Forschung

1617 Das Projekt „Analyse der Intensivmonitoringflächen und von Plusbäumen“ ist Teil des Unterverbundes FraxGen (Genetik und Züchtung zum Eschentriebsterben in Deutschland), der sich in das Demonstrationsvorhaben FraxForFuture integriert. Ziele des Unterverbundes sind: 1. Identifikation gesunder und vitaler Plusbäume und deren Charakterisierung mittels molekular-genetischer Marker sowie Erkenntnisse über die Diversität, Bestandes- bzw. Populationsstrukturen und über die Bestäubungsverhältnisse der Esche in Deutschland 2. Untersuchungen zur genetischen Vielfalt und Struktur hinsichtlich Resistenz und Anfälligkeit der Esche in Deutschland 3. Vegetative und generative Vermehrung ausgewählter Plusbäume sowie Vermehrung mittels Pfropfung, Okulation und Gewebekultur; Aufbau von Klonarchiven und Samenplantagen, die für die Erhaltung der genetischen Ressourcen der Esche, die Bereitstellung von vitalem Vermehrungsgut und für weiterführende Züchtungsarbeiten genutzt werden können 4. Identifikation unterschiedlich exprimierter Gene in gegenüber dem Eschentriebsterben resistenten und anfälligen Eschengenotypen und Entwicklung adaptiver genetischer Marker Die Abteilungen Waldnaturschutz und Waldschutz wählen auf Intensivmonitoringflächen 100 Bäume pro Bestand für die genetische Charakterisierung aus. Diese Bäume werden mit neutralen (cpDNA- und nukleare Mikrosatelliten) und adaptiven (schon existierenden und vom Projektpartner Uni Göttingen entwickelten) Genmarkern untersucht. Die Genotypisierung der Core-Bestände an neutralen Markern geben Informationen über das genetische Potential und die Herkunft der Eschen in diesen Beständen. Aus einer Assoziation zwischen genetisch definierten Herkünften und phänotypischer Ausprägung bezüglich der Toleranz gegenüber Eschentriebsterben können Vorschläge auf tolerante Herkünfte abgeleitet werden. Von der Abteilung Waldnaturschutz werden mit Hilfe der im Unterverbund definierten Selektionskriterien im gesamten baden-württembergischen Landesgebiet Plusbäume ausgewählt. Geplant ist die Auswahl von 200 Plusbäumen. Von diesen Plusbäumen werden Reiser geerntet und für Pfropfungen genutzt. Insgesamt ist die Pfropfung von 350 Plusbäumen, mit bis zu 30 Ramets je Genotyp vorgesehen (gesamter süddeutscher Raum). Während der Anzuchtsphase wird angestrebt, in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern aus FraxPath, die Pfropflinge weiter pathologisch zu charakterisieren. Die erzeugten Ramets/Klone werden in eigens angelegtem Klonarchiv gesichert und gepflegt. Zusätzlich werden von den 200 ausgewählten Plusbäumen 120 Bäume zur Saatgutgewinnung beerntet. Dieses Saatgut wird zusammen mit dem Saatgut anderer Projektpartner an der FVA stratifiziert und in der betriebseigenen Baumschule ausgesät. Geplant ist 220.000 Sämlinge anzuziehen und diese während der Anzuchtphase mit standardisierten Methoden zu beobachten. Die Sämlinge werden zu einem Teil an Projektpartner verschickt und zum anderen in zwei eigene Versuchsflächen (Nachkommenschaftsprüfungen) verpflanzt. 2020 2024 Forstzoologische & forstpathologische Forschung (ab 2013) Waldnaturschutz (Projektbearbeitung) Waldschutz (Projektbearbeitung) Jörg Kleinschmit Felix Rentschler Gregor Kunert

1562 Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Pheromon-gestützten Verfahrens zur Umsetzung eines umweltschonenden Buchdrucker-Managements im integrierten Waldschutz mit Hilfe der Biotechnik zur Eindämmung von Massenvermehrungen und zum Objektschutz. Das hochflüchtige Verbenon ist ein wichtiges und lang bekanntes Pheromon bei Buchdruckern (Ips typographus) mit Anti-Aggregationswirkung. Mit SPLAT® steht neuerdings eine innovative Dispenser-Technologie zum dosierten Einsatz von Pheromonen im Freiland zur Verfügung. Mit Hilfe von Freiland- und Labor-Experimenten sollen unter mitteleuropäischen Umweltbedingungen die grundsätzliche Eignung von SPLAT®Verb (Verbenon) gegen Buchdruckeraggregation und -befall geprüft, die Reichweite, Wirkungsdauer und erforderlichen Mengen ermittelt und der Einsatz zum Flächenschutz untersucht sowie die Anwendungsoptionen dargestellt werden. Die Forschungsarbeiten erfolgen in einem Verbundprojekt mit den Forstlichen Versuchsanstalten in Baden-Württemberg (FVA) und Bayern (LWF) sowie der Universität Freiburg, Professur für Forstentomologie und Waldschutz, sowie Professur für Ökosytemphysiologie. 2019 2023 Biometrie und Informatik Forstzoologische & forstpathologische Forschung (ab 2013) Waldschutz (Projektleitung) Biometrie und Informatik (Beratung zur Statistik)

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)