Grüne Augen in Thüringen und Sachsen

Langzeituntersuchungen zur Etablierung und Wirkung von Rot-Buchengruppen (Fagus sylvatica) auf Böden in Fichten- und Kiefernreinbeständen (Picea abies und Pinus sylvestris)

Forschung

Foto: F. Achilles

Projektinformation

Projektleitung: Prof. Dr. Beate Michalzik

Projektbearbeitung: Florian Achilles

Laufzeit: seit 01/2018

Mittelgeber:
Freistaat Thüringen (Graduiertenakademie der FSU Jena: Landesgraduiertenstipendium 2018), Georg-Ludwig-Hartig-Stiftung sowie Haushalt

Forschungsschwerpunkt: Ökologische Stabilisierung von Waldökosystemen

Inhalt:
Im Rahmen einer Promotion (gefördert durch ein Landesgraduiertenstipendium 2018) werden in Mittelgebirgsregionen Mitteldeutschlands auf bodensauren Standorten über silikatreichen Ausgangsgesteinen die Effekte historischer Waldumbaumaßnahmen (Rot-Buchengruppen in Form "Grüner Augen" in Fichten-Kiefern-Forsten) in einem umfassenden ökosystemaren Ansatz und im standörtlichen Kontext untersucht.

Standorte des Promotionsprojektes

Abbildung: F. Achilles

Schwerpunkte und Methodik

Ein Schwerpunkt liegt auf der Erforschung genereller Baumarteneffekte und deren zeitlicher Veränderung im Rahmen der Ökosystementwicklung. Einblicke in die Entwicklung der Veränderung von Humusauflage sowie bodenchemischer Kenngrößen (z.B. pH-Wert, C-, N-Vorräte) in den über 80-jährigen "Grünen Augen" und entsprechenden Nadelbaumreferenzflächen liefert ein Zeitvergleich zwischen im Jahr 1999 erhobenen Daten und einer 2018 erfolgten boden- und vegetationskundlichen Neuinventur (Plot-basierte Untersuchungen).

Auswahl an Teilergebnissen: Es zeigen sich unter Rot-Buche ökologisch aktivere Humusformen, engere C/N-Verhältnisse bis in eine Mineralbodentiefe von 10 cm sowie eine abgeschwächte Versauerung mit höheren pH-Werten in organischer Auflage und Oberboden, wobei die Abnahme der pH-Werte im tieferen Mineralboden bei Buche in den vergangenen 20 Jahren stärker als bei den Nadelbäumen ist.

Methoden der Plot-basierten Untersuchungen

Abbildung: F. Achilles

Ein zweiter Schwerpunkt liegt in der räumlichen Ausdehnung der Effekte der "Grünen Augen" in die angrenzenden Nadelholzforste. Durch hoch aufgelöste Transekt-Untersuchungen werden seit Anfang 2018 in einem intensiven Messnetz in Thüringen und Sachsen Prozesse des Kohlenstoff- und Nährstoffkreislaufs (z.B. Streudeposition und Bodenatmung), steuernde Umweltfaktoren (Waldstruktur, Bodentemperatur und Bodenfeuchte) sowie die mikrobielle Aktivität (TeaComposition - Global Litter Decomposition Study) in die Untersuchungen zur Nährstoffkreislaufs-Stabilität und Kohlenstoffspeicherung in Waldböden einbezogen. Im Zuge von Nahinfrarotspektroskopie-Messungen (NIRS) bei der Analyse von C-, N- und P-Gehalten besteht eine Kooperation mit der Professur für Waldbau der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (gefördert durch die Georg-Ludwig-Hartig-Stiftung).

Die Forschungsergebnisse des Promotionsprojektes werden den beteiligten mitteldeutschen Forstämtern in Thüringen und Sachsen als Hilfe für weitere waldbaulich-nachhaltige Entscheidungen im Sinne einer Förderung der Wald- und Bodenvitalität dienen.

Methoden der Transekt-basierten Untersuchungen

Abbildung: F. Achilles

Publikationen und Tagungsbeiträge

Achilles, F., Tischer, A., Michalzik, B. (2023): Räumliche Muster von Baumarteneffekten auf Eigenschaften des Auflagehumus - Untersuchungen entlang von bestandesübergreifenden Transekten zwischen Rotbuche und Fichte/Kiefer in bodensauren Forsten Mitteldeutschlands. In: Böden – divers & multifunktional - Jahrestagung Halle (Saale), 2.-8. Sept. 2023, Halle (Saale). Berichte der DBG (e-prints). https://eprints.dbges.de/id/eprint/1868Externer LinkDOI:10.13140/RG.2.2.34846.72002Externer Link
Achilles, F., Tischer, A., Bernhardt-Römermann, M., Chmara, I., Achilles, M., Michalzik, B. (2021): Effects of Moderate Nitrate and Low Sulphate Depositions on the Status of Soil Base Cation Pools and Recent Mineral Soil Acidification at Forest Conversion Sites with European Beech ("Green Eyes") Embedded in Norway Spruce and Scots Pine Stands. Forests, 12, 573. https://doi.org/10.3390/f12050573Externer Link
Achilles, F., Tischer, A., Bernhardt-Römermann, M., Heinze, M., Reinhardt, F., Makeschin, F., Michalzik, B. (2021): European beech leads to more bioactive humus forms but stronger mineral soil acidification as Norway spruce and Scots pine - Results of a repeated site assessment after 63 and 82 years of forest conversion in Central Germany. Forest Ecology and Management. 483. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118769Externer Link
Achilles, F., Tischer, A., Bernhardt-Römermann, M., Heinze, M., Michalzik, B. (2020): Forschungsarbeiten zu den Wirkungen historischer Waldumbaumaßnahmen mit Rot-Buche (Grüne Augen) auf ökologische Eigenschaften und Funktionen von Waldökosystemen in Thüringen und Sachsen. ThüringenForst. Mitteilungen 39/2020, S.98-116.

Pressemitteilung: Interview und Zeitungsartikel mit Görner, J. (Freie Presse, Marienberger Zeitung) und Kermer, T. (Revierleiter im Staatsbetrieb Sachsenforst). 11.07.2019: "Doktorand prüft Bodengesundheit - Im Forstrevier Zöblitz läuft ein Forschungsprojekt der Universität Jena. Dabei geht es um die Entwicklung der Bodenvitalität".

Tagung (Poster): Achilles, F., Tischer, A., Michalzik, B. (2023): Räumliche Muster von Baumarteneffekten auf Eigenschaften des Auflagehumus - Untersuchungen entlang von bestandesübergreifenden Transekten zwischen Rotbuche und Fichte/Kiefer in bodensauren Forsten Mitteldeutschlands. 09/2023 Tagung " Böden – divers & multifunktional - Jahrestagung Halle (Saale)", DBG, Deutschland.
Tagung (Vortrag): Achilles, F. (2022): 80 Jahre Waldumbau mit Rotbuche ("Grüne Augen") in Ostthüringen - Eine Untersuchung der Bodenacidität und ihrer Veränderung in den letzten 20 Jahren. - 03/2022 online-Tagung "Stoffflüsse und Vorräte in Waldökosystemen: Messung, Monitoring & Modellierung", NW-FVA Göttingen, Deutschland.

Angegliederte wissenschaftliche Qualifikationsarbeiten

Wildies, M. (2020): Grüne Augen: Streufall-Dynamik in thüringischen und sächsischen Waldbeständen. Staatsexamensarbeit. FSU Jena.
Kaden, B.M. (2020): Veränderungen von Waldböden und Vegetation im Erzgebirge im Zuge von Waldumbaumaßnahmen: Fallbeispiel Grüne Augen. Staatsexamensarbeit. FSU Jena.
Schlender, M. (2020): Methodenvergleich: Messungen der Bodenacidität anhand verschiedener Protokolle. Staatsexamensarbeit. FSU Jena.
Schilke, N. (2019): Vergleich von Acidität, C- sowie N-Vorräten in Waldböden entlang von Fichten/Kiefern-Rotbuchen-Gradienten über oberflächennah entkalktem Löss in Ostthüringen. Bachelorarbeit. FSU Jena.
Howe, J. (2019): Untersuchungen zur räumlichen Wirkung von Waldumbaumaßnahmen (Rot-Buche) auf Acidität sowie C- und N-Vorräte in Böden über Gesteinen der Volpriehausen-Formation in Ostthüringen. Bachelorarbeit. FSU Jena.

Förderung und Kooperation

Das Projekt wird gefördert durch:

Landesgraduiertenstipendium 2018 (Freistaat Thüringen, Graduiertenakademie der FSU Jena)
Georg-Ludwig-Hartig-Stiftung (Nahinfrarotspektroskopie-Analysen in Kooperation mit der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg; Professur für Waldbau)

Das Projekt wird in Kooperation mit ThüringenForst (u.a. FFK Gotha) und Sachsenforst sowie der Professur für Waldbau der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (Prof. Dr. Jürgen Bauhus) und der Professur für Ökologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Dr. Markus Bernhardt-Römermann, PD) bearbeitet. Eine Eingliederung der Projektergebnisse in eine globale Abbau-Studie organischen Materials (TeaComposition - Global Litter Decomposition Study) wird fokussiert.

Projektlogo

Foto: F. Achilles