, et al. (2020) Increased control of vegetation on global terrestrial energy fluxes. Nature Climate Change, 10, 356-362

Kondo M, Patra PK, Sitch S, Friedlingstein P, Poulter B, Chevallier F, …, Kautz M, et al. (2020) State of the science in reconciling top‐down and bottom‐up approaches for terrestrial CO2 budget. Global Change Biology 26, 1068-1084

Huang J, Kautz M, Trowbridge AM, Hammerbacher A, Raffa KF, Adams HD, Goodsman DW, Xu C, Meddens AJH, Kandasamy D, Gershenzon J, Seidl R, Hartmann H (2020) Tree defence and bark beetles in a drying world: carbon partitioning, functioning and modelling. New Phytologist 225, 26-36

Petr M, Vacchiano G, Thom D, Mairota P, Kautz M, Goncalves LMS, Yousefpour R, Kaloudis S, Reyer CPO (2019) Inconsistent recognition of uncertainty in studies of climate change impacts on forests. Environmental Research Letters 14, 113003

Pugh TAM, Arneth A, Kautz M, Poulter B, Smith B (2019) Important role of forest disturbances in the global biomass turnover and carbon sinks. Nature Geoscience 12, 730-735

Chen W, Zhu D, Huang C, Ciais P, Yao Y, Friedlingstein P, ..., Kautz M, et al. (2019) Negative extreme events in gross primary productivity and their drivers in China during the past three decades. Agricultural and Forest Meteorology 275, 47-58

Buermann W, Forkel M, O’Sullivan M, Sitch SS, Friedlingstein P, Haverd V, ..., Kautz M, et al. (2018) Widespread seasonal compensation effects of spring warming on plant productivity in northern ecosystems. Nature 562, 110-115

Wu D, Ciais P, Viovy N, Knapp AK, Wilcox K, Bahn M, …, Kautz M, et al. (2018) Asymmetric responses of primary productivity to altered precipitation simulated by ecosystem models across three long-term grassland sites. Biogeosciences 15, 3421-3437

Forzieri G, Duveiller G, Georgievski G, Li W, Robertson E, Kautz M, Lawrence P, Garcia San Martin L, Anthoni P, Ciais P, Pongratz J, Sitch S, Wiltshire A, Arneth A, Cescatti A (2018) Evaluating the interplay between biophysical processes and leaf area changes in land surface models. Journal of Advances in Modeling Earth Systems 10, 1102-1126

Le Quéré C, Andrew RM, Friedlingstein P, Sitch S, Pongratz J, Manning AC, …, Kautz M, et al. (2018) Global Carbon Budget 2017. Earth System Science Data 10, 405-448

Kautz M, Anthoni P, Meddens AJH, Pugh TAM, Arneth A (2018) Simulating the recent impacts of multiple biotic disturbances on forest carbon cycling across the United States. Global Change Biology 24, 2079-2092

Hartmann H, Moura CF, Anderegg WRL, Ruehr NK, Salmon Y, Allen C, ..., Kautz M, et al. (2018) Research frontiers for improving our understanding of drought-induced tree and forest mortality. New Phytologist 218, 15-28

Seidl R, Thom D, Kautz M, Martin-Benito D, Peltoniemi M, Vacchiano G, et al. (2018) Forest disturbances under climate change. Nature Climate Change 7, 395-402

Kautz M, Meddens AJH, Hall RJ, Arneth A (2017) Biotic disturbances in Northern Hemisphere forests – a synthesis of recent data, uncertainties and implications for forest monitoring and modelling. Global Ecology and Biogeography 26, 533-552

Kautz M, Imron MA, Dworschak K, Schopf R (2016) Dispersal variability and associated population-level consequences in tree-killing bark beetles. Movement Ecology 4:9

Seidl R, Müller J, Hothorn T, Bässler C, Heurich M, Kautz M (2016) Small beetle, large-scale drivers: how regional and landscape factors affect outbreaks of the European spruce bark beetle. Journal of Applied Ecology 53, 530-540

Kautz M (2014) On correcting the time-lag bias in aerial-surveyed bark beetle infestation data. Forest Ecology and Management 326, 157-162

Kautz M, Imron MA, Schopf R (2014) Individual traits as drivers of spatial dispersal and infestation patterns in a host-bark beetle system. Ecological Modelling 273, 264-276

Hooman L, Schumann B, Kautz M, Dech S (2014) Spatial characterization of bark beetle-infested areas in a natural forest by a multi-date synergy of medium-and high resolution imagery. Environmental Monitoring and Assessment 186, 441-456

Vogt J, Kautz M, Fontalvo Herazo ML, Walther D, Diele K, Triet T, Saint-Paul U, Berger U (2013) Do canopy disturbances drive forest plantations into more natural conditions? – A case study from Can Gio Biosphere Reserve, Vietnam. Global Planet Change 110, 249-258

Kautz M, Schopf R, Ohser J (2013) The “sun-effect”: microclimatic alterations predispose forest edges to bark beetle infestations. European Journal of Forest Research 132, 453-465, erratum: 467

Kautz M, Düll J, Ohser J (2011) Spatial dependence of random sets and its application to dispersion of bark beetle infestation in a natural forest. Image Analysis & Stereology 30, 123-131

Kautz M, Dworschak K, Gruppe A, Schopf R (2011) Quantifying spatio-temporal dispersion of bark beetle infestations in epidemic and non-epidemic conditions. Forest Ecology and Management 262, 598-608

Kautz M, Berger U, Stoyan D, Vogt J, Khan NI, Diele K, Saint-Paul U, Triet T, Nam VN (2011) Desynchronizing effects of lightning strike disturbances on cyclic forest dynamics in mangrove plantations. Aquatic Botany 95, 173-181

Buchkapitel, Zeitschriftenartikel (Auswahl):

Peter FJ, Harms L, Kautz M (2020) Modellierung von Borkenkäferphänologie und Befallsdruck. AFZ-Der Wald 18, 19-21

Delb H, Burger M, Grüner J, John R, Kautz M, Wussler J (2020) Waldschutzsituation 2019/2020 in Rheinland-Pfalz und im Saarland. AFZ-Der Wald 11, 26-29

Delb H, Burger M, Grüner J, John R, Kautz M, Wussler J (2020) Waldschutzsituation 2019/2020 in Baden-Württemberg. AFZ-Der Wald 11, 16-20

Seidl R, Kautz M (2019) Einfluss des Klimawandels auf Störungen. S. 325-336, In: Störungsökologie. Wohlgemuth T, Jentsch A, Seidl R (Hrsg.), Haupt-Verlag Bern, 396 S.

Seidl R, Kautz M, Heurich M, Müller J (2016) Borkenkäferdynamik am Beispiel Bayerischer Wald. AFZ-Der Wald 9, 36-38

2020

Tree defence and bark beetles in a drying world: carbon partitioning, functioning and modelling. New Phytologist 225, 26-36

KAUTZ, M.; HUANG, J.; TROWBRIDGE, A. M. et al. , Veröffentlichungen Waldschutz

2019

Inconsistent recognition of uncertainty in studies of climate change impacts on forests. Environmental Research Letters 14, e113003

KAUTZ, M.; PETR, M.; VACCHIANO, G. et al. , Veröffentlichungen Waldschutz

2019

Störungen im globalen Wandel In: WOHLGEMUTH, T.; JENTSCH, A.; SEIDL, R. (Hrsg.): Störungsökologie. UTB, Bd. 5018, Haupt, Bern, 325-336

SEIDL, R.; KAUTZ, M. , Veröffentlichungen Waldschutz

2018

Simulating the recent impacts of multiple biotic disturbances on forest carbon cycling across the United States. Global Change Biology 24 (5), 2079-2092

KAUTZ, M.; ANTHONI, P.; MEDDENS, A. J. H. et al. , Veröffentlichungen Waldschutz

Forschung

Populationsdynamik von Borkenkäfern
Einfluss von Klimawandel auf biotische und abiotische Schadfaktoren
Individuen- und prozessbasierte Modellierung, z.B. von Waldstörungen wie Borkenkäferbefall
Methoden fernerkundlicher Schaderkennung

Monitoring

Pheromonfallen- und Brutbaummonitoring von Borkenkäfern
Phänologie- und Befallsrisikomodelle

Beratung

Sämtliche Borkenkäferarten an Fichte
Für alle Waldbesitzarten in Baden-Württemberg & Rheinland-Pfalz/Saarland

Lehrtätigkeit

keine Lehrtätigkeit vorhanden

Projekte

1426 Im IpsPro-Verbundvorhaben entwickeln Forschende der FVA Baden-Württemberg, des Staatsbetriebs Sachsenforst und der Universität Hamburg das Borkenkäfer-Frühwarnsystem IpsRisk, mit dessen Hilfe die Abschätzung des Risikos für Buchdruckerbefall verbessert werden soll. Gesamtziel ist es, die aktuelle Gefährdungssituation durch den Buchdrucker in potenziell bedrohten Fichtenbeständen mit möglichst hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung einschätzen zu können. Hierfür werden verschiedene Teilrisiken, die sich aus Standorts-, Klima- und Wasserhaushaltsverhältnissen, Eigenschaften der Fichtenbestände, der Schwärmaktivität des Buchdruckers, beobachtetem Vorbefall sowie dem Brutraumangebot (z.B. Windwürfe) ableiten, kombiniert. Das resultierende Befallsrisiko durch den Buchdrucker wird in IpsRisk tagesaktuell und standortsgenau in Form einer Warnkarte dargestellt und soll zukünftig Waldbesitzenden, -bewirtschaftenden und weiteren Interessierten frei zugänglich, online zur Verfügung gestellt werden. Indem IpsRisk dadurch eine Fokussierung des Monitorings auf besonders gefährdete Bestände ermöglicht, kann das Borkenkäfer-Management wesentlich effizienter gestaltet werden. Das IpsPro-Verbundvorhaben wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, einen Förderträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, gefördert. Es ist in drei Teilvorhaben sowie insgesamt sieben Arbeitspakete (AP) gegliedert und hat eine Laufzeit vom 01.11.2017 bis 31.10.2021. Das Teilvorhaben 1 „Buchdruckerphänologie (AP 2) und Trockenstress-Disposition (AP 3)“ sowie das AP 7 „Systemoptimierung und Validierung“ werden an der FVA Baden-Württemberg bearbeitet. Buchdruckerphänologie (Abteilung Waldschutz): Entwicklung und Schwärmverhalten des Buchdruckers werden stark durch die Witterung, insbesondere die Temperatur, beeinflusst. Daraus folgt ein komplexes räumliches und zeitliches Muster von Schwärm- und somit Befallsintensität. Um dies im Borkenkäfer-Frühwarnsystem IpsRisk abbilden zu können, kommen das Borkenkäfer-Phänologiemodell PHENIPS und aus historischen Fallenfangdaten generierte Verteilungsfunktionen zum Einsatz. Ein weiterer wichtiger Faktor in der Abschätzung von Borkenkäferbefall ist die Populationsgröße, welche anhand des Vorjahresbefalls abgeschätzt werden kann. Eigene sehr detaillierte Aufnahmen in den Nationalparken Schwarzwald und Hunsrück-Hochwald ermöglichen ein vertiefendes Verständnis von Phänologie sowie lokaler Befallsdynamik im Jahresverlauf; eine außergewöhnliche Datenbasis, mit der IpsRisk kalibriert werden kann. Trockenstress-Disposition (Abteilung Boden und Umwelt): Die aktuelle Wasserverfügbarkeit sowie die zurückliegende Trockenstresshistorie beeinflussen maßgeblich die Anfälligkeit von Fichtenbeständen gegenüber Borkenkäferbefall. Im IpsPro-Verbundvorhaben wird daher die Wasserversorgung der Fichtenwälder räumlich und zeitlich hochaufgelöst mithilfe des Wasserhaushaltsmodells RoGeR modelliert. Der daraus abgeleitete Trockenstress-Indikator „relatives pflanzenverfügbares Wasser im Wurzelraum“ geht als tagesaktuelles, dynamisches Teilrisiko in das Borkenkäfer-Frühwarnsystem IpsRisk ein. Im Rahmen von IpsPro wurden 2018 in den Nationalparken Schwarzwald und Hunsrück-Hochwald Bodenfeuchtemessflächen auf repräsentativen, Fichten-dominierten Standorten eingerichtet, auf denen die Bodenfeuchte in 30 und 60 cm Tiefe stündlich und in zehnfacher Wiederholung erfasst wird. Die Bodenfeuchtemessungen dienen der Einschätzung der aktuellen Situation und werden in erster Linie zur Plausibilisierung von RoGeR herangezogen. Aufgrund der zunehmenden Relevanz der Wasserversorgung für die Vitalität von Wäldern wird das kontinuierliche Bodenfeuchtemonitoring auch nach Projektende weiter fortgeführt werden. Systemoptimierung und Validierung (Abteilungen Boden und Umwelt sowie Waldschutz; Staatsbetrieb Sachsenforst, Universität Hamburg): Im für den Verlängerungszeitraum (ab November 2020) neu etablierten AP geht es um eine umfassende Validierung und Optimierung von IpsRisk hinsichtlich eines späteren Praxiseinsatzes. Hierfür werden aktuelle Befallsmeldungen, insbesondere aus Borkenkäferbefalls-Apps räumlich und zeitlich hochaufgelöst in IpsRisk implementiert. Diese Befallsdaten werden zugleich für die überregionale Plausibilisierung, Validierung und Kalibrierung des Frühwarnsystems herangezogen. Hier helfen sie insbesondere bei der Definition der Risikoschwellen für die Teilrisiken und das abgeleitete Befallsrisiko. Ferner wird IpsRisk mithilfe eines Praxistests durch Expert*innen in ausgewählten Testgebieten auf seine Tauglichkeit hin überprüft werden. Die gesammelten Erfahrungen fließen in die weitere Entwicklung des Frühwarnsystems mit ein. 2017 2020 Klimafolgenforschung Forstzoologische & forstpathologische Forschung (ab 2013) Boden und Umwelt (Koordination und Durchführung Gesamtprojekt Einbindung des Wasserhaushaltmodells) Waldschutz (Borkenkäfermonitoring, PHENIPS-Modellierung) Peter Hartmann Markus Kautz