Die Douglasie als Alternative Baumart im Klimawandel

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1 Die Douglasie als Alternative Baumart im Klimawandel Hubert Hasenauer Institut für Waldbau Universität für Bodenkultur Wien

2 CO 2 Konzentration am Mouna Loa Dave Keeling Kurve Ohne natürliche Treibhausgase: Mittlere Temperatur: -18 C statt ca C

3 Verteilung des anthropogenen Kohlenstoff Canadell et al. 2007, PNAS 45 % des CO 2 Emission bleibt in der Atmosphäre 55 % des CO 2 werden gespeichert Weltmeere (ca. 25 %) Vegetation (ca. 30 %)

4 Temperaturentwicklung 1960 bis 2008 Punkte der Öster. Waldinventur Temperatur C Juni - Aug.= +2,1 C Dez.-Feb. = 2,1 C Jahresmittel = 1.5 C Jahr Quelle: Eastaugh et al. 2011

5 Niederschlagsänderungen 1960 bis 2008 Punkte der Öster. Waldinventur Quelle: Eastaugh et al Abnahme - Punkte: ( - 4mm/Jahr) schwarz < rot < grün < blau < 0 Zunahme - Kästchen: (+ 4mm/Jahr) grau > gelb > rosa > blau >0

6 Waldwirtschaft im Klimawandel Was können wir tun? 1. Minderung Mitigation Kohlenstoffspeicherung Verwendung von Holz Ersatz fossiler Brennstoffe 2. Anpassung - Adaptation Baumartenwahl Anbau von Neophyten z.b. Douglasie

7 Natürliches Verbreitungsgebiet der Douglasie Nordammerikanische Baumart Küstendouglasie - Grüne Douglasie (Pseudotsuga menziesii var. menziesii) Inlandsdouglasie - Blaue Douglasie (Pseudotsuga menziesii var. glauca) Mexikanische Douglasie (Wei et al. 2011) Little 1971

8 Douglasie in Europa Erste wiss. Beschreibung 1803 Eingeführt 1827 von David Douglas Anbau in Europa seit Ende des 19. Jhdt. heute in 37 europäischen Ländern Fläche = ha oder 0.39% der europäischen Waldfläche - Frankreich ha (Bastien et al. 2013) - Deutschland ha (Federal Forest Inventory BWI 2012) - UK ha (Forestry Statistics 2014) - Spanien ha (National Forest Inventory 2012) - Slowenien ha (Slovenian Forest Service 2012) - Österreich ha (Englisch 2008) - Tschechischen ha (Slodicak et al. 2014) - Slowakei: ha (Ťavoda 2007)

9 Douglasieneigenschaften Küste Inland Wüchsigkeit höher geringer Kälteresistenz geringer höher Schattentoleranz geringer höher SO 2 - Empfindlichkeit geringer höher Schütteanfälligkeit (Rhabdocline pseudotsugae) geringer höher Generell: trockenresistent und gute holztechnologische Eigenschaften Mexiko

10 Douglasie eine Baumart im Klimawandel Empfehlungen zur Herkunft Tschechien (Orange) Bayern (Violett) Slowakei (Gelb) Österreich (Blau)

11 Douglasienanbau in Europa Warum? Hohe Wuchsleistung seht gute Holzeigenschaften Hohe genetische Variabilität daher Herkunft wichtig Weniger Schädlinge als Fichte stimmt das? Douglasie hält lange Trockenperioden aus Potentielle Baumart im erwarteten Klimawandel Adaptionsmaßnahme für Forstbetriebe - Ersatz für Fichte Douglasie gilt als Neophyt

12 Waldbauliche Möglichkeiten Nischen für Douglasienanbau Sekundäre Bestockung niederer Wuchsleistung Instabile Fichtenbestände Unproduktive Niederwälder Waldbauliche Behandlung Verjüngung unter Schirm Pflege wichtig (Astung) Rechtzeitiger Abtrieb des Schirms (Entwicklung zu Lichtbaumart)

13 Douglasienanbau in Mitteleuropa Klimawandel und Waldbau Woher stammen die alten Douglasien? Genetische Charakterisierung Bestimmung der geographischer Herkunft Naturverjüngungsdynamik Standortsanalysen Stoffkreislaufmodellierung Warum ist die Douglasie trockenresistent?

14 Schritt 1: Beprobung für Referenzpopulationen 38 Pop. aus dem gesamten natürlichen Verbreitungsgebiet 21 Pop. aus Kambiumproben des IUFRO - Provinienzversuchs 17 Pop. aus Saatgut aus den USA

15 Schritt 2: Beprobung und genetische Analyse 79 Bestände von 26 Forstbetriebe

16 Schritt 3: Laboranalyse DNA - Gewinnung DNA - Vervielfältigung DNA - Auswertung DNA Mikrosatteliten Bestimmung der genetischen Struktur und Diversität Reine blaue Douglasie Jeder Balken ein Baum des Saatgutbestand (Programm STRUCTURE)

17 Schritt 4: Genetische Charakterisierung 1. Varietäten-Zuordnung: Altbestand - Analyse mit Software STRUCTURE Geographische Herkunft: Altbestand - Analysen mit Software GeneClass Analyse auf 3 Ebenen (I + II + III) I II III

18 Douglasie eine Baumart im Klimawandel Ergebnisse geographischer Ursprung geographische Zuordnung möglich meisten Saatguterntebestände kommen aus dem Bereich westlich der Kaskaden in Washington und Oregon Saatgut aus dortigen Samenzonen für Österreich empfohlen

19 Warum gilt die Douglasie trockenresistent? Im Herkunftsgebiet hohe Niederschläge Lange trockene Sommer Douglasie gilt als interessante Baumart im Klimawandel WARUM? Stoffkreislaufmodelles (BIOME-BGC) als diagnostisches Werkzeug

20 Trockenresistenz der Douglasie Warum? Volumenleistung und Kohlenstoffspeicherung auf Buchenstandorten für Buche, Fichte und Douglasie Trockenstressrisiko der Baumarten Daten: 28 Bestände mit detaillierten Bodenanalysen

21 Stoffkreislaufmodelle - diagnostische Werkzeuge im Klimawandel Wie wird ein BGC-Modell verwendet: Self Initilization oder Spin up run Historische Landnutzungseffekte Simulation der aktuellen Bestände Vergleich der Ergebnisse Für Douglasie ist das neu Für Fichte und Buche bekannt Schaftholzvolumen Dichtekorrigiert über SDI

22 Volumen und Kohlenstoffspeicherung Baumart Schaftholz- Trockendichte Schrumpfmaß Anteil (kg m3) (%) Fagus sylvatica Picea abies Pseudotsuga menzisii Ergebnis: höherer Schaftholzanteil bei Fichte und Douglasie Unterschiede bei Stamm- Kohlenstoff gering Höheres Volumen ist nicht gleich höhere C-Speicherung

23 Trockenresistenz der Douglasie? NPP NETTO PRIMÄR PRODUKTION (kg C m 2 a -1 ) - Kohlenstoffspeicherung nach Abzug der Respiration von GPP Gesteuert durch: Temperatur Luft- und Bodenfeuchte Sonnenschein Blattfläche Assimilationseffizienz der Pflanze CO2 Gehalt der Atmosphäre C-Allokationsmuster: Stamm Grobwurzeln Feinwurzeln Blätter WACHSTUM

24 Trockenresistenz der Douglasie? LEITFÄHIGKEIT DER SPALTÖFFNUNGEN FÜR H 2 0 UND CO 2 Spaltöffnungen schließen sich bei Trockenheit Gesteuert durch: Trockenheit im Boden/Blättern Niederschlag Wasserhaltefähigkeit des Bodens Wasserverbrauch durch Verdunstung und Transpiration Klimaszenario bis 2100 Verringerte CO2-Aufnahme Verringertes Wachstum

25 Douglasie eine Baumart im Klimawandel Zusammenfassung Alten Douglasien kommen aus empfohlenen Gebieten Grüne Douglasie besser als Blaue Durchmischung gering und das ist gut so Douglasie hält längere Trockenperioden im Sommer aus Geringeres Stressrisiko und damit höhere Effizienz Hohes Wachstum sehr gute Holzqualität Eignet sich sehr gut im Mischbestand

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