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1852 Das Ziel des Projekts WaldlabOR ist es, beispielhaft für den Klimawandelhotspot Oberrhein neue Konzepte der Waldbewirtschaftung mit dem Fokus auf den Erhalt des Waldes und seiner Ökosystemleistungen unter den zukünftigen Bedingungen großer Unsicherheit zu entwickeln. Dies erfolgt auf Grundlage eines umfassenden und auf Beteiligung basierten Risikomanagements. Als Reallabor bietet das umsetzungsorientierte Vorhaben Raum für das Erproben von Lösungsansätzen im transdisziplinären Austausch zwischen Wissenschaft, Forstbetrieben, Waldnutzenden und anderen Stakeholdern. Die Universität Freiburg, die Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt BW und der Landkreis Karlsruhe haben sich im WaldlabOR zu einem Verbund zusammengeschlossen. 2023 2028 Klimafolgenforschung Waldwachstum Boden und Umwelt Waldschutz Biometrie und Informatik Direktion inkl. Stabsstelle Gesellschaftlicher Wandel Wald und Wasser Multifunktionale Waldwirtschaft & Nachhaltigkeitsnormen (ab 2013) Boden- & Klimaschutz Waldwachstum Waldnaturschutz Boden und Umwelt Waldschutz Biometrie und Informatik Direktion inkl. Stabsstelle Gesellschaftlicher Wandel

1846 Klimatische Bedingungen, Nährstoffeinträge über die Luft und Baumartenwahl steuern – neben anderen Faktoren - die Ausprägung der Humusauflagen und damit die ökologischen Funktionen unserer Wälder. Genaue Kenntnisse, wie sich die Basiseigenschaften der Humusauflagen (z.B. Humusform, Humusmächtigkeit) infolge dieser Einflussfaktoren ändern, gibt es bislang nicht. Auch ist der Zusammenhang zu wichtigen physikalischen Eigenschaften (Porengrößenverteilung, Wasserrückhaltevermögen, hydraulische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit) unbekannt. Änderungen im Wasserrückhaltevermögen von Humusauflagen wirken sich nicht nur auf den Wasserkreislauf in Wäldern aus, sondern auch auf deren Wärmehaushalt. Für die Wälder der gemäßigten Zone fehlen bislang Studien, die diese Einflüsse untersuchen. Dies erschwert unser Verständnis dafür, wie sich das kombinierte Feuchte- und Temperaturregime der Humusauflagen als Reaktion auf Veränderungen der abiotischen und biotischen Faktoren verändern könnte. Verfügbare Wald- und Bodeninventurdaten in Kombination mit einer modellbasierten Bewertung der Auswirkungen von Veränderungen der thermischen und hydraulischen Eigenschaften von Humusauflagen auf deren Wasser- und Wärmehaushalt bergen ein großes Potenzial, die aufgezeigten Wissenslücken zu schließen. Mit dem Projekt sollen diese Daten in Wert gesetzt werden, um zu klären, wie sich Strukturveränderungen der Humusauflagen infolge veränderter Nährstoffverfügbarkeit und Lufttemperatur auf den Wärme- und Wasserhaushalt von Wäldern auswirken. Auf der Grundlage eines verbesserten Verständnisses der Beziehungen zwischen Basiseigenschaften der Humusauflagen und verschiedenen Standortbedingungen werden diese neuen Erkenntnisse genutzt, um die Basiseigenschaften der Humusauflagen von der Plotebene auf die nationale Ebene zu übertragen. 2022 2024 Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Boden und Umwelt

1820 Vielfältige Erfahrungen belegen, dass der Einsatz von Pflanzenkohle und Terra Preta (hier verstanden als Gemisch von Pflanzenkohle mit unverkohltem organischem Material) positive Wirkung auf die Nährstoffausstattung und Wasserhaltefähigkeit von Böden und damit die Vitalität und Wuchsleistung von Pflanzen hat. Im Forstbereich gibt es demgegenüber bislang nur wenige Erfahrungen mit dem Einsatz von Pflanzenkohle oder Terra Preta, vorwiegend in tropischen Böden und in Form von Gewächshaus-/Topfversuchen. Mit der geplanten Pilotstudie auf Traubeneichen-Kulturflächen soll untersucht werden, ob der Einsatz von Pflanzenkohle oder Terra Preta • die Nährstoffausstattung und die Wasserhaltefähigkeit des Bodens nachhaltig verbessert und damit • die Überlebensrate von Anpflanzungen erhöhen kann. Untersucht werden soll dabei, • ob die positive Wirkung auf einem ärmeren Standort größer ist als auf einem besser nährstoff- und wasserversorgten Standort • inwieweit mit dem Einsatz reiner Pflanzenkohle im Hinblick auf die Mortalität der Kultur sowie die bodenchemischen- und hydrologischen Eigenschaften ähnliche Effekte erzielt werden können wie mit Terra Preta. Es werden zwei parallele Versuchsreihen auf zwei Kulturflächen angelegt, die sich im Hinblick auf ihre Standortseigenschaften unterscheiden: • Fläche A: sehr sandiges Substrat mit geringer Nährkraft und Wasserhaltefähigkeit • Fläche B: sandiges Substrat mit etwas Lehmanteil, somit etwas besserer Nährstoff- und Wasserversorgung als Fläche A Auf jeder Fläche werden drei Varianten angelegt, die sich hinsichtlich des Pflanzsubstrats unterscheiden: • Variante 1: Verfüllung des Pflanzlochs mit reinem Bodenaushub (Kontrolle) • Variante 2: Verfüllung des Pflanzlochs mit Gemisch aus Bodenaushub und reiner Pflanzenkohle • Variante 3: Verfüllung des Pflanzlochs mit Gemisch aus Bodenaushub und Terra Preta Auf allen Varianten werden folgende Untersuchungen durchgeführt: 1. bodenchemische und -physikalische Analysen vor der Pflanzung und für zunächst drei Jahre Abstand nach der Pflanzung einmal jährlich zum Ende der Vegetationsperiode 2. kontinuierliche Beobachtung der Bodenfeuchte im Wurzelbereich der gepflanzten Bäume 3. Erfassung von Höhenwachstum, Vitalität und Mortalität der Bäume 2021 2025 Klimafolgenforschung Wald und Wasser Boden und Umwelt

1757 Waldböden als wichtigste terrestrische Senke für atmosphärisches Methan im Klimawandel: eine bedrohte Klimaleistung von Waldböden? Wald erfüllt viele grundlegend wichtige Funktionen in unserer Umwelt. Neben der Bindung von Kohlenstoff in Wald (C-Sequestrierung) und Holz, ist die Oxidation von atmosphärischem Methan in Waldböden eine weitere wichtige klimarelevante Leistung und Waldböden tragen damit als CH4-Senke mit dazu bei, Treibhausgasemissionen aktiv zu mindern. Methan (CH4) stellt aufgrund seines hohen Treibhausgaspotentials das zweitwichtigste Treibhausgas des anthropogen verursachten Klimawandels dar. Während Moore und vernäßte Standorte wichtige natürliche CH4-Quellen darstellen, handelt es sich bei unvernässten Waldböden um die global bedeutendste terrestrische Senke für atmosphärisches CH4. Landwirtschaftliche Böden jedoch haben diese klimarelevante Funktion weitestgehend verloren, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der CH4-Konzentration in der Atmosphäre beigetragen hat (Dutaur and Verchot, 2007). Waldböden werden dagegen bisher als unbeeinflusste und voll funktionsfähige Senke für CH4 betrachtet. Während kurzfristige Effekte von Umweltparametern wie Bodenfeuchte und -temperatur auf die CH4-Oxidationsleistungsfähigkeit von Böden bekannt sind so sind Effekte von klimawandelbedingten langfristigen Trends von Umweltparametern dagegen weitestgehend unbekannt. Eine kürzlich erschienene wichtige wissenschaftliche Publikation (Ni and Groffman, 2018) berichtet von einer langfristigen Abnahme der CH4-Oxidationsleistungsfähigkeit an vier US-amerikanischen Standorten um 53-89 % während der letzten 15-20 Jahre, was einen dramatischen Verlust dieser klimarelevanten Bodenfunktion bedeuten würde. Weltweit existieren fast keine vergleichbaren langfristigen Beobachtungen. An der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA-BW) wurden im Rahmen des Umweltmonitorings über die letzten 20 Jahre unter anderem Bodengasprofile in 13 Waldbeständen erfasst, die eine Ableitung der CH4-Oxidationsraten ermöglichen würden. Wir wollen im Rahmen dieses Projektes ein Gastransportmodell entwickeln, es auf unsere speziellen Bedürfnisse anpassen und kalibrieren, und die Ergebnisse mit unabhängigen Vergleichsmessungen evaluieren. Die Modellierung wird es ermöglichen, (1) die CH4-Senkenfunktion zu quantifizieren, (2) eine Trendanalyse durchzuführen und so einen möglichen langfristige Funktionsverlust zu erkennen und (3) die möglichen Ursachen zu identifizieren. 2021 2024 Klimafolgenforschung Boden- & Klimaschutz Boden und Umwelt (Umsetzung Projekt)

1765 In Deutschland liegen knapp 50 Prozent der Waldfläche in privatem Besitz. Davon haben mehr als 70 Prozent Flächengrößen kleiner 200 ha, 50 Prozent sogar kleiner 20 ha. Im Kleinprivatwald wird die Bewirtschaftung vermehrt als Freizeitbeschäftigung gesehen und weniger als wesentlicher Beitrag zum Einkommen. Dies kann einerseits zu einer Abnahme des traditionellen Wissens zur Waldbewirtschaftung führen, birgt aber andererseits die Möglichkeit, interessierte Waldbesitzer durch Beratung und gute Informationsmöglichkeiten für eine langfristig erfolgreiche und ressourcenschonende Forstwirtschaft zu gewinnen. Dabei ist ein standortgerechtes Vorgehen unabdingbar. Neben den existierenden klassischen Standortkarten werden aktuell Standorteigenschaften in den Bereichen standortgerechte Baumartenwahl im Klimawandel, Nährelementansprüche von Baumarten und nährstoffnachhaltige Holzernte sowie Objektivierung der Einschätzungen zum Wasserhaushalt neu und ergänzend interpretiert. Projektziel ist es, den aktuellen Stand der forstlichen Standortinformationen für die Beratung und beratungsbasierte Förderung im Kleinprivatwald nutzbar zu machen und damit ein standortgerechtes Waldmanagement als Grundlage für eine langfristig erfolgreiche und ressourcenschonende Forstwirtschaft sicher zu stellen. 2021 2024 Biometrie und Informatik Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Boden und Umwelt (Bereitstellung von Bodeninformationen, Bodenbeprobung, Analyse von Bodenproben, Einbinden Ergebnisse aus WHH-KW; Datenbereitstellung und Umsetzung "Standort-App") Biometrie und Informatik (Berechnung Nährstoffentzüge für Situation im Kleinprivatwald über Umtriebszeiten für ein erweitertes Baumartensprektrum und verschiedene Datenverfügbarkeiten; Datenbereitstellung und Umsetzung "Standort-App")

1667 Viele Forstbetriebe und forstliche Zertifizierungssysteme streben eine Erhöhung des Totholzanteils in Wäldern an, ganz vordergründig mit dem Ziel, die Biodiversität zu erhalten und zu fördern. Eine weitere positive „Nebenwirkung“ der Belassung von Totholz könnte die Förderung der Kohlenstoffspeicherung in Waldböden sein. Bisher wurden derartige Effekte durch Totholz jedoch wenig untersucht. Insbesondere gibt es unzureichende Kenntnisse zur Standortsabhängigkeit und zu den Einflüssen des forstlichen Managements auf die Speicherung von totholzbürtigem Kohlenstoff im Boden. Ziel des Projektes TotC ist es nachzuweisen, dass mit einem angepassten Totholzmanagement die Anreicherung organischer Substanz im Boden, aber auch andere Bodenfunktionen wie zum Beispiel die Wasserretention oder der Nährstoffhaushalt, gezielt beeinflusst werden können und damit die Biomasseproduktion erhöht, die Bioturbation angeregt und auf diese Weise der Boden-C-Vorrat stabilisiert und nachhaltig erhöht wird. Hierfür werden Kohlenstoffvorräte in Waldböden auf der Basis von bereits existierenden und neu zu erhebenden Daten quantifiziert und mit Totholzinventuren verknüpft. Weiterhin sollen die Kohlenstoffausträge mit der Bodenwasser- und Gasphase gemessen werden. Über die Analyse von Bodenaggregaten soll bewertet werden, wie stabil der in den Boden eingetragene Kohlenstoff gespeichert wird. 2021 2024 Klimafolgenforschung Bodenphysik Boden und Umwelt (Projektkoordination AP1: Inventur des Beitrags von Totholz zur Kontrolle der Bodenkohlenstoffvorräte AP2: Prozessuntersuchungen auf Intensivmessflächen: Kohlenstoffflüsse AP5: Ableitung von Managementempfehlungen)

1657 Waldböden und insbesondere deren mikrobielle Gemeinschaft reagieren stark auf Witterungsextreme und die aktuellen klimatischen Verschiebungen. Bisher vorliegende Erkenntnisse zu mikrobiellen Interaktionen in Waldböden und ihre Reaktionen auf sich verändernde Baumartenzusammensetzung und Umweltbedingungen sind jedoch begrenzt. Ziel des Projekts ist es, den Einfluss von Klima und Baumarten auf die mikrobielle Gemeinschaft zu untersuchen und deren Rolle für die Sicherstellung der Ökosystemleistungen von Waldböden zu analysieren. Die Biodiversität und das funktionelle Potential der mikrobiellen Gemeinschaft der Böden sollen mittels Sequenzierung des Metagenoms und des Metatranskriptoms bestimmt werden. Daraus können aktive Umsetzungsprozesse ausgewählter Nährstoffkreisläufe im Waldboden abgeleitet und mittels real-time PCR (qPCR) quantifiziert werden. Der Fokus der Analyse liegt dabei auf der Kohlenstofffreisetzung und den essentiellen Nährstoffen Stickstoff und Phosphor. Die Modellierung dieser Nährstoffkreisläufe und der zugrundeliegenden mikrobiellen Biodiversität ermöglicht eine Abschätzung, inwieweit eine Veränderung der Baumartenzusammensetzung in Kombination mit dem Klimawandel die mikrobiellen Stoffumsatzprozesse verändert und damit Auswirkungen auf die Nährstoffverfügbarkeit und Kohlenstoffspeicherung in Wäldern hat. 2020 2023 Klimafolgenforschung Boden und Umwelt Forstliches Umweltmonitoring Boden und Umwelt (Probenahme, Bereitstellung von Metadaten, Auswertung, Wissenstransfer)

1677 Der Austausch von Methan (CH4) zwischen Böden und der Atmosphäre ist von großer Bedeutung für das Verständnis des CH4-Kreislaufs in Wäldern. Die Quantifizierung dieser CH4-Flussraten erfordert allerdings ein umfassendes Verständnis der komplexen Prozesse, die zur CH4-Konsumption und -freisetzung in Böden beitragen. Mit diesem Projekt wird daher angestrebt, zum besseren Verständnis der CH4-Quellen- und -senkendynamik in Wäldern beizutragen. Mit dem dafür vorgeschlagenen Ansatz werden Methoden, Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Bereichen Grenzschichtmeteorologie und Bodenwissenschaften kombiniert, die in vorherigen von der DFG geförderten Projekten entwickelt bzw. gewonnen wurden. Mit seiner wissenschaftlichen Arbeit konnte Dr. Maier nachweisen, dass die CH4-Aufnahme von Waldböden durch den Transport von atmosphärischem CH4 in den Boden limitiert wird. In Zusammenarbeit mit PD Dr. Schindler konnte auch gezeigt werden, dass das mit Luftdruckschwankungen verbundene, sogenannte wind-induzierte pressure-pumping, den Bodengastransport signifikant (bis zu 40 %) erhöhen kann Es wäre also anzunehmen, dass das sogenannte wind-induzierte pressure-pumping substantiell zur Methan-Senkenfunktion von Waldböden beiträgt. Ein Beweis, dass pressure-pumping zu höheren CH4-Oxidationsraten in Waldböden führt, steht aber noch aus. Große Unterschiede zwischen den aufwändigen Feldmessungen und den einfacheren Labormessungen haben gezeigt, dass die künstlichen eindimensionalen Druckoszillationen im Labor den Effekt nur unzu-reichend abgebilden können. Hieraus schließen wir, dass es sich bei pressure pumping um einen 3D Effekt handelt, und laterale Druckgradienten essentiell sind. Auch die Entstehung der Druckfluktuation in der Atmosphäre ist bisher nicht abschließend geklärt. Aus den Ergebnissen der Vorgängerprojekte geht hervor, dass sowohl Bestandeseigenschaften als auch die Orographie einen Einfluss auf die Ausprägung des pressure-pumping haben könnten. Daher soll mit dem angestrebten Fortsetzungsprojekt an verschiedenen Waldstandorten der Einfluss von Bestandeseigenschaften und der Orographie auf das pressure-pumping quantifiziert werden. Ausgangspunkt für die Untersuchungen ist der Standort Hartheim (Ankerstation), an dem aus den Vorgängerprojekten bereits grundlegende Erkenntnisse über pressure-pumping und die CH4-Dynamik des Waldbodens vorliegen. Dort soll mit einem umfangreichen Messprogramm das notwendige Prozessverständnis geschaffen werden. Auf der Basis dieses neuen, verbesserten Prozessverständnisses sollen im Anschluss daran mit einem fokussierten und reduzierten Messprogramm Level2 Standorte ( ICP Forest Programm) der FVA Baden Württemberg beprobt werden. Basierend hierauf, und auf mehrjährigen Datensätzen, die für verschiedene Monitoring-Standorte vorliegen, soll dann die Dynamik der CH4-Flüsse bestimmt werden. 2020 2022 Klimafolgenforschung Boden- & Klimaschutz Boden und Umwelt (Projektleitung Dr. Maier)

1659 Der Ministerrat hat mit dem Kabinettsbeschluss vom 13.09.2010 das Ministerium für Ländlichen Raum, Ernährung und Verbraucherschutz mit der Planung und Umsetzung des regenerationsorientierten Kalkunskonzepts beauftragt. Dieses Programm ist Bestandteil der umfassenden Strategie der Landesforstverwaltung und von ForstBW zum Nachhaltigkeitsmanagement. Die FVA hat dabei die Aufgabe, ein wissenschaftliche basiertes Konzept für ein landesweites Kalkungsprogramm zu erstellen und besitzartenübergreifend zu beraten. Dafür werden für die Kalkungsplanung entwickelte GIS-Tools genutzt, um die laboranalytisch validierte Kalkungsnotwendigkeit flächenhaft als Maßnahmenplan bereitzustellen. Die jährlich notwendige Flächenplanung wird in direkter Absprache mit dem RPF 83 durchgeführt und die Planungskarten über InFoGIS für die forstliche Planung bereitgestellt. Die Planungen der Behörden werden von der FVA begutachtet, was dann die Grundlage für die Förderung darstellt. 2019 2021 Nachhaltigkeit und Multifunktionalität Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Boden und Umwelt (Konzeption eines landesweiten Kalkungsplans Jährliche Planung der Kalkungsmaßnahmen)

1588 Trotz der großen Bedeutung der Bodenfauna im ökosystemaren Zusammenhang, ist ihr Zustand bisher zu wenig im Fokus des Umweltmonitorings im Wald. Möglichkeiten aufzuzeigen, wie auf dem Zustand der Bodenfauna basierende Indikatoren in das forstliche Umweltmonitoring integriert werden könnten, ist Ziel des Projekts Biodiversität von Waldböden: Bodenfauna. Als Vertreter der Bodenmakrofauna werden in diesem Projekt Laufkäfer und Regenwürmer untersucht und als Vertreter der Bodenmesofauna Springschwänze und Hornmilben. Laufkäfer können in vielfältiger Weise als Bioindikatoren bzw. als Indikatoren für den Zustand der Biodiversität eingesetzt werden, was neben ihrer weiten Verbreitung in Landlebensräumen an der Vielzahl der von ihnen besetzten Nischen liegt. Deshalb sollten sie auch im Rahmen eines Wald-Boden-Biodiversitätsmonitorings berücksichtigt werden. Regenwürmer werden häufig als Ökosystemingenieure bezeichnet, da sie durch ihre Aktivität im Boden sowohl den Gas- und Wassertransport beeinflussen als auch für eine Vermischung von mineralischer und organischer Substanz sorgen. Da es sich bei Regenwürmern um eine der funktionell bedeutsamsten Gruppen der Bodenfauna der gemäßigten Klimazonen handelt werden sie im Rahmen des Projektes auf ihre Eignung als Indikatoren untersucht. Springschwänze und Hornmilben sind als Teil der Mesofauna sogenannte Sekundärzersetzer, die insbesondere in den häufig eher sauren Waldböden eine wichtige Rolle in Nährstoffkreisläufen spielen. Als Indikatoren sind sie auf Grund ihrer weiten Verbreitung, sowie hohen Individuen- und Artendichte von großem Interesse. Im Rahmen des Vorhabens werden Zusammenhänge zwischen den genannten Vertretern der Bodenfauna und Bodeneigenschaften, Bestandstypen sowie Waldökosystemzuständen repräsentativ für Baden-Württemberg untersucht, um die Grundlage für ein Wald-Boden-Biodiversitätsmonitoring zu erarbeiten. Um die vorgenannten Wechselwirkungen ableiten zu können, werden exemplarisch solche Flächen untersucht, zu denen aus anderen Projekten bereits eine Vielzahl von Boden- und Umweltdaten vorliegen (z.B. Bodenzustandserhebung (BZE), Intensives Forstliches Umweltmonitoring - Level-II). Neben Umwelteinflüssen wie Stickstoffdeposition, Witterung und Bodeneigenschaften hat auch anthropogenes Handeln großen Einfluss auf Artenzusammensetzung und Abundanz der Bodenorganismen. Dazu zählen im Wald neben der Bewirtschaftungsintensität unter anderem Baumartenwahl und Bodenschutzkalkung. 2018 2023 Forstliches Umweltmonitoring Boden und Umwelt

1544 Die im 10 jährigen Turnus durchzuführende Bundeswaldinventur ist ein auf dem Bundeswaldgesetz beruhender Auftrag. Die Durchführung der vierten Bundeswaldinventur wurde von Bund und Ländern einvernehmlich für die Jahre 2021/2022 (Stichjahr 2022) beschlossen. Die Inventur soll im Wesentlichen mit unverändertem Design durchgeführt werden. Allerdings sind bezüglich des Spektrums der aufzunehmenden Variablen und Parameter sowie der dendrometrischen Messungen Detailfragen im Rahmen von Voruntersuchungen zu klären. Die FVA ist für die Implementierung der BWI 4 in Baden-Württemberg als Landesinventurleitung verantwortlich. Für die operative Phase sind frühzeitig die Datenlogistik, insbesondere der Auswahl und Prüfung der einzusetzenden Messtechnik sowie die Vorklärungsarbeiten vorzubereiten. In den Jahren 2021 bis 2022 wird die Datenerhebung durchgeführt. Der Landesinventurleitung obliegt die Vergabe der Aufträge, Organisation der Felddatenerhebung, die Mitwirkung beim Datenmanagement sowie die Qualitätssicherung. Eine entsprechende Durchführungsverordnung wird in 2016/17 erarbeitet und auf Bund-Länder-Ebene abgestimmt. In einem weiteren Schritt (2018/19) werden gegebenenfalls vorzunehmende Modifikationen der Informationsgewinnung und die Option landesspezifischer Sonderhebungen abgestimmt und in einer Aufnahmeanweisung festgelegt. Die Felddatenerhebung ist vorzubereiten und umfasst folgende Punkte (2020): ggf. Beschaffung von Spezialgeräten (voraussichtlich modernes GNSS), Ausschreibung der Felddatenerhebung durch freiberufliche Spezialisten; Schulung der Aufnahmetrupps. Die Durchführung der Felddatenerhebungen in den Jahren 2021 und 22 umfasst Qualitätssicherung (Kontrollaufnahmen) und Datenmanagement (Prüfung, Korrekturen). Die Auswertungsphase (2023-24) beinhaltet in Kooperation mit dem bundesweit zuständigen Thünen-Institut insbesondere die Interpretation der Ergebnisse; darüber hinaus erfolgen landespezifische Auswertungen und Analysen. Diese werden in Abstimmung mit dem MLR in einer öffentlichen Veranstaltung vorgestellt (BWI-Kolloquium) Die Daten werden für weitere Forschungsvorhaben in einer FVA-Datenbank vorgehalten. 2017 2025 Nachhaltigkeit messen und bewerten Boden und Umwelt Waldinventuren Boden und Umwelt (Bodenkundlicher Monitoring) Biometrie und Informatik

1511 Vor dem Hintergrund anhaltend hoher Stickstoffeinträge sollen die derzeit angewandten Grenzwerte für Critical Limits (d.h. kritische Konzentrationen in der Bodenlösung) für Stickstoff in Wäldern, die bisher lediglich auf Experteneinschätzungen beruhen, überprüft werden. Neben der Erhebung einer objektiven Datenbasis zur Ableitung von Critical N Limits zielt das Projekt darauf ab, die Grenzwerte für kritische N-Einträge stärker als bisher zwischen den unterschiedlichen Waldgesellschaften und FFH-Lebensraumtypen zu differenzieren. Hierfür werden zeitgleiche Erhebungen von Vegetationsdaten und Standorts- bzw. Bodenkennwerten in ausgewählten (stickstoffsensitiven) Waldgesellschaften Baden-Württembergs entlang eines an der Vegetation orientierten Stickstoffgradienten durchgeführt. Anhand dieser Datenbasis werden die Zusammenhänge zwischen der Stickstoffkonzentration im Boden sowie anderer Boden- und Umweltvariablen und Veränderungen der Krautschicht untersucht. Das Kriterium zur Bewertung der Stickstoffsensitivität der verschiedenen Waldgesellschaften ergibt sich aus dem Vergleich zwischen der Stickstoffverfügbarkeit und dem Erhaltungszustand der Wälder. Letzterer wird durch den Anteil nicht zum Grundbestand der Waldgesellschaften gehörigen nitrophilen Pflanzen definiert. 2017 2022 Waldnaturschutz und Biodiversität Waldnaturschutz Waldpflanzenökologie Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Waldnaturschutz (Vegetationsaufnahmen Erstellung multivariater Schätzmodelle für die Ableitung von Critical Limits für die einzelnen Vegetationsgesellschaften) Boden und Umwelt (Koordination Durchführung und Auswertung der Bodenuntersuchungen Erstellung multivariater Schätzmodelle für die Stickstoffsättigung Regionalisierung der Stickstoffdeposition (Freiland, Bestand))

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 2022 Klimafolgenforschung Waldschutz Forstzoologische & forstpathologische Forschung (ab 2013) Boden und Umwelt (Koordination und Durchführung Gesamtprojekt Einbindung des Wasserhaushaltmodells) Waldschutz (Borkenkäfermonitoring, PHENIPS-Modellierung)

1411 Mit dem Vorhaben sollen die Einflüsse der Waldbodenkalkung auf die C-Sequestrierung in Waldökosystemen einerseits und auf die Resilienz der Ökosysteme bei sich ändernden Klimabedingungen andererseits quantifiziert werden. Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für Handlungsempfehlungen zum Schutz der Wälder unter sich verändernden Klimabedingungen und zur nachhaltigen Stärkung ihrer Ökosystemdienstleistungen zu erweitern. Neben dem Bodenschutz, insbesondere seiner Klimafunktion, ist hier auch der Hochwasserschutz von hoher gesellschaftlicher Relevanz. Im Hinblick auf dieses Ziel sind die im Rahmen dieses Vorhabens zu untersuchenden Wirkungen der Kalkung auf (1) die C-Dynamik in Waldökosystemen, (2) die Biomassebildung, (3) die Bodenstruktur und (4) die Vertiefung der Wurzelsysteme als Folge der Bodenentsauerung von besonderer Bedeutung. (5) Außerdem wird der Effekt der Kalkung auf klimarelevante Spurengasflüsse zwischen Waldböden und Atmosphäre bilanziert, um eine mögliche Minderung der kalkungsbedingten Stabilisierung der Waldökosysteme und damit ihrer C-Sequestrierung durch ggf. erhöhte Spurengasflüsse (z.B. N2O) in der Gesamtbewertung zu berücksichtigen. (6) Als zentrale Vitalfunktion wird die Wirkung der Bodenschutzkalkung auf die Waldernährung und das Baumwachstum untersucht. 2017 2021 Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Boden und Umwelt (Quantifikation der Wirkung der Kalkung auf Wasser- und Nährstoffversorgung, sowie die Spurengasflüsse und damit auf die Treibhausgasbilanz)

1479 Ziel des hier vorgestellten Vorhabens ist die Entwicklung und Implementierung von rechnergestützter Kalkulationshilfen (1) für die Mengenabschätzung von Energieholzsortimenten sowie (2) die Erstellung vollständiger Stoffbilanzen bei der Waldholzernte. Die Notwendigkeit des Vorhabens ergibt sich aus der veränderten Nutzung der Holzressourcen, insbesondere durch eine intensivierte Biomassenutzung mit steigenden Verbrauchsmengen im Energieholzbereich. Damit ist gleichzeitig eine Differenzierung der Sortimentsaushaltung gegeben, die auch rechentechnisch abgebildet werden muss, um den Praktikern vor Ort realitätsnahe Werkzeuge zur Planung an die Hand geben zu können. Gleichzeitig und gerade mit der zunehmenden Nutzung von Energieholzsortimenten ist die Sicherstellung einer nachhaltigen Forstwirtschaft ein wichtiges Thema. Nachhaltigkeit bezieht sich in diesem Kontext aber nicht nur auf die Bilanz der zugewachsenen und geernteten Massen sondern auch auf die nachgelieferten und entnommenen Nährstoffe. Aktuell werden Stoffbilanzen auf Basis von Großrauminventuren und Monitoringnetzen berechnet (z.B. FNR-Forschungsvorhabens „Energieholzernte und stoffliche Nachhaltigkeit in Deutschland (EnNa)“ (FKZ 22006512), von Wilpert et al. 2011, Waldklimafonds-Projekt WP-KS-KW), die in ihrer Aussagekraft auf Ebene der Entscheidenden vor Ort allerdings nur begrenzt sind. Demgegenüber gibt es bisher keine Werkzeuge um aus routinemäßig erfassten Daten (z.B. Holzlisten) Erntemaßnahmen auf kleinen Flächeneinheiten vollständig stofflich zu erfassen. Um diese Lücke zu schließen soll als Ziel dieses Vorhabens ein methodischer Rahmen entwickelt und implementiert werden. Damit werden Informationen zur Kontrolle der Nachhaltigkeit und zur Sicherung der Ressourcennutzung an die relevanten Entscheidenden vor Ort gegeben. 2016 2019 Nachhaltigkeit messen und bewerten Boden und Umwelt Waldnutzung Modellbildung Boden und Umwelt (Nährstoffbilanzen) Waldnutzung (Definition Energieholzsortimente; Arbeitsverfahren) Biometrie und Informatik (Datenerfassung; Felderhebung; Modellbildung; software-technische Umsetzung;)

1434 Projektbeschreibung: Aktuelle Konzepte zum Einsatz von Forstmaschinen sind darauf ausgerichtet, die hierbei entstehenden Bodenschäden auf Feinerschließungslinien zu konzentrieren. Die Weiterentwicklung der Maschinentechnik war daher in den zurückliegenden Jahren darauf ausgerichtet, die technische Befahrbarkeit auf diesen, nicht befestigten Fahrtrassen sicher zu stellen. Die Regeneration und Armierung von Rückegassen durch wurzelaktive Baumarten wie Erlenarten wurde dabei kaum berücksichtigt, da keine allgemeingültigen Strategieansätze für die Forstpraxis vorliegen. Ziel des Teilvorhabens war die Identifizierung der besten Kombination von verschiedenen Techniken zur Regeneration verdichteter Böden, um eine Wiederherstellung der Bodenstruktur zu beschleunigen. Dabei ist das Potential der Baumarten Alnus glutinosa und Alnus incana im Hinblick auf die Unterstützung der natürlichen Regenerationsvorgänge in verdichteten Waldböden abzuschätzen. Hierbei wurde auch die Kombination mit mechanischer Bodenbearbeitung (Mulchen) und Kalkung untersucht. Daneben sollen auch die Effekte auf den Wasserhaushalt bewertet werden. Projektergebnisse: Die Kombination von aktiven Maßnahmen (Bepflanzung, Mulchen, Kalkung) sollte berücksichtigt werden, um die Wiederherstellung der Bodenstruktur eines verdichteten Waldbodens zu beschleunigen. Die Grauerle zeigte dabei eine hohe Anpassungsfähigkeit an verdichtete Böden. Durch das Wachstum des Wurzelsystems auch in verdichteten Bodenbereichen regeneriert sie nicht nur die geschädigte Bodenstruktur, sondern kann unter bestimmten Voraussetzungen auch gegen zukünftige Befahrungsschädigungen im Oberboden schützen. Regenerationseffekte blieben jedoch auf den durchwurzelten Oberboden beschränkt. In den ersten Jahren nach dem Mulchen ist eine Bodenstrukturstörung beobachtet worden, die sich zunächst durch die mechanische Lockerung des oberen Mineralbodens und später durch eine physikalische Wiederverdichtung durch Setzung der Bodenstruktur äußert. Außerdem erfolgt vermutlich direkt während des Mulchens eine Verdichtung tieferer Horizonte durch das Gewicht und die starken Vibrationen der Maschine. Die Zugabe von Kalk in den Boden kann die Diffusion zwischen Boden und Atmosphäre als Folge der Stabilisierung von Bodenaggregaten und Stimulation der biologischen Aktivität verbessern. Die Beschleunigung der Regeneration der Bodenstruktur durch die Kombination verschiedener aktiver Maßnahmen konnte kurzfristig beobachtet werden. Das langfristige Potential dieser Maßnahmen erfordert jedoch weitere Untersuchungen und kann kurzfristig nicht vollständig beschrieben werden. Die Effekte auf den Wasserhaushalt wurden anhand von Feldmessungen und Wasserhaushaltsmodellierungen bewertet. Die Modelle zeigten einen großen Unterschied im Wasserhaushalt zwischen den Fahrspuren und der nicht verdichteten Nullfläche. Unterschiede zwischen der mit Erle bepflanzten Fahrspur und der unbepflanzten Fahrspur wurden jedoch nicht festgestellt. 2015 2019 Nachhaltigkeit messen und bewerten Boden- & Klimaschutz Boden und Umwelt (Durchführung von Messungen, deren Auswertung und Publikation aus dem Befahrungsversuch Merklingen und neu angelegten Versuchsflächen auf alten Erenpflanzungen. Projektkoordination)

1350 Wälder nasser Standorte sind nach Ziel 5 der Gesamtkonzeption Waldnaturschutz zu sichern bzw. wiederherzustellen. In diesem Projekt liegt der Fokus auf Verfahrensentwicklungen, sowie der Begleitung von Renaturierung in Waldmooren (durch Wald geprägte oder offene Moorbereiche in Gemengelage mit Moorwäldern), die meist durch Entwässerung und Torfabbau in ihrer natürlichen Dynamik gestört sind. In drei beispielhaften Pilotprojekten in Oberschwaben, die gleichzeitig als Pilotprojekte der Moorschutzkonzeption Baden-Württemberg gelten, übt die FVA die Projektleitung für die Vorbereitung ihrer Wiedervernässung aus und begleitet deren Durchführung: zunächst wird ihr aktueller Zustand und die Renaturierungsfähigkeit untersucht, geeignete Verfahren auf dem Stand des Wissens und der Technik zur dauerhaften Sicherung ausgewählt und umgesetzt, sowie anschliessend evaluiert. Neben technischen Aspekten werden dabei auch Fördermöglichkeiten geprüft, um die Übernahme der Verfahren durch den kommunalen und privaten Waldbesitz zu erleichtern. 2014 2025 Waldnaturschutz und Biodiversität Boden und Umwelt Waldpflanzenökologie Waldnaturschutz (Projektleitung: 1. Auswertung der Ergebnisse der Standorts- und Waldbiotop-Kartierung und Suche geeigneter Flächen für Demonstrationsprojekte 2. Planung, Beauftragung und Begleitung der Baumaßnahmen in Zusammenarbeit mit einem Ingenieursbüro und den unteren Forstbehörden 3. Erstellung von Leitlinien für die Renaturierung von Waldmooren) Boden und Umwelt (Monitoring Wasserstände über Pegelmessnetz.)

1279 Anlage einer systematischen Versuchsanlage zur Analyse der Auswirkung des Entzugs unterschiedlicher Biomasse-Kompartimente auf Nährstoffversorgung und Wachstum der Bäume/Bestände. Die Versuchsanlagen bestehen aus kontrastreichen Varianten des Biomasseentzugs aus +/- homogenen Beständen unter einheitlicher Standraumhaltung (Durchforstungsregime). Folgende Varianten sind als Kernprogramm vorgesehen: a) Kontrolle (ohne Biomasseentzug) b) Konventionelle Stammholznutzung c) Ganzbaumnutzung (resp. vollmechanisierte Nutzung mit Konzentration des Kronenmaterials auf Rückegasse) d) Variante c) mit Asche-Rückführung Die Versuche sollen in Baden-Württemberg für die Baumarten Fichte und Buche angelegt werden und zwar in jungen sowie in mittelalten Bestandesentwicklungsphasen. Vorgesehen sind jeweils 3-5 Versuchsanlagen je Baumart und Entwicklungsstadium (12 - 20 Versuchsanlagen). Abt. Boden & Umwelt: Bei der Anlage der Versuche erfolgt eine transektorientierte Aufnahme des bodenkundlichen Ausgangszustandes sowie der Blattspiegelwerte von Nährelementen. Die Bodenproben werden mittels Bohrkernen entnommen und auf C-Gehalt und Nährelementgehalte untersucht. Die Ermittlung der Blattspiegelwerte wird periodisch im Zusammenhang den turnusgemäßen Durchforstungseingriffen wiederholt (in den ersten 10 Jahren jährlich) ; nach ca. 2-4 Durchforstungseingriffen (10-15 Jahren) ist eine Wiederholung der Inventur des Bodenzustandes vorgesehen. Abt. Waldwachstum: Durchführung der waldwachstumskundlichen Betreuung im Rahmen des langfristigen Versuchsflächennetzes (Durchforstungsprogramm, periodische Wiederholungsaufnahmen zur Zuwachsermittlung). 2013 Regenerative Energie Boden und Umwelt Waldernährung und Melioration (bis 2012) Waldwachstum (Einrichtung der Versuchsanlagen und langfristige waldwachstumskundliche Betreuung) Boden und Umwelt (Bodenkundliche Grundinventur und periodische Analyse von Blattspiegel-Werten) Peter Hartmann

1165 2011 2015 Klimafolgenforschung Biometrie und Informatik Wald und Wasser Boden und Umwelt (Wasser- und Stoffhaushalt) Biometrie und Informatik (Kohlenstoffspeicherung)

932 Die Durchführung der dritten Bundeswaldinventur erfolgt in den Jahren 2001/2012 (Stichjahr 2012), im wesentlichen mit unverändertem Design. Die FVA ist für die Implementierung der BWI 3 in Baden-Württemberg als Landesinventurleitung verantwortlich. Für die operative Phase sind frühzeitig die Datenlogistik (Aussattung der Aufnahmegruppen mit MDE) sowie die Vorklärungsarbeiten vorzubereiten. Der Landesinventurleitung obliegt die Vergabe der Aufträge, Organisation der Felddatenerhebung, die Mitwirkung beim Datenmanagement sowie die Qualitätssicherung. 2007 2016 Nachhaltigkeit und Multifunktionalität Boden und Umwelt Waldinventuren Boden und Umwelt (Auswertungen der zusätzlichen Bodenaufnahmen) Biometrie und Informatik (Landesinventurleitung)

70 Die 10 Standorte des Level II - Messnetzes sind eine Untermenge der Depositionsmessnetzstandorte und der Kronenzustands-Dauerbeobachtungsflächen der Abt. Boden und Umwelt. Die Kombination von Kronenzustandserfassung, Depositions- und Stoffhaushaltsmessungen sowie bodenkundliche Untersuchungen sollen an diesen Standorten die Identifikation und Prüfung von kausalanalytischen Hypothesen zur Erklärung der Ökosystementwicklung ermöglichen. An den Messorten Rotenfels, Altensteig, Heidelberg, Esslingen, Ochsenhausen und Conventwald wird die Wirkung von atmogenen Stoffeinträgen auf Transportprozesse in der Bodenlösung untersucht. Die Messorte repräsentieren Stoffflusstypen, welche sich durch die Hauptbodenart und Depositionsmerkmale (stoffliche Zusammensetzung, Belastungsintensität) definieren. Die Standorte Heidelberg und Esslingen werden im Rahmen des "Bodenintensivmessnetzes" mit der LfU gemeinsam betrieben. Mit Ausnahme von Esslingen sind alle Standorte Level II-Flächen. Eine Zusammenarbeit erfolgt mit allen am Level II-Programm beteiligten EU-Ländern und den Forstlichen Versuchsanstalten der am Level II-Programm beteiligten Bundesländer. 1994 Waldschutz Forstliches Umweltmonitoring Boden und Umwelt Waldschutz

63 Die Bodenzustandserhebung (BZE) ist Teil des forstlichen Umweltmonitorings. Gleichsam mit der Waldzustandserhebung wird an bundesweit 1.900 Stichprobenpunkten im 8x8 km-Raster der Zustand und die Veränderung von Waldböden, Vegetation und Waldernährung untersucht. In Baden-Württemberg werden über 320 Punkte untersucht. Mit Hilfe dieser Daten können mögliche Risiken für Waldböden erkannt und eingeschätzt werden. Auf dieser Grundlage können Forstverwaltungen, WaldbesitzerInnen und Politik forstliche Maßnahmen einleiten, um eine nachhaltige Waldbewirtschaftung zu verwirklichen. 1989 Waldnaturschutz Forstliches Umweltmonitoring Waldnaturschutz Boden und Umwelt Hans-Gerhard Michiels Angela Thiemann Ralph Hug