Verbesserte Einschätzung des Risikos für Buchdruckerbefall – Kurzfristprognose für Risikobestände

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.
Projektnummer: 1426
Beginn: 2017
Forschungsschwerpunkt: Klimafolgenforschung
Ende: 2020
Leitung: Abteilung: Boden und Umwelt
Arbeitsbereiche: Forstzoologische & forstpathologische Forschung (ab 2013)
Beteiligte: Boden und Umwelt (Koordination und Durchführung Gesamtprojekt Einbindung des Wasserhaushaltmodells), Waldschutz (Borkenkäfermonitoring, PHENIPS-Modellierung)

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