Archiv für Forstwesen und Landschaftsökologie

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1 Archiv für Forstwesen und Landschaftsökologie Herausgeber: Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE) und Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (FH) Datum der Veröffentlichung: Die Wild-Birne (Pyrus pyraster) in Deutschland Ergebnisse einer bundesweiten Inventur Wild Pear (Pyrus pyraster) in Germany - Results of a Nationwide Inventory Tim Schulze 1, Ralf Kätzel 1, Jens Schröder 2 1 Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde 2 Humboldt-Universität Berlin, Fachgebiet Urbane Pflanzenökophysiologie 1

2 Zusammenfassung Die Wild-Birne (Pyrus pyraster (L.) Burgsd.) zählt in Deutschland zu den seltenen und gefährdeten Baumarten. Gründe dafür sind der Verlust geeigneter Lebensräume, die oft geringe Größe und Isolation der Vorkommen und ihre Konkurrenzschwäche gegenüber anderen Baumarten. Viele der erfassten Vorkommen weisen keine natürliche Verjüngung auf. Neben den ökologischen Ursachen besteht ein wesentlicher Gefährdungsgrund in der genetischen Hybridisierung mit Kulturbirnen. Bisher fehlte jedoch ein bundesweiter Überblick über die tatsächlich vorhandenen Populationen, ihre Gefährdungssituation und ihre genetischen Differenzierung innerhalb Deutschlands. Diese Lücken wurden durch ein dreijähriges Projekt zur bundesweiten Erfassung und Charakterisierung von Vorkommen der Wild-Birne weitgehend geschlossen. Vorort erfasst, dokumentiert und analysiert wurden in allen Bundesländern Birnen in 221 natürlichen Vorkommen. Neben den standörtlichen Bedingungen wurden aus populationsbiologischer Sicht vor allem Daten zur Populationsgröße, zum Vitalitätszustand, zur Altersstruktur sowie zur genetischen Diversität erfasst. Regionale Verbreitungsschwerpunkte sind die mittlere Elbe in Sachsen-Anhalt, der Nordosten Brandenburgs, Heilbronn-Unterfranken sowie Mecklenburg- Vorpommern. Rund 70 % der Vorkommen weisen keine natürliche Verjüngung auf. Die In-situ-Erhaltungsfähigkeit ist bei rund 80 % aller Vorkommen als bedroht und nur bei 15 Vorkommen als gut bis sehr gut klassifiziert. Langfristig sollten die Verbreitungszentren mit ihren Hauptpopulationen gesichert und regelmäßig überwacht werden, mittelfristig müssen die Lücken über Biotop- und Populationsverbünde so geschlossen werden, dass ein Genaustausch möglich ist. Abstract Wild Pear (Pyrus pyraster (L.) Burgsd.) is a rare and endangered tree species in Germany. The reasons for this include its weak competitive potential against other tree species, loss of suitable habitats, and frequent cross-breeding with the cultivated variant Pyrus communis. This study presents the results of a project that surveyed and evaluated the current status of the species in Germany on a nationwide scale to assess needs and opportunities for conservation of its genetic resources. The survey identified 14,136 Wild Pear trees in 221 natural populations distributed over all German states except for Schleswig-Holstein and the city states. Dbh data indicate a low level of natural regeneration and a tendency of senescence for most populations. Only 25 % of all trees had dbh values of less than 7 cm, more than two thirds of the populations did not show any regeneration. Mean vitality was quite high with 71 % of all trees falling into the best vitality class. Overall suitability for preservation is relatively poor with almost 80 % of all populations classified as threatened and only 7 % as very good or good. Most populations suffer from a lack of natural regeneration due to competition by other trees and browsing by game and livestock. Focus regions for conservation measures comprise the Elbe River area in Saxony- Anhalt, the northeast of Brandenburg, Mecklenburg-West Pomerania, and the north of Baden-Württemberg and Bavaria. Preservation measures should (a) protect existing populations by reducing competition and (b) enhance habitat connection by establishing "steppingstone" populations with plants from certified sources. Stichworte: Wild-Birne, seltene Baumarten, Populationsgenetik, forstgenetische Ressourcen, in-situ-erhaltungsfähigkeit Keywords: Wild pear; rare tree species; population genetics; genetic resources; in-situ protection 2

3 Einführung Die Wild-Birne (Pyrus pyraster (L.) Burgsd.) gehört zu den seltenen und gefährdeten Baumarten in Deutschland (Kleinschmit 1998, Rittershofer 1998, Behm 2001, Wagner 1996, 2009; Abb. 1). Sie wächst als sommergrüner Strauch oder Baum und erreicht dabei Höhen von bis zu 20 m, als Solitär auf guten Standorten auch darüber. Bei einer Alterserwartung von zum Teil mehr als 200 Jahren kann sie Brusthöhendurchmesser von mehr als 80 cm erreichen. Als Licht- bis Halbschattenbaumart hat die Wild-Birne einen hohen Lichtbedarf, sie gilt als wärmeliebend und besitzt eine hohe Trockentoleranz (Wagner 2009). Aufgrund ihrer Lichtbedürftigkeit und der Konkurrenzschwäche gegenüber wüchsigeren Arten wird sie häufig aus ihrem ökologischen Optimum im mittleren Bereich auf extreme Standorte wie Auwälder, sonnige und trockene Hänge, wechseltrockene Tonböden, lichte Wälder und Waldränder verdrängt. Auch in Feldgehölzen und an alten Verkehrswegen ist die Wild-Birne noch vereinzelt anzutreffen. Vergleichbar mit anderen seltenen Baumarten steht die Wild-Birne seit mehr als zwei Jahrzehnten im Fokus der forstlichen Generhaltung. Für die langfristige Erhaltung forstgenetischer Ressourcen werden bevorzugt in-situ-maßnahmen an den natürlichen Standorten der Gehölzpopulationen empfohlen (Paul et al. 2000). Bei Gehölzarten in kleinen Populationsgrößen ist dies jedoch nur sinnvoll, wenn eine hohe insitu-überlebensfähigkeit am Standort gewährleistet werden kann. Als Alternative müssen die wertvollsten Vorkommen über aufwendige exsitu-maßnahmen (künstliche Vermehrung, Klonarchive etc.) erhalten werden (Kätzel 2010). Für die Entwicklung effizienter Maßnahmen zur Erhaltung der wertvollsten genetischen Ressourcen der Baumart fehlte bislang ein bundesweiter Überblick zu Vorkommen und Gefährdung auf der Grundlage einheitlicher Erfassungs- und Auswertungsmethoden. Diese Lücke wurde durch das von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz geförderte Verbundprojekt "Erfassung und Dokumentation genetischer Ressourcen seltener und gefährdeter Baumarten in Abb. 1: Laub und Früchte der Wild-Birne (Foto: T. Schulze) Fig. 1: Foliage and fruits of Pyrus pyraster (T. Schulze) Deutschland" (2010 bis 2013) für zehn Baumarten, darunter die Wild-Birne, geschlossen (Kätzel et al. 2011, Schröder et al. 2013). Auf Grundlage der erhobenen Informationen, zum Beispiel zur Populationsgröße, zur Vitalität, zur demografischen und genetischen Populationsstruktur, zur Bastardierung und zu den standörtlichen Bedingungen, sollten Empfehlungen für künftige Maßnahmen zum langfristigen Erhalt der genetischen Ressourcen der Arten und Populationen erarbeitet werden. Zur Darstellung von Regionen und Vorkommen mit besonderem Erhaltungsbedarf waren zusätzlich die Verbreitungsschwerpunkte der im Projekt erfassten Baumarten und damit auch der Wild-Birne in Deutschland mit Hilfe GISgestützter Dichteanalysen herauszuarbeiten. Im Unterschied zu vielen floristischen und vegetationskundlichen Erhebungen, wie der Rasterkartierung (Bergmeier 1992) und der Biotopkartierung (z. B. MLUV 2007) setzen Kartierungen zur Generhaltung andere Schwerpunkte. Da nicht jedes Vorkommen einer Art die Anforderungen an die Kategorie einer genetischen Ressource erfüllt, müssen vor allem jene natürlichen Populationen gefunden werden, die sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit im Evolutionsprozess auszeichnen. Dazu gehört, dass unter in-situ-bedingungen die Weitergabe genetischer Informationen über Generationen hinaus gesichert sein soll, was ausreichend vitale und auf Grund ihrer 3

4 Größe und Dichte vermehrungsfähige Populationen voraussetzt. Im Sinne des Projektzieles wurde ein Generhaltungsobjekt deshalb als eine potenziell überlebensfähige Population einer Art mit mindestens fünf Individuen definiert, die sich durch einen Abstand von mindestens einem Kilometer zur nächsten artgleichen Population abgrenzt. Die zusammenfassende Beurteilung der spezifischen "in-situ-erhaltungsfähigkeit" wur de aus der Aggregation von Daten zu Populationsgröße, Vitalität und Altersstruktur abgeleitet (siehe unten und Abb. 2). Methoden Allgemeines Vorgehen Die Erfassung der Wild-Birnen-Vorkommen erfolgte in vier Phasen. In der ersten Bearbeitungsphase wurde nach bereits bekannten Vorkommen im Wald genauso wie im Offenland in verschiedenen Quellen recherchiert, zum Beispiel bei forstlichen Versuchsanstalten, Forstbetrieben, Naturschutzbehörden, Forstsaatgutstellen, Botanischen Vereinen und Privatwaldbesitzern. Zur Datengewinnung wurden zusätzlich Betriebsinventuren, die Bundeswaldinventur und die Biotopkartierungen der Länder ausgewertet. Floristische Rasterkarten wie "Floraweb" wurden zwar ebenfalls herangezogen, konnten jedoch auf Grund ihrer relativ groben Auflösung nicht die zum Aufsuchen der häufig kleinen Vorkommen erforderlichen Lageinformationen liefern. Am ergiebigsten waren dabei die Rückmeldungen aus den Forstbetrieben und den Forstlichen Versuchsanstalten sowie die Biotopkartierungen. In der zweiten Projektphase erfolgte nach einheitlichen Kartiervorgaben in den Vegetationsperioden 2010 und 2011 die bundesweite Kartierung im Gelände, u. a. unter Berücksichtigung von Ortsangaben aus den vorhergehenden Recherchen. Beteiligt waren die Versuchsanstalten der Länder, das Forstbüro Ostbayern und eine Reihe weiterer privater Kartierbüros. Zur Qualitätssicherung erfolgten zu Beginn der Aufnahmen und nach dem ersten Projektjahr ausführliche Schulungen, um konsistente Standards bei der taxonomischen Ansprache und bei der Erhebung der Vorkommensparameter zu gewährleisten. Neben der Artansprache (Fellenberger 1998 und schr. Mitt., Häner et al. 2005, Rittershofen 1998, Wagner et al. 2009) und den räumlichen Lagedaten wurden durch die Kartiertrupps auch die Populationsgrößen, die Durchmesserstruktur, die Begründungsart und die Vitalität der Bäume getrennt nach Durchmessergruppen sowie die Verjüngung erfasst und in eine einheitliche Datenbank übertragen (Tab. 1). Dazu wurde ein in Vorprojekten bewährter Erfassungsbogen geringfügig modifiziert und für alle Arten, Bundesländer und Eigentumsformen einheitlich angewandt. Pro Vorkommen wurde ein Koordinatenpunkt aufgenommen, der den Punkt der größten Individuendichte innerhalb seiner Gesamtfläche markiert. Zusätzlich wurde eine Lageskizze des potenziellen Genobjektes in analoger Form abgelegt. Zur Qualitätskontrolle wurden die Kartierergebnisse durch die Projektkoordination stichprobenartig kontrolliert und mehreren Plausibilitätsroutinen unterzogen. Die dritte Phase widmete sich der genetischen Charakterisierung von insgesamt 904 Einzelbäumen in 39 Wild-Birnen-Vorkommen, verteilt über alle 13 Bundesländer, in denen Wild-Birnen vorkamen, auf der Basis von sechs Kern-Mikro satelliten. Dazu wurden je drei bis vier Blatt proben von Abb 2: Parameter für die Bewertung von Erhaltungsfähigkeit und Erhaltungsdringlichkeit Fig 2: Parameters for assessing suitability for preservation and urgency to establish support measures 4

5 15-30 gleichmäßig verteilten, vitalen Probebäumen je Genobjekt entnommen. Die Ziele der genetischen Analysen waren (1) die Absicherung der taxonomischen Zuordnung als Wild-Birne, (2) die Bewertung der genetischen Struktur der Populationen und (3) die Ermittlung der genetischen Abstände zwischen den Vorkommen. Die Ergebnisse der genetischen Untersuchungen werden in einer gesonderten Veröffentlichung vorgestellt. Für die vorliegende Darstellung werden sie nur in dem Umfang berücksichtigt, wie sie die Kartierungsergebnisse hinsichtlich der Artzuordnung korrigieren. Es zeigte sich, dass 19 % (165 Bäume) der Proben als Kulturbirnen einzuordnen waren. Bei weiteren 28 Bäumen stimmte die taxonomische Artzuordnung nicht, dabei handelte es sich zum größten Teil um Proben aus einem falsch klassifizierten Wild-Apfel-Vorkommen (Malus sylvestris (L.) Mill.). In einem abschließenden vierten Schritt wurden die Daten hinsichtlich der räumlichen Konzentration bzw. der Isolation von Vorkommen und ihres daraus resultierenden Gefährdungsgrades ausgewertet. Dies erfolgte mit Hilfe von Modulen des Programms QGIS, die die Lagekoordinaten und die Populationsgrößen so verknüpfen, dass sich daraus Informationen zur räumlichen Dichte in Form von "Kerneldichtekarten" ableiten lassen (Abb. 4; Bornmann und Waltman 2011). Aus den Karten ergeben sich Hinweise zu geographischen Schwerpunkten und andererseits zu Regionen mit eher isolierten und kleinen Vorkommen. Datenaufbereitung Zur Vorbereitung politischer Entscheidungen und konkreter Maßnahmen zur Generhaltung erfolgte die Gesamtbewertung der Vorkommen anhand ihrer "in-situ-erhaltungsfähigkeit". Zur Herleitung dieses Parameters wurden die Altersstrukturqualität, die Individuenzahl (Abundanz) sowie die durchschnittliche Vitalität der Genobjekte kombiniert. Da das Alter der Einzel bäume nur schwer zu ermitteln war, wurde zur Klassifizierung der Altersstruktur der Brusthöhendurchmesser (BHD) der Bäume gemessen und einer von drei Durchmesserstufen (BHD < 7 cm, BHD 7 cm - 20 cm, BHD > 20 cm) zugeordnet. Um die Altersstruktur der Vorkommen graphisch zu veranschaulichen, wurden Alterspyramiden anhand der aufgenommenen BHD-Struktur mit Hilfe des Programms Microsoft Office Excel 2003 erstellt. Mit dem Programm SPSS (IBM SPSS Statistics 19) erfolgte dazu eine Zuordnung der verschiedenen vorkommenden Altersverteilungen über die Bildung von "hierarchischen Clustern". Mit dieser Funktion wurden die Vorkommen mit ähnlichen Strukturen zusammengefasst und visualisiert. Anhand der Verteilung auf die drei BHD-Klassen ließen sich fünf Altersstrukturqualitätsklassen definieren. Fielen beispielsweise mindestens 10 % der Bäume in die BHD-Stufe < 7 cm und in die übrigen Stufen jeweils mindestens 20 %, so wurde die beste Klasse (1) vergeben, für die Klasse (3) ("befriedigend") mussten in den beiden schwächeren 1 Gehölzart Art, bereits ausgewiesenes Genobjekt (in-situ, ex-situ) 2 Lage Bundesland, Landkreis, Gemeinde, Revier, Koordinaten, Bundeswuchsgebiet 3 Schutzstatus NSG, Biosphärenreservat, FFH-Gebiet, etc. 4 Eigentümer Eigentumsart 5 Anzahl der Individuen ggf. geschätzt 6 Fläche Größe in ha, Anteil der Zielbaumart an vorhandenen Mischbaumarten 7 Alter Durchmesserstruktur, Verjüngung, Altbäume 8 Begründungsart Pflanzung, Naturverjüngung, Stockausschlag, Wurzelbrut, etc. 9 Vitalität Stufe 0-4, Baumkronenansprache nach Roloff (2001) 10 Beschreibung Besonderheiten, Schäden, Gefährdungen Tab. 1: Aufnahmeparameter bei der Kartierung im Gelände Table 1: Parameters of the field surveys 5

6 BHD-Stufen jeweils wenigstens 5 % der Baumzahl liegen. Die Abundanz wurde in zehn Stufen klassifiziert mit der geringsten Abundanzklasse bei 5-10 und der höchsten bei mehr als 400 Individuen (Tab. 4). Die mittlere Vitalität eines Vorkommens wurde unter Einbeziehung der prozentualen Anteile der einzelnen Durchmesserstufen berechnet. Grundlage der Vitalitätseinstufung der Einzelbäume war ihre Beurteilung auf Grundlage der Kronenstruktur in vier Stufen von 0 (sehr vital) bis 3 (absterbend) nach dem Anspracheschlüssel von Roloff (2001). Entsprechend der Zielstellung des Projektes wurden tote Bäume nicht erfasst. Wie die Einzelbäume hat die BHDgewichtete mittlere Vitalität somit einen Wertebereich zwischen 0 (vital) und 3 (absterbend). Die Ableitung der "in-situ-erhaltungsfähigkeit" aus den drei Parametern erfolgte schließlich wie weiter unten in Tab. 6 dargestellt. Ergebnisse Baumzahl, Anzahl und Lage der Vorkommen Im gesamten Bundesgebiet wurden 227 Vorkommen der Wild-Birne mit insgesamt ca Individuen (mit ex-situ-beständen) kartiert, die die Populationskriterien (n 5 Einzelbäume) erfüllten. Diese Zahl stellt jedoch nur einen annähernden Wert dar, da die Individuenanzahl größerer Bestände durch Auszählung und Extrapolation repräsentativer Teilflächen geschätzt werden musste. Darin enthalten ist nach den Ergebnissen der genetischen Charakterisierung eine "Dunkelziffer" von etwa 19 % wahrscheinlicher Individuen der Kulturbirne (siehe oben). Um die natürlichen Verhältnisse nicht zu verzerren, wurden in der weiteren Betrachtung die im Rahmen von Generhaltungsmaßnahmen bereits angelegten ex-situ-bestände nicht berücksichtigt. Hierbei handelt es sich zumeist um Samenplantagen mit sehr hohen Individuenzahlen auf kleinen Flächen. Bei Ausschluss dieser künstlichen Bestände ergibt sich für die verbleibenden Bäume in 221 Vorkommen eine mittlere Flächengröße je Vorkommen von rund 5 Hektar BL Anzahl Vorkommen Anzahl Individuen Gesamtfläche (ha) Ind./ha Fläche des Vorkommens (Median) Vorkommen/1.000 km² Landesfläche Individuen/1.000 km² Landesfläche BB ,4 0,7 2,1 196,2 BW ,5 3,5 1,0 24,3 BY ,0 2,2 0,2 26,0 HE ,8 0,4 0,1 10,1 MV ,4 25,0 1,3 68,7 NI ,7 2,3 0,2 3,9 NW ,5 5,0 0,4 3,0 RP ,1 7,0 0,3 2,2 SH 0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 SL ,6 30,0 0,8 7,4 SN ,2 95,0 0,3 8,6 ST ,1 0,3 0,8 133,5 TH ,4 3,0 1,5 37,2 DE ,7 3,1 0,6 39,8 Tab. 2: Zusammenfassende Darstellung der kartierten Vorkommen über alle Bundesländer (ohne ex-situ-bestände) Table 2: Basic data for the populations found throughout Germany by state ( BL ) (ex-situ populations excluded) 6

7 mit 17 Bäumen (Tab. 2). (Angegeben sind Medianwerte, die die linksschiefe Häufigkeitsverteilung mit nur wenigen großen Vorkommen besser repräsentieren als arithmetische Mittel.) Besonders viele natürliche Populationen (Genobjekte) befinden sich in Brandenburg, Baden- Württemberg und Mecklenburg-Vorpommern. Die Wuchsgebiete mit den deutschlandweit meisten natürlich vorkommenden Wild-Birnen-Populationen sind das "Ostmecklenburg- Nordbrandenburger Jungmoränenland", das "Nordost-Brandenburger Jungmoränenland" und das "Mittlere nordostdeutsche Altmoränenland". Besonders erwähnenswert ist ein großes Vorkommen auf der Insel Vilm in Mecklenburg- Vorpommern mit etwa 800 Individuen. Im mittleren Bereich bewegen sich Thüringen, Sachsen-Anhalt, Bayern und Nordrhein-Westfalen. Weniger als je zehn Populationen befinden sich in den Bundesländern Niedersachsen, Sachsen, Rheinland-Pfalz, Hessen, Schleswig-Holstein und im Saarland (Tab. 2). Ein Großteil der erfassten Genobjekte zieht sich als Diagonale von Südwesten nach Nordosten; im Nordwesten und im Südosten Deutschlands befinden sich dagegen relativ wenige Vorkommen (Abb. 3). Ex-situ-Bestände liegen in den Bundesländern Thüringen und Rheinland-Pfalz. Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) stellte dem Projekt für die Ermittlung der Potentiellen natürlichen Vegetation aktuelle Geoinformationen als GIS-shapes zur Verfügung. Auf Basis der Lagedaten der Vorkommen wurden die meisten Wild- Birnen in Buchenwäldern sowohl basenarmer als auch basenreicher Standorte kartiert. Die anderen Vorkommen wurden nachgewiesen in der Vegetation der Gewässer und ihrer Ufer, Moorbirken- und Schwarzerlenwäldern, Eschen- und Bergahorn-Feuchtwäldern sowie Auwäldern, Winterlinden- und Waldlabkraut-Hainbuchenwäldern, Stiel-Eichen-Mischwäldern basenarmer Standorte, Trauben-Eichen-Mischwäldern und Subkontinentalen Kiefern-Eichen- und Kiefernwäldern. Alle Vorkommen der Wild-Birne wurden außerdem mit den ebenfalls vom BfN bereitgestellten digitalen Karten der Schutzgebiete Deutschlands verschnitten. Danach liegen sie zu etwa 80 % auf Flächen mit Schutzstatus nach Naturschutzrecht. Eine Vielzahl von Vorkommen befindet sich auf Flächen, die mehreren Schutzkategorien unterliegen. Insgesamt 136 Vorkommen sind den Natura-2000-Schutzgebietskategorien FFH- Gebiet und Vogelschutzgebiet (SPA) zugeordnet, von denen 62 beide Natura-2000-Schutzgebietskategorien besitzen. In Hessen liegen alle Vorkommen in Schutzgebieten, in den übrigen Bundesländern schwankt der Anteil zwischen 60 % und 90 %. Vorkommenszentren Anhand der Darstellung der Kerneldichte (Bornmann und Waltman 2011) werden einerseits die Genzentrum Bezeichnung des Genzentrums Teilbereich Bezeichnung des Teilbereichs 1 Küstenregion Mecklenburg-Vorpommern 1a Insel Vilm 2 Nordbrandenburg 7 2a 2b Uckermark-Barnim Märkische Schweiz 3 Sachsen-Anhalt 3a Mittlere Elbe 4 Thüringen 4a Nord- und Mittel-Thüringen 5a Franken 5 Süddeutschland 5b Mittelfranken Tab. 3: Großflächig zusammenhängende Populationen der Wild-Birne Tab. 3: Regions where large and connected populations of wild pear occur in Germany

8 Fachbeitrag 05/2013 Abb. 3: Geographische Lage der Vorkommen der WildBirne, klassifiziert nach der Individuenanzahl Fig. 3: Location of wild pear populations in Germany, classified by tree numbers Abb. 4: Darstellung der Kerneldichte unter Berücksichtigung der Baumzahl (ohne ex-situ-bestände) Fig. 4: Kernel density map based on tree numbers and distances between populations (ex-situ populations excluded) Zentren von genetischen Ressourcen der WildBirne und andererseits isolierte Vorkommen erkennbar. Abb. 4 zeigt die Schwerpunktregionen unter Berücksichtigung der Baumzahl der Vorkommen. Hier werden Populationen insbesondere mit hoher Baumzahl, aber auch enger Nachbarschaft hervorgehoben. Danach bestehen in Deutschland für die WildBirne fünf Vorkommensschwerpunkte mit jeweils ein bis zwei Teilbereichen (Tab. 3). Die mit Abstand wichtigsten Schwerpunktregionen sind die Bereiche 2a (Uckermark-Barnim) und 3a (Mittlere Elbe). Weitere Schwerpunktregionen sind die Insel Vilm in Mecklenburg-Vorpommern (1a), die Märkische Schweiz in Brandenburg (2b) sowie die Region Mittelfranken in Bayern (5b). Populationsgrößen Ein wichtiges Kriterium für die Bewertung der Überlebensfähigkeit von Populationen ist deren Größe. Die Mehrheit der Vorkommen befindet sich in der Abundanzstufe 1 mit 5 bis 10 Individuen. Die Klassen 2 und 3 sind mit einer niedrigeren, jedoch immer noch beachtlichen Anzahl von Vorkommen vertreten. In den Abundanzklassen 4 und höher nimmt die Anzahl der Vorkommen deutlich ab. In der höchsten Abundanzklasse 10 mit Vorkommen über 400 Individuen finden sich acht Vorkommen der Wild-Birne (Tab. 4). Durchmesser- und Altersstruktur Neben der Individuenanzahl beeinflusst auch die demografische Struktur einer Population ent8

9 Abb. 5: Anteile der Durchmesserstufen im Bundesgebiet (ohne ex-situ-bestände) Fig. 5: Proportions of diameter classes in Germany (ex-situ populations excluded) scheidend deren Überlebensfähigkeit. Für eine potenziell überlebensfähige Population wurde von einer pyramidalen Durchmesserstruktur mit einem großen Verjüngungsanteil (Durchmesserstufe < 7 cm) ausgegangen. Je größer die Abweichung davon war, desto ungünstiger wurde ein Vorkommen eingestuft. Zusammenfassend über alle kartierten Vorkommen Deutschlands zeigt sich mit 37 % ein hoher Anteil von Bäumen mit einem BHD > 20 cm. Die Durchmesserklasse 7 cm - 20 cm ist ebenfalls mit 38 % der Individuen stark vertreten. Die Verjüngungsklasse (< 7 cm) ist mit 25 % weniger häufig. Hier wird die in vielen Vorkommen fehlende Verjüngung der Wild-Birne ersichtlich (Abb. 5). Entsprechend der oben beschriebenen Methodik wurde ein Großteil der Vorkommen (54 %) der Klasse befriedigend (3) zugeordnet. Die Klassen sehr gut (1) und gut (2) sind zusammen mit rund 34 % vertreten. In den unteren Klassen 4 und 5 befinden sich etwa 12 % der Vorkommen (Tab. 5). Die Naturverjüngung wurde differenziert nach Höhenstufen (< 1,5 m und bis 3 m Höhe) gesondert erfasst. Deutschlandweit verfügt nur etwa ein Drittel der Vorkommen der Wild-Birne über Naturverjüngung. Der Anteil von Vorkommen mit Naturverjüngung liegt am höchsten in Sachsen-Anhalt (rund 95 %) und Niedersachsen (rund 75 %). Anteilswerte sind in Ländern mit geringen Vorkommenszahlen jedoch wenig aussagekräftig: In Hessen weisen zum Beispiel alle drei Vorkommen Naturverjüngung auf (100 %), während in keinem der beiden Vorkommen im Saarland Naturverjüngung vorhanden war (0 %). Vitalität Neben den populationsbezogenen Merkmalen liefert die Vitalitätseinschätzung der Einzelbäume und ihre Differenzierung nach Alters- (Durchmesser-)gruppen wichtige Hinweise zur potenziellen Überlebensfähigkeit der Population. Bundesweit wurden 88 % der Wild-Birnen mit den Vitalitätsstufen sehr gut (0) und gut (1) bonitiert, 9 % fallen in die Kategorie stark geschädigt (2) und 3 % in die Kategorie absterbend (3). Die höchste Vitalität zeigt die Wild-Birne in Stufe Individuenzahl Anzahl der Vorkommen Häufigkeit (%) , , , , , , , , ,5 10 > ,5 Tab. 4: Anzahl der Vorkommen in den Abundanzklassen Table 4: Number of populations per abundance class 9

10 Bayern, wo alle Individuen den Stufen 0 und 1 zugeordnet wurden. Im Durchschnitt schlechtere Vitalitätszustände liegen in den Bundesländern Baden-Württemberg, Niedersachen, Thüringen und dem Saarland vor, wo mehr als 25 % der Individuen den Stufen 2 und 3 zugeordnet wurden. In den übrigen Bundesländern finden sich vorrangig Individuen mit hoher Vitalität mit einem Anteil von 75 % und mehr in den Stufen 0 und 1. Gesamtbewertung der Vorkommen ("in-situ-erhaltungsfähigkeit") In die Gesamtbewertung der Überlebensfähigkeit der Vorkommen (Erhaltungsfähigkeit) gingen die Populationsgröße, die Altersstrukturqualitätsklasse und die durchschnittliche Vitalität ein (Abb. 2). Als Leitbild für eine hohe Überlebensfähigkeit gilt eine individuenreiche Population mit einer pyramidalen demografischen Struktur bei hohem Verjüngungsanteil und hoher Vitalität in allen Durchmesserstufen. Die Bewertung erfolgte in fünf Stufen von sehr gut (1) über gut (2), geschwächt (3) und bedroht (4) bis absterbend (5) (Tab. 6). Die geringen Populationsgrößen der zumeist überalterten Vorkommen in Kombination mit der fehlenden Verfügung offenbaren in der Gesamtbetrachtung den hohen Gefährdungsgrad der Wild-Birne in Deutschland. Lediglich 16 Vorkommen erreichten bezüglich der in-situ-erhaltungsfähigkeit die Stufen sehr gut (1) oder gut (2). Als geschwächt wurden 19 Vorkommen (3) eingestuft. Der Großteil der Vorkommen (175) befindet sich in einem bedrohten Zustand (4). In die Klasse absterbend (5) fallen 11 Vorkommen (Abb. 6). Die überlebensfähigsten Vorkommen liegen in Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Hessen und Bayern. Abb. 6: Anzahl der Vorkommen der Wild-Birne im Bundesgebiet in den Stufen der in-situ- Erhaltungsfähigkeit (ohne ex-situ-bestände) Fig. 6: Classification of populations according to their level of in-situ suitability for preservation (ex-situpopulations excluded) Schlussfolgerungen Die über zwei Jahre aufwendig durchgeführten Kartierarbeiten wiesen ohne die künstlich angelegten ex-situ-bestände 221 Wild-Birnen-Vorkommen mit mindestens fünf Individuen nach. Die unerwartet hohe Zahl von Bäumen überraschte ebenso wie die vergleichsweise hohe Vitalität der meist überalterten Bäume. Dass Seltenheit bei Gehölzvorkommen nicht zwangsläufig zu einer Gefährdung der Population oder Art führen muss, zeigen bereits ältere Studien (Kunin und Gaston 1993, Gitzendanner und Soltis 2000, Collin et al. 2004). Vitalitätsverluste, Mortalität, fehlende Verjüngung und die Überalterung der Populationen sind jedoch eindeutige Indikatoren für den Gefährdungszustand und mindern die Überlebensprognose. Nur bei etwa 25 % aller erfassten Bäume war der Brusthöhendurchmesser geringer als 7 cm. Bei rund 66 % der Vorkommen war keine natürliche Verjüngung nachzuweisen. Die hier Altersstrukturqualitätsklasse Anzahl der Vorkommen Häufigkeit (%) sehr gut (1) 54 23,9 gut (2) 22 9,7 befriedigend (3) ,0 schlecht (4) 18 8,0 sehr schlecht (5) 10 4,4 Tab. 5: Häufigkeiten der Vorkommen in den Altersstrukturqualitätsklassen Table 5: Population numbers and frequencies in the classes of demographic quality 10

11 nicht gezeigten relativ hohen genetischen Abstände zwischen den Populationen sind ein Hinweis auf die Isolation der Vorkommen. Die Gründe für die Seltenheit und Gefährdung der Wild-Birne liegen zum einen in ihrer Konkurrenzschwäche gegenüber forstlichen Wirtschaftsbaumarten, durch die sie auch wegen mangelnder waldbaulicher Förderung aus genutzten Wäldern auf Randlagen und Extremstandorte verdrängt wurde. Darüber hinaus führt die genetische Vermischung mit Kulturbirnen zu einem fortschreitenden Verlust der Wildform (vgl. Kleinschmit et al. 2012). Auch das Verschwinden geeigneter Habitate (Feldgehölze, lichte Waldränder, Auengebiete) und die teilweise geringe Größe der Vorkommen tragen zur Seltenheit der Wild-Birne bei. Ein wichtiger Faktor ist schließlich auch der Verbiss durch Schalenwild, der die Reproduktion oder Etablierung von Populationen vielerorts behindert. Die Erhaltung des Genpools der Wild-Birne verlangt nach einem Stufenprogramm. Zunächst sind die wenigen großen Populationen in den fünf Hauptvorkommensgebieten als Generhaltungsobjekte zu schützen und im Rahmen eines genetischen Monitorings regelmäßig zu überwachen (Kätzel et al. 2005). Dies ist insbesondere von Bedeutung, da die Wild-Birne im Rasternetz der Waldzustandskontrolle nicht vorkommt, Vitalitätsverluste somit kaum bemerkt werden und Zeitreihen nicht existieren. Die größten Populationen stellen gleichfalls eine wichtige Saatgutquelle für die Anzucht von gebietsheimischen Gehölzen dar. Dies betrifft insbesondere die zahlenmäßig größten Populationen an der Mittleren Elbe in Sachsen-Anhalt, im Nordosten Brandenburgs, auf der Insel Vilm in Mecklenburg-Vorpommern sowie in Süddeutschland die Regionen Franken und Mittelfranken. Die zu empfehlenden waldbaulichen Maßnahmen reichen von der Freistellung der Bäume über die Regulierung überhöhter Wildbestände und die Anlage gestufter Waldränder bis zum Schutz angekommener natürlicher Verjüngung durch Zäunung entsprechender Bereiche. Obwohl die Wild-Birne regelmäßig fruktifiziert, stellt sich wenig natürliche Verjüngung ein. In einem zweiten Schritt ist deshalb gerade für die Erhaltung der vielen überalterten, isolierten Vorkommen die künstliche Etablierung standortgerechter Verjüngung in Form von Pflanzung unumgänglich. Darüber hinaus sollten mittelfristig die momentan "wildbirnenfreien" bzw. "wildbirnenarmen" Regionen in Deutschland auf standörtlich geeigneten Flächen mit Vermehrungsgut der nächstgelegenen vitalen Populationen versorgt werden. Bei insektenbestäubten Gehölzarten scheint der Genaustausch zwischen den Populationen über Biotop-/Populationsverbünde auch über weitere Distanzen realistisch. Trotz der Konzentration auf das Spektrum der insitu-maßnahmen ist die parallele Sicherung der wichtigsten Genotypen in weiteren ex-situ-erhaltungsquartieren abseits von Kulturobstplantagen zukunftsweisend. Diese fehlen vor allem in Norddeutschland. Trotz ihrer höheren Startinvestitionen erleichtern ex-situ-anlagen die Überwachung der Vitalität und Fruktifikationen und dienen letztendlich auch der Saatgutproduktion. Gesamtbewertung Abundanzklasse Altersstruktur- Qualitätsklasse 11 Durchschnittliche Vitalität sehr gut (1) >= 7 <= 1 < 1 gut (2) >= 6 <= 2 1 1,49 geschwächt (3) >= 5 <= 3 1,5 1,99 bedroht (4) - <= 4 2 2,29 absterbend (5) - - 2,3 Tab. 6: Bewertungskriterien für die integrative Gesamtbewertung der Vorkommen (in-situ-erhaltungsfähigkeit) Table 6: Criteria for the integrative overall classification of populations (in-situ suitability for preservation)

12 Literatur Behm, A. (2001): Seltene Baum- und Straucharten: Durch Nachzucht gezielt fördern. LWF aktuell 29: Bergmeier, E. (1992): Grundlagen und Methoden floristischer Kartierungen in Deutschland. Floristische Rundbriefe Beiheft 2, 146 S. Bornmann, L.; Waltman, L. (2011): The detection of hot regions in the geography of science. A visualization approach by using density maps. ArXiv: Collin, E. et al. (2004): Methods and progress in the conservation of elm genetic resources in Europe. Invest Agrar, Sist Recur For 13 (1): Fellenberg, U. (1998): Wie wild ist ein wilder Birnbaum? AFZ/Der Wald 53 (16): Gitzendanner, M. A.; Soltis, P. S. (2000): Patterns of genetic variation in rare and widespread plant congeners. American Journal of Botany 87 (6): Häner, R.; Hoebee, S. E.; Holderegger, R. (2005): Naturschutzgenetik der Wildbirne (Pyrus pyraster). Wildbirnenbestände - klein aber fein? Wald und Holz 86 (5): Kätzel, R. (2010): Conservation of Forest Genetic Ressources: The Basis of Adaptability in Managed Forests. In: Spathelf, P. (Hrsg.): Sustainable Forest Management in a Changing World: a European Perspective. Springer Verlag: Kätzel, R.; Maurer, W. D.; Konnert, M.; Scholz, F. (2005): Genetisches Monitoring in Wäldern. Forst und Holz 60 (5): Kätzel, R.; Schulze, T.; Becker, F.; Schröder, J.; Riederer, J.; Kamp, Th.; Wurm, A.; Huber, G. (2011): Seltene Baumarten in Deutschland Erfassung und Erhaltung. AFZ/Der Wald 66 (19): Kleinschmit, J. (1998): Die Wildbirne - Baum des Jahres Forst und Holz 53 (2): kleinschmit, J.; Hosius, B.; Leinemann, L. (2012): Gefährdung von Wildapfelsamenplantagen durch Genfluss. Forstarchiv 83 (1): Kunin, W. E.; Gaston, K. J. (1993): The biology of rarity: patterns, causes and consequences. Trends Ecol. Evol. 8 (8): MLUV (Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg) (2007): Biotopkartierung Brandenburg. 3. Auflage: Band 1 und 2. Paul, M.; Hinrichs, T.; Janssen, A.; Schmitt, H. P.; Soppa, B.; Stephan, B. R.; Dörflinger, H.; Arenhövel, W.; Franke, A.; Kätzel, R.; Kleinschmit, J.; Muhs, H.-J.; Natzke, E.; Ruetz, W.; Schilling, W.; Tabel, U. (2000): Konzept zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung forstlicher Genressourcen in der Bundesrepublik Deutschland. Sächsische Landesanstalt für Forsten (LAF) Pirna-Graupa, ISBN : 66 Seiten. Rittershofer, B. (1998): Auf den Spuren der Wildbirne. AFZ/Der Wald 53 (16): Roloff, A. (2001): Baumkronen Verständnis und praktische Bedeutung eines komplexen Naturphänomens. Verlag E. Ulmer, Stuttgart: 164 S. Schröder, J.; Kätzel, R.; Schulze, T.; Kamp, T.; Huber, G.; Höltken, A.; Steiner, W.; Konnert, M. (2013): Seltene Baumarten in Deutschland - Zustand und Gefährdung. AFZ/Der Wald 68 (12): 2-4 Wagner, I. (1996): Zusammenstellung morphologischer Merkmale und ihrer Ausprägungen zur Unterscheidung von Wild- und Kulturformen des Apfel- (Malus) und des Birnbaumes (Pyrus). Mitt. Dtsch. Dendrol. Ges. 82 (ISBN ): Wagner, I. 2009: Pyrus pyraster (L.) Burgsdorf, In: Enzyklopädie der Holzgewächse, 52. Erg. Lfg. 04/09 12

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