Die Zukunft der Eiche im Oberrheingraben aus genetischer Sicht

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1 Die Zukunft der Eiche im Oberrheingraben aus genetischer Sicht The future of the oak in the Upper Rhine Valley from the genetic point of view Interreg IV Projekt: Die Verjüngung der Eiche im oberrheinischen Tiefland (QREG)

2 Gliederung 1. Die Geschichte der Eiche am Oberrhein 2. Fragestellung - Untersuchungsansätze 3. Projektergebnisse 4. Zusammenfassung und Ausblick

3 1. Die Geschichte der Eiche am Oberrhein a. Rückwanderung aus den Refugialstandorten -Erstes Vorkommen vor ca Jahren -Vorherrschen in wärmeliebenden Laubmischwäldern (vor ca Jahren) -Zurückdrängen durch die Buche bei zunehmender Kälte und Feuchtigkeit ( BP) Karte abgerufen von (Projekt Fairoak), überarbeitet von Ch. Neophytou

4 1. Die Geschichte der Eiche am Oberrhein b. Der menschliche Einfluss -Der menschliche Einfluss intensiviert sich ab der Bronzezeit (vor ca Jarhren) -Konstruktionsholz und Brennholz, Viehfutter (Scweinemast), Gerberei -Das Vorkommen der Eiche wird aktiv vom Menschen gefördert (Entstehung sekundärer Eichenwälder)

5 1. Die Geschichte der Eiche am Oberrhein c. Änderungen in den letzten zwei Jahrhunderten -Veränderung der Waldbewirtschaftung ( Hochwaldwirtschaft) -Einbringung anderer Baumarten (Esche, Bergahorn) -Drastische Ökosystemveränderungen (z.b. durch Deichbauten, Rheinbegradigung, Wasserentnahme) -Verjüngung der Eichenwälder äußerst problematisch

6 2. Fragestellung - Untersuchungsansätze a. Thematik, Ziele 1. Erhalt der genetischen Ressourcen: Genetische Diversität und Differenzierung, räumliche Verteilung der genetischen Variation. 2. Waldbau: Genetische Variation (1) in Beständen mit verschiedener waldbaulicher Geschichte und (2) in sich verjüngenden Eichenbeständen. 3. Anpassungsfähigkeit / Klimawandel: Genetische Variation zwischen Eichenbeständen, die sich ökologisch stark unterscheiden. Relevanz für die Zukunft angesichts einer Verschiebung der Klimazonen.

7 2. Fragestellung - Untersuchungsansätze b. Versuchsbestände 1. Referenzbestände: Repräsentative Eichenbestände aus dem gesamten Oberrheingraben. Systematische Probennahme, Geländemessungen und Bonitierung. 2. Dauerbeobachtungsflächen: Versuchsanlagen für die Dauerbeobachtung der Verjüngung unter verschiedenen waldbaulichen Eingriffen im Altholz.

8 2. Fragestellung - Untersuchungsansätze c. Die genetischen Marker 1. Kern-Mikrosatelliten: Adaptiv neutral Genetische Variation innerhalb und zwischen Populationen, genetische Strukturen (11 Loci). 2. Chloroplasten-DNA RFLPs: Mütterlich vererbt Nacheiszeitliche Rückwanderungswege, Samenausbreitung (5 Primer-Enzym-Kombinationen). 3. EST-Mikrosatelliten: Aus kodierenden DNA- Bereichen Genetische Differenzierung entlang eines standörtlichen Gradienten (12 Loci).

9 3. Projektergebnisse a. Genetische Variation zwischen den Arten basierend auf 11 Kern-DNA-Mikrosatelliten-Genorten Quercus robur Quercus petraea Κ Gruppe Anzahl Individuen Q. robur q>0,9 420 (78,4%) Q. petraea q>0,9 104 (19,4%) Q. robur q<0,9 8 (1,5%) Q. petraea q<0,9 4 (0,7%) K

10 b. Genetische Variation innerhalb der Arten 3. Projektergebnisse

11 3. Projektergebnisse c. Genetische Variation in sich verjüngenden Eichenbeständen Dauerbeobachtungsflächen Mooswald Lichtvariante Mittel (Beispiel) Kollektiv Anzahl Individuen Altbäume hell 5 Verjüngung hell 57 Altbäume mittel 34 Verjüngung mittel 49 Altbäume dunkel 30 Verjüngung dunkel 18

12 3. Projektergebnisse c. Genetische Variation in sich verjüngenden Eichenbeständen GENETISCHE DIVERSITÄT AMOVA (Analyse der Molekularen Varianz) Kollektiv He R 5 Altbäume hell 0,780 5,743 Verjüngung hell 0,802 5,796 Altbäume mittel 0,703 5,273 Verjüngung mittel 0,750 5,472 Altbäume dunkel 0,741 5,347 Verjüngung dunkel 0,794 5,954 F ST = 0,019 ***

13 ELTERNSCHAFTSANALYSE 3. Projektergebnisse c. Genetische Variation in sich verjüngenden Eichenbeständen Hell Mittel Dunkel

14 4. Zusammenfassung und Ausblick 1. Erhalt der genetischen Ressourcen: Daten aus allen 66 Referenzbeständen Detaillierte Inventur der genetischen Ressourcen der Eiche im Oberrheingraben: Diversitäts- Hotspots, genetische Barrieren, genetische differenzierte Bestände. 2. Waldbau: Nachweis über die Geschichte der Bestände (Rückwanderung, weiter Samentransport), Einfluss der waldbaulichen Behandlung auf die genetische Diversität (historisch / aktuell), Ausweisung von Saatguterntebeständen. 3. Anpassungsfähigkeit / Klimawandel: Anpassungsrelevante genetische Variation, Ermittlung der künftigen Bedingungen

15 Danksagung Für die finanzielle Unterstützung: - EU, Interreg-Büro - FVA (Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt) - ONF (Office National des Forêts) - DRAAF (Direction régionale de l'alimentation, de l'agriculture et de la Forêt) Für Ihre Aufmerksamkeit