Forschung

Die norwegische Fichte (Picea abies) ist die wirtschaftlich wichtigste Baumart in Österreich. Prognostizierte Temperaturanstiege und starke Veränderungen der Nierderschlagsmuster werden erhebliche Auswirkungen auf die Forstwirtschaft ausüben und die Gefahr von Borkenkäferbefall begünstigen (z.B. 1,97 Mio. m³ käfergeschädigtes Holz 2021 in Österreich). Ziel von Adapt4K ist, FörsterInnen und dem Forstsektor die neuesten wissenschaftlichen Erkentnisse über Risiken, denen bestimmte Bestände ausgesetzt sind, zur Verfügung zu stellen, um die Entscheidungsfindung für die Anpassung an den künftigen Klimawandel zu unterstützen. Darüber hinaus soll diese gemeinsame Aktion resilientere Landschaftsplanung fördern und Kommunikationskanäle zwischen örtlichen Interessensgruppen (Förster- und ForstwirtInnen) und den multi-institutionellen AnsprechpartnerInnen (BFW, LF4 und BOKU) stärken. Wir haben eine Reihe von P.abies-Standorten mit Borkenkäferbefall in Österreich charakterisiert. Die Beziehung zwischen dem jüngsten Borkenkäferbefall, den Jahrringdaten und den Standortmerkmalen wird genutzt, um ein künftiges Befallsrisiko vorherzusagen. Mit Hilfe eines Citizen-Science-Ansatzes stellen wir FörsterInnen in den Mittelpunkt der Datenerhebung und des Entscheidungsprozesses: Es werden standortspezifische Walddaten gesammelt und interpretiert, um das Risiko eines Borkenkäferbefalls zu bewerten. Wir hoffen, auf diese Weise ein größeres Bewusstsein und mehr Eigenverantwortung zu stärken. Gemeinsam mit FörsterInnen in Niederösterreich werden wir vor Ort Baumringe, Bodenbohrkerne und Bodendaten (z.B. Infiltrationsrate) sowie „stilles Wissen“, einige topographische und spektrale Daten sammeln. Diese Daten geben Aufschluss über die Wassernutzung des Baumes in der Vergangenheit sowie über seine Widerstandsfähigkeit und Resistenz gegenüber extremen Dürreereignissen. Eine mögliche, allgemeine Anfälligkeit des Bestandes für Borkenkäferbefall kann daraus abgeleitet werden. Wissen über den Wasserverbrauch des Baumes wird auf der Grundlage der Analyse stabiler Isotope in den Jahresringen und durch die Untersuchung der Wasserbewegung und des umsatzes im Boden gewonnen, wobei auch hier die neuesten innovativen Methoden für stabile Isotope eingesetzt werden.

Immer häufiger auftretende schwere Dürreereignisse zwingen die Wälder im Mittelmeerraum zu noch nie dagewesenen Reaktionen. Mangelnde Bewirtschaftung führt zu dichten Wäldern, die sehr anfällig für Wasserstress sind, was zu einem starken Absterben der Bäume und einer erhöhten Anfälligkeit für andere Störungen wie Insektenbefall und Waldbrände führen kann. Durchforstungsmaßnahmen wie Durchforstungen und Waldbrände können das Baumwachstum fördern und die Anfälligkeit der Bäume für schwere Störungen verringern. Anhand von Baumringen untersuchten wir das Wachstum und die physiologische Reaktion dominanter Schwarzkiefernwälder (Pinus nigra) auf Dürreereignisse im Nordosten Spaniens unter verschiedenen Behandlungskombinationen, darunter zwei Durchforstungsintensitäten (leichte und starke Durchforstung mit einer Reduzierung der Grundfläche um 10 % bzw. 40 %), zwei Behandlungen des Unterholzes (mechanische Rodung und mechanische Rodung mit vorgeschriebener Verbrennung der Trümmer) sowie eine unbehandelte Kontrolle. Insbesondere untersuchten wir den Grundflächenzuwachs (BAI), die Resistenzindizes und die intrinsische Wassernutzungseffizienz (iWUE) unter Verwendung stabiler Isotope von Kohlenstoff und Sauerstoff (δ13C und δ18O) vor und nach den Behandlungen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass der BAI und die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit in den stark ausgedünnten (verbrannt und nicht verbrannt) und leicht ausgedünnten verbrannten Einheiten zunahmen. Die Widerstandsfähigkeit nahm in den verbrannten Einheiten unabhängig von der Durchforstungsintensität zu, während die Erholung nicht von der Behandlung beeinflusst wurde. Innerhalb jeder Durchforstungsbehandlung erhöhte das vorgeschriebene Feuer zusätzlich den BAI in der leicht durchforsteten Einheit und die Widerstandsfähigkeit und Resilienz in der stark durchforsteten Einheit. Die Analyse der stabilen Isotope ergab, dass δ13C und iWUE stärker vom Jahr als von der Behandlung beeinflusst wurden und dass δ18O positiv mit dem Wachstum während der Trockenheit nach den Behandlungen korreliert war. Die Tatsache, dass sich der iWUE-Wert zwischen den Behandlungen nicht veränderte, war vermutlich mit einem proportionalen Anstieg der photosynthetischen Rate und der stomatären Leitfähigkeit verbunden. Diese physiologischen Prozesse waren bei den stark ausgedünnten (verbrannten und unverbrannten) und leicht ausgedünnten verbrannten Einheiten besonders ausgeprägt, was darauf hindeutet, dass diese Bäume am wenigsten von der Trockenheit nach den Behandlungen betroffen waren. Diese Studie zeigt, dass Bewirtschaftungsansätze, die in erster Linie auf die Verringerung der Waldbrandgefahr abzielen, auch dazu beitragen können, die physiologische Aktivität der dominanten Bäume unter Trockenstress zu verbessern. Durchforstung und Brandrodung fördern das Wachstum und die Vitalität der Bäume und erhöhen ihre Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit, indem sie die Konkurrenz durch den Ober- und Unterwuchs verringern. Eine aktive Waldbewirtschaftung sollte gefördert werden, um die Anfälligkeit der submediterranen Kiefernwälder für schwere und wiederkehrende Dürreereignisse angesichts des Klimawandels zu verringern.

Die Forschungsinfrastruktur für die ökologische Langzeitforschung eLTER ist ein Schwerpunkt im Umweltbereich der österreichischen FTI-Strategie. In Österreich zeichnet sich die Beteiligung von ca. 10 – 15 Standorten der Universitäten sowie Dienststellen des Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) und des Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (BML) ab. Eine Monitoringkomponente von eLTER umfasst Biodiversitätsparameter, insbesondere Vegetation, Fluginsekten (Metabarcoding), Boden- und Wasser eDNA und akustisches Monitoring von Vögeln, Heuschrecken und Fledermäusen sowie Pilze. Die Mess-, Analyse und Auswerteprotokolle werden von internationalen Expert:innen entwickelt und danach an den eLTER-Standorten europaweit angewandt. In Österreich soll das Biodiversitätsmonitoring vorerst an 11 Forschungs- und Monitoringstandorten für die Jahre 2025 und 2026 umgesetzt werden. Im Rahmen dieses Projekts wird der Lehrforst Rosalia die entsprechenden Biodiversitätsmessungen durchführen, um die eLTER-Anforderungen zu erfüllen