Borkenkäfer-Klima?

Projekt 1710: Phenips – Phänologie des Buchdruckers ­im ­Klimawandel

Die Phänologie beschäftigt sich mit der Lehre vom Einfluss der Witterung und des Klimas auf die jahreszeitliche Entwicklung der Pflanzen und Tiere – hier: die Entwicklung des Borkenkäfers. Auch er spürt die Klimaerwärmung – und er mag sie. Denn der Käfer profitiert von warmen und trockenen Jahren, die durch die Klimaveränderungen zunehmen. Immer häufiger sterben daher Fichtenwälder durch massenhafte Vermehrung des Borkenkäfers, es entsteht ein großer Schaden für die Forstwirtschaft. 

 

Fragestellung

Um das zukünftige Risiko, dass Fichtenwälder von Borkenkäfern befallen werden, abzuschätzen, beschäftigen wir uns vor allem mit den Fragen:

  • Wie verändern höhere Temperaturen den Beginn und das Ende der Saison?
  • Welchen Einfluss haben mildere Winter auf die Entwicklung und die Überlebenschancen der Käfer?

 

Projektziel

Das Projekt hat zum Ziel, das Phänologie-Modell PHENIPS an durch den Klimawandel wechselnde Bedingungen anzupassen. Dazu wird der Einfluss von Klimabedingungen auf den Beginn und das Ende der Flugaktivität des Borkenkäfers, des so genannten Buchdruckers modelliert und die errechneten Zusammenhänge für die Prognose implementiert.

 

Vorgehensweise

Wir arbeiten mit Daten des Borkenkäfer-Monitorings, das seit 20 Jahren das Flugverhalten der Käfer mit sogenannten Pheromonfallen (einer Art Duft-Falle) untersucht und führen zudem eigene Versuche an gefällten Stammstücken im Feld und in Klimaschränken durch.

"In allen Rindenstücken sind Käfer" - Werkstattbericht zum Projekt

Interview mit Sven Hofmann

Die Notfallplanprojekte des Landes Baden-Württemberg an der FVA haben das Ziel durch praxisnahe Forschung den aktuellen Herausforderungen im Klimawandel zu begegnen. Ihr Projekt beschäftigt sich mit dem Thema Borkenkäfer – wie passt Ihre Forschung in die Thematik des Notfallplans?

Der Buchdrucker ist ein Profiteur des Klimawandels. Denn zunehmende Trockenheit und Hitze schwächen insbesondere die Baumart Fichte, welche diesem Borkenkäfer als Lebensraum dient. Geschwächte Bäume können sich schlechter gegen einen Angriff wehren und ermöglichen so eine starke Vermehrung der Borkenkäfer. Außerdem wird die Entwicklung des Buchdruckers direkt von der Temperatur gesteuert. Die zunehmende Wärme führt zu einer Verlängerung der Saison in welcher der Käfer aktiv ist und zu einer Beschleunigung der Entwicklungsgeschwindigkeit des Borkenkäfernachwuchses.

Wir müssen also in Zukunft mit einem Anstieg des Buchdrucker-Befalls rechnen. Mit unserer Forschung versuchen wir das Phänologie-Modell "Phenips", zu verbessern. (Phänologie = jahreszeitliche Entwicklungserscheinungen der Natur) Mit diesem Berechnungs-Modell können wir die Entwicklung des Buchdruckers saisonal aber auch für zukünftig prognostizierte Klimadaten voraussagen. Das hilft, um Handlungsempfehlung für die Bekämpfung von Borkenkäfern sowie Standortseignung für Baumarten zu erarbeiten.

Was ist der aktuelle Stand des Projekts?

Gerade behandeln wir in mehreren kleinen Arbeitspaketen unterschiedliche Punkte, die im bisherigen Modell nur schlecht oder gar nicht repräsentiert sind. Grundsätzlich wollen wir es auch anpassungsfähiger machen, um Veränderungen im Zuge des Klimawandels abbilden zu können. Es liegen Monitoring-Daten über Borkenkäfer vor, mit denen sich manche Fragen beantworten lassen, andere Daten müssen wir zunächst selbst erheben. Wir beobachten hauptsächlich das Flugverhalten der Käfer mit Hilfe von Schlitzfallen und die Entwicklung des Käfernachwuchses in sogenannten Brutbäumen. Zusätzlich stehen uns in der FVA mehrere Klimaschränke zur Verfügung mit denen wir unterschiedliche Klimaszenarien simulieren können, um das Verhalten der Käfer zu analysieren.
Aktuell wollen wir zum Beispiel die Frage beantworten, ob die Stärke der Tagestemperaturschwankungen einen Einfluss auf die Entwicklungsgeschwindigkeit des Käfernachwuchses hat.

Wie funktioniert so ein Klimaschrank?

Ein Klimaschrank sieht aus wie ein großer Kühlschrank mit dem Unterschied, dass man die Temperaturen sehr genau steuern kann. Wir können ein beliebiges Klima, bestehend aus den Faktoren Temperatur, Luftfeuchte, Licht etc. einstellen. So können wir jederzeit unterschiedlichste Klimaszenarien simulieren und die Auswirkungen der einzelnen Faktoren untersuchen.  In diesem konkreten Versuch konzentrieren wir uns jedoch auf Variationen aus Durchschnittstemperatur und Temperaturschwankung.

Gibt es spezielle Herausforderungen und wie gehen Sie damit um?

Herausforderungen bringt beispielsweise die experimentelle Anordnung der Entwicklungsversuche mit sich: Da wir den Käfernachwuchs nicht unter der Rinde am Stamm beobachten können, ohne ihn zu töten, siedeln wir sie in Rindenstücken zwischen zwei Plexiglas-Platten an, wie in einem Sandwich. Dabei muss alles sauber sein, um Schimmelbildung zu verhindern. Außerdem müssen wir vorher das Geschlecht der lebendigen Käfer unter dem Binokular bestimmen, was nicht immer leicht und eindeutig ist.

Was können Sie nach einer Woche des Experimentes schon beobachten?

In allen Rindenstücken haben sich Käfer in die Rinde eingebohrt und mit der Brutanlage begonnen. Wir sehen also die Paarungskammern, Muttergänge und die davon abgehenden Larvengänge. Auch den sich darin befindlichen Nachwuchs können wir genau beobachten. Um einen Unterschied zwischen den verschiedenen Temperatursimulationen festzustellen, ist es aber noch zu früh.

Was sind die nächsten Schritte des Projekts?

Es dauert nun noch ein paar Wochen, bis wir dieses Experiment abgeschlossen haben und genug Daten zusammengekommen sind. Danach werden wir die Klimaschränke benutzen, um uns die Entwicklung bei niedrigen Temperaturen anzuschauen. Nebenbei laufen weitere Untersuchungen, wie das Monitoring von Käfern im Wald. All diese Erkenntnisse wollen wir dann am Ende des Jahres zusammenführen und daraus das neue Gesamtmodell erarbeiten.

Inwiefern profitieren Waldbesitzende und Waldbewirtschaftende in der Praxis von den Ergebnissen?

Die Ergebnisse des Borkenkäfer-Monitorings werden auch jetzt schon auf der Webseite der FVA veröffentlicht und sind für alle kostenfrei einsehbar. Dort finden sich zudem regelmäßig Newsletter zur aktuellen Lage und Handlungsempfehlungen. Auch Erkenntnisse über den Flugbeginn und andere phänologische Erkenntnisse mit Praxisrelevanz werden dort zukünftig dann einen Platz finden. Darüber hinaus arbeitet die FVA an einer tagesaktuellen Gefahrenkarte für Buchdruckerbefall. Das verbesserte Käfermodell wird dazu beitragen, diese Risiko-Voraussagen räumlich und zeitlich noch akkurater zu machen.

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