Waldökologie und Forstbotanik

Russland, Brasilien, Kanada, USA

- boreale Klimazone

- temperierts Klimazone

- tropische Klimazone

Das Zusammenspiel von Temperatur und Niderschlag. Es spielt die Menge und saisonale Verteilung der Niederschläge eine Rolle.

ein Grosslebensraum der Erde, wo die Bedingungen ähnlich sind: Klima, Boden, Lebensweise von Pflanzen und Tieren. Eine Ökozone kann auf mehreren Kontinenten vorkommen, da sie abhängig ist von der geographischen Breite.

- Eisregion -> das ganze Jahr sehr kalt und trocken, alle Monate unter 0° C

- Tundra -> sehr kalte und trockene Winter, dehr kurze und kühle Sommer, alle Monate unter 10° C, weniger als 100 Tage Vegetationsperiode

- Taiga -> sehr kalte und trockene Winter, kühle und feuchte Sommer, wärmster Monat über 10° C, 100-170 Tage Vegetationsperiode

- Feuchtklima, gemässigte Zone -> warme bis heisse Sommer, kalte Winter mit Schnee (kontinentales Klima), kühle Sommer und milde Winter, fast ohne Schnee (ozeanisches Klima) kältester Monat unter 2° C

- Steppe der gemässigten Zone -> wie Feuchtklima aber viel weniger Niederschlag übers Jahr, kältester Monat über 2° C und wärmster Monat unter 20° C

- Wüste der gemässigten Zone -> das ganze Jahr trocken, heisse Sommer, kalte Winter

- Mittelmeerklima, Westseitenklima -> heisse und trockene Sommer, milde und feuchte Winter, mehr als 5 Monate feucht

- Ostseitenklima der Subtropen -> heisse Sommer, milde Winter. Im Sommer oder das ganze Jahr feucht, mehr als 5 Monate feucht

- Subtropische Steppe -> wie Mittelmeerklima, aber trockener, weniger als 5 Monate feucht

- Subtropische Wüste -> das ganze Jahr sehr heiss und trocken, weniger als 5 Monate feucht

- Tropische Wüste -> das ganze Jahr sehr heiss und trocken, 0 bis 2 Monate Regenzeit

- Dornsavannne -> das ganze Jahr heiss, 2 bis 4.5 Monate Regenzeit

- Trockensavanne -> das ganze Jahr heiss, 4.5 bis 7 Monate Regenzeit

- Feuchtsavanne -> das ganze Jahr heiss, 7 bis 9.5 Monate Regenzeit

- Tropischer Regenwald -> das ganze Jahr heiss und feucht, 9.5 bis 12 Monate Regenzeit

- zur Waldentwicklung braucht es mind. 1-2 Monate Vegetationsperiodemit einer Monatstemperatur von über 5-7°C

- je höher die Temperaturen, desto grösser ist der Wasserbedarf

-> bei kühlen Sommertemperaturen genügen 200-300mm Niederschlag

-> im gemässigten Klima ist die Niederschalgsgrenze etwa bei 500 bis 550mm Jahresniederschlag für das Baumwachstum

-> in den Subtropen können 1000mm Niederschlag bereits zu einem trockenen Vegetationstypus führen, speziell bei saisonaler Verteilung

-> Trockenzeiten werden von den Bäumen überstanden in dem Sie die Blätter abwerfen oder über einen speziellen Verdunstungsschutz verfügen

-> tiefer Winterfrost ist kein Problem für Bäume, ausser es gibt extreme Temperaturstürze und Probleme mit der Wasserversorgung (Frosttrocknis)

-folgen auf das Wachstum von Pflanzen, mehr CO2 fördert das Wachstum, wenn genügend Ressourcen vorhanden.

- zunahme der lebenden und toten Pflanzenmasse (oben) könnte die C02 Senke vergrössern

-Temperaturanstieg fördert die bioechemischen Prozesse, pflanzliche Produktivität wird erhöht.

- Atemverluste in vor allem bereits wärmeneren und trockeneren Gebieten, daher Wachstum nimmt ab und die Vitalität auch

- Klimaerwärmung beschleunigt die natürlichen Zersetzungsvorgänge, tote organische Substanz nimmt ab, Problem für boreale und tropische Zonen

- möglich das Kohlenstoffsenken sich in Kohlenstoffquellen verwandeln, Wälder stossen mehr CO2 aus als sie in der Biomasse langfristig anlagern

Sonneneinstrahlung: 75 % im Sommerhalbjahr (Mitternachtssonne) -> Tageslänge von 16 bis 24 Stunden, im Winter 0-8 Std.

Klima: Sommer: mässig warm, 4-6 Monate unter 5° C, 2-3 Monate unter 18° C, Winter: lang und kalt, im innern der Kontinente bis minus 60° C, 5-7 Monate Schneebedeckung

Jahresniederschlag: 250 bis 500mm, Regenanteil grösser als Schneeanteil, vor allem Regen im Sommer

Vegetationsperiode: max. 5 Monate über 5° C, Langtags- bis Dauertagsbedingungen

Vegetation: Artenarme Nadelwälder oder Torfmoore, gehören alle zur Holarktis, Nadelwälder aus Fichten, Kiefern, Föhren, Tannen, Lärchen, niedrige Schicht aus Birken, Pappeln, Weiden, Vogelbeere, Erlen, darunter Flechten und Heidengewächse.

Mineralstoffbedarf: halb so gross wie sommergrüne Laubbäume

Tierwelt: grosse Tiere (K-Strategen), Elch, Hirsch, Bär, Wolf, Biber, Schneehase, Fuchs aber in geringer Dichte, auffällige Populationsschwankungen bei vielen Säuger und Vogelarten. Überwinterungsstrategien: Winterschlaf, Abwanderung (Zugvögel), Leben in Lufträumen oder unter Schneedecke.

Landnutzung: geringe Bevölkerungsdichte, vor allem Bergbau, Erdgas, Holznutzung, Torf, Ackerbau, Viehzucht, nomadische und halbnomadische Rentierhaltung (Eurasien), Karibubewirtschaftung (Nordamerika), Regional auch Tourismus von Bedeutung.

Abfälle und deren Abbau: sehr arme Makro- und Mesobodenfauna, Zerstzung des Streus durch Mikroorganismen (Pilze), dauert rund 50 Jahre, mächtige Rohhumusauflagen durch ungüstige Bedingungen, Staunässe in Mooren. Zersetzung gehemmt durch Permafrost weil:  Boden taut nur für 3 bis 6 Monate auftaut, Auftauschicht ist wasserübersättigt, besteht aus schwer zersetzbaren Material (Nadeln und Hartlaub), Bodenreaktion ist stark sauer. Daher Waldbrände besonders wichtig: verbessern Wärmehaushalt und erhöhen pH-Wert.

Pedosphäre: Permafrost, Wurzelraum stark eingeschränkt, Staunässe, meist Podsole, Histosole, regional Cambisole und Leptosole, von Süden nach Norden zunehmender Stickstoffmangel

Litosphäre: Landoberfläche meist flach, zahlreiche Seen und Moore, flache Flussbette in weiten Talauen, häufig grosse Frühjahrshochwasser, oft Permafrost

Sonneneinstrahlung: Tageslängen zur Zeit im Sommer bis 16 Stunden, im Winter unter 8 Stunden

Klima: sehr unbeständiger Witterungsablauf, augeprägter thermischer Jahreszeitenwechsel mit längeren Übergangszeiten (Frühling/Herbst), winterliche Abkühlung und sommerliche Erwärmung geringer als in nördlicheren oder südlicheren Ökozonen.

Jahresniederschlag: zwischen 500-1400mm, im Winterteilweise als Schnee

Vegetationsperiode: 6 bis 12 Monate über 5°C, im Sommer Langtagsbedingungen

Vegetation: mässig artenreiche sommergrüne Laub- und Mischwälder, im Herbst Laubverfärbung vor Blattfall, Sprosse der krautigen Pflanzen sterben ab. Nach Winterruhe wiedererwachen des Lebens am Boden (Frühjahrsblüher), dann Blattaustrieb und Holzpflanzen. 

Mineralstoffaufnahme: geht in die Blattproduktion

Tierwelt: Überwinterungsgebiet von Vogelarten von arktischen und subarktischen Zonen, Winterruhe oder Winterschlaf bei vielen Säugern, Kältestarre bei oberirdisch lebenden wechselwarmen Tieren (Schnecken, Amphibien) oder überdauern als Larve, Puppe.

Landnutzung: stark wirtschaftlich, hohe Flächenanteile in agrar- und forstwirtschaftl. Nutzung, viel Getreidebau (Weizen, Mais, Roggen, Gerste, Hafer), Hackfruchtbau (Kartoffeln, Zuckerüben) und Futterbau (Grünmasse, Futterrüben), auch viel Raps und Obst.

Abfälle und deren Abbau: Jährliche Abfälle bilden mineralreiches, leicht zersetzbares Streu. Zersetzungsdauer ca. 4 Jahre. Streuschicht nur wenige Zentimeter mächtig. Mineralstickstoffkreislauf ist kurz und durch hohe Umsätze gekennzeichnet.. reiche Bodenflora und -fauna, ganzjährig aktiv, kaum Frost oder Trockenheit, viele Bodenlebewesen (Regenwürmer, Nematoden, Insektenlarven)

Pedosphäre: junge Böden, nacheiszeitlich, günstige Austauschkapazitäten und Bodensättigungsgrade.

Litosphäre: gemässigte morphologische Aktivität: Hangabtragung und Verwitterung gering, Bodenwasserhaushalt wird im Winter aufgefüllt und im Sommer aufgebraucht, sinkt aber selten unter den Welkepunkt

Sonneneinstrahlung: hohe Anteile an diffuser Himmelsstrahlung

Klima: Gleichförmiger Jahresablauf, mittlere Tagestemperaturen zwischen 23 bis 28° C, Tagbogen zwischen 10 und 14 Stunden, gleichbleibende stark positive Strahlungsbilanz

Niederschlag: fallen über das ganze Jahr verteilt, höchstens 2 bis 3 Monate ohne Regen, meist sehr hoch über 2000mm, intensive Gewitterschauer sehr häufig, hoher Wassergehalt in der Luft (tropische Schwüle)

Vegetation: ausserordentliche artenreiche, immergrüne Laubwälder in mehrere Baumstochwerke gegliedert, die sich je nach Luftfeuchtigkeit, Temperatur, und CO2 Gehalt deutlich unterscheiden. Wurzelsysteme sind nicht immer flachgründig (Brettwurzeln, Kauliflorie, Epiphyten, Lianen), Walderneuerungen über Lichtungen führen zu kleinräumigem Mosaik aus verschieden alten Beständen, viel Biomasse.

Tierwelt: Artenreich und wenig Auffällig, jeweils nur in geringer Individuenzahl. Die meisten Arten leben in den höheren Stockwerten des Waldes. Fauna sind wichtige Bestäuber und Samenverbreiter von Pflanzen (Insekten, Vögel, Flughunde).

Landnutzung: geringer Nährstoffgehält der Böden, Phospatfixierung und Aluminumtoxivität machen Probleme bei der Agrarnutzung. Anbausysteme sind Brandhackbau und Bewässerungsreisbau. Heute mehr kommerziell mit Dauerkulturen (Oelpalmen, Kautschuk, Kakao, Soja). Potentielle Produktivität höher als aktuelle.

Abfälle und deren Abbau: hoher Streuanfall mit hohen Blattanteil (ungefähr 80% der Blattmasse des Waldes). Zersetzung erfolgt innerhalb eines Jahres, daher kaum Streuauflage und nur mässiger Humusgehalt. Zersetzung durch Regenwürmer und Pilze (Mykorrhiza), holzige Bestanteile durch Termiten. Mykorrhiza ermöglicht rasche Aufnahme der Nährstoffe die freigesetzt wurden durch die Zersetzung.

Pedosphäre: hoher Tongehalt im Boden, vowiegend aus Kaolinit, Eisen- und Aluminiumoxiden, Sand und Schluff im wesentlichen aus Quarz. 

Litosphäre: Chemische Verwitterungsprozesse von höchster Intensität, mächtige Verwitterungsdecken, sehr dichtes Flussnetz, viele Schwebestoffe in Flüssen daher Weisswasser. In alten Landoberflächen mit viel Wald sind Flüsse schwebstoffarm (Schwarzwasser).

- Veränderte Biome durch den Menschen, den Druck den wir ausüben auf die Biome (steigende Population, Landnutzung)

- grösster Druck in den Tropen, da höchste Bevölkerungsdichte mit 4-5 Mrd. Einwohnern

- wir beeinflussen Klima, Biodiversität und die Ökologischen Prozesse (Bodendegradierung, Wasserqualität...)

- klassische Biome gibt es eigentlich nicht mehr

- Arten:meist betroffen Bergföhre und Waldföhre

- Symptome: schüttere Benadelung,starke Nadelverfärbung, Bänder auf den Nadeln (1-2 mm gross, orange-rot), ein bis mehrjährige Nadeln werden befallen, man sieht Pilzfruchtkörper

Krankheitsbalauf: von unten nach oben, zuerst bodennahe Äste und wandert dann bis zur Baumspitze, sichtbar ab ca. Juni

Verbreitung: durch warmem und feuchtem Wetter durch Gischt, Regenspritzer und Regentropfen, zwischen 21 und 30° besonders gefährlich

Was tun: da sehr gefährlich, befallene Föhren schnell eliminieren um Verbreitung zu verhindern

Arten: meist gefährdet sind Bergföhre, Waldföhre, Legföhre, Schwarzföhre

Symptome: schüttere Benadelung, starke Nadelverfärbung, Flecken zuerst gelb später braun welche umgeben sind von einem gelben Rand, ein bis mehrjährige Nadeln betroffen

Krankheitsverlauf: zuerst die unteren Äste, später bis zur  Baumspitze, von unten nach oben

Verbreitung: warmes und feuchtes Wetter durch Gischt, Regenspritzer und Regentropfen, Regenperioden zwischen 21 und 30° C 

Was tun: befallene Föhren eliminieren um Verbreitung zu verhindern

- wird durch Bakterien verursacht, die in die Blüte eindringen aber auch in sonstige Pflazenteile.

- meist betroffen sind Kernobst (Apfel, Birne, Quitte), Ziergehölze (Mispel, Feuerdorn, Scheinquitte, Cotoneastern) und Wildgehölze ( Weissdorn, Vogelbeere, Elsbeere, Felsenbirne)

- bei Befall welken Blätter und Blüten und verfärben sich dunkelbraun bis schwarz und sterben ab. Spitzen können sich später U-förmig abkrümmen. Infektion auch möglich durch eine Wunde die die Pflanze erlitten hat (Hagel, Wachstumsriss, mechanisch)

Was tun!

-bei Neupflanzungen auf feuerbrand-Wirtspflanzen verzichten

- Augen offen halten, kontrollieren!

- bei Befall sofort melden bei Feuerbrandmeldestelle, Meldepflicht!!

- Pflanze nicht berühren, Verschleppungsgefahr!

- Befallene Pflanzen entfernen durch Fachperson oder deren Anleitung, danach alles desinfizieren (Kleider, Geräte)

- Pilzgattung, die sich vorwiegend von totem Holz ernähren und somit wesentlich am Totholzabbau beitragen. Achtung einzelne Arten sind gefürchtete Parasiten, befallen lebende Bäume und töten diese ab oder verursachen Wurzel- und Stammfäule

-Hallimasch verursacht also 2 Schädigungen: 1. Rindenparasit und Kambiumkiller durch Ausbreitung der weissen Myzelmatten, diese scheiden Stoffwechselprodukte aus, welche das Kambium und den Splint abtöten. Sobald der ganze Stammumfang befallen ist stirbt der Baum ab. 2. Kernfäuleerreger, beschränkt sich meist auf den Wurzelraum, gelangt ins Kernholz und breitet sich in Richtung Stamm aus, es entwickelt sich Kernfäule, bildet sich bei relativ vitalen Bäumen. Können damit mehrere Jahre überleben ohne Symptome.

- Andere Bäume werden durch Wurzelkontake infisziert

- Befallsursache: Artspezifische Anfälligkeit (Nadelhölzer mehr betroffen als Laubhölzer), Schwächung der Wirte (Trockenheit, Staunässe, Frost, Insekten), Alter macht anfällig (Nadelhölzer wenn jung und sehr alt) (Laubhölzer nur wenn sehr alt)

Eindeutige Hallimasch-Merkmale: Weisse Myzelmatten am Stammfuss und unter der Rinde, schwarze schnurförmige Rizomorphen auf der Wurzeloberfläche, Hallimasch-Fruchtkörper am Stamm zwischen Juli und November.

Forstliche Bedeutung: 

- aus ökologischer Sicht ein Nützling, wichtige Rolle im Verjüngunsfaktor, Abbau Totholz

- Aus wirtschaftlicher Sicht ein Schädling, Jungwuchs Nadelbestände

Vorbeugende Massnahmen: mit Naturverjüngung arbeiten auf Flächen mit Hallimasch, Verfahren mit wenig Setzfehlern wählen, sorgfältige Pflanzung, standortgerechte Baumarten, Mischungsverhältnis beachten, weitere Pflanzabstände, Förerung der Vitalität der Bäume (Jungwald und Bestandespflege), Vermeidung von Bodenverdichtung, Vermeidung von mechanischen Verletzungen an Pflanzen, Erhaltung der Artenvielfalt

- bei grossen Ernten von Nadelholz z.B. wegen Sturm, Hölzer nass lagern, d.h. Holz beregnen, hilft gegen Pilzbefall und Insekten, nicht aber beim Hallimasch, Stämme entrinden hilft, keine infiszierten Stämme einlagern

- Wirtspflanze ist die rostblättirge Alpenrose und die bewimperte Alpenrose -> für den Fichtennadelblasenrost

- in Höhenlage meist flächig verbreitet, betroffen sind meist junge Bäume und die jüngsten Nadeln

- gelbgrüne, später orange-gelbe Querbänder (ab Juli) an den Nadeln, 

- Freistzung grosser gelbe Sporen bei starkem Befall

- Nadelfall im Herbst

- Erkrankung durch Pilz, Ursprung Ostasien.

- verbreitet sich über die Blätter und den Stammfuss, Blätter verfärben sich braun und fallen ab, verursacht Rindennekrose, da de Pilz durch den Blattstiel in den Zweig eindringen kann. Gestörter Saftstrom, Blätter welken bei Austrieb durch Nekrose, verdorrte Zweige mit orange-brauner Verfärbung, Kronenlichtung durch vorzeitigen Blattfall, braune Verfärbung des Holzes in der Nähe der Nekrose, Angsttriebe entstehen.

Folgen: verminderte Blattmasse, Kronenverformung, Qualitätsminderung des Stammholzes, Verminderung der Restistenz (Hallimasch, Eschenbastkäfer), Holzentwertung aufgrund von Holzverfärbungen, Absterben des Baumes

- Bekämpfung nicht möglich, zu viele Sporen durch Windverbreitung, bleibt im Laubstreu für mehrere Jahre, ist in ganz Europa

- meist betroffen die Schwarzföhre und die Waldföhre

- grösste Infektionsgefahr  von April bis Juni, Temperaturen von über 20° C und ein bis zwei Tage Regen mit hoher Luftfeuchtigkeit.

-Konidien (Pilzsporen) dringen in die Spaltöffnungen der jungen, zarten Nadeln ein.

- werden durch Wind und Wassertröpfchen verbreitet

- befahlene Nadeln verfärben sich fahl-braun und sterben ab, überdauern den Winter in den abgefallenen Nadeln. Auch Zapfenbefall möglich, starker Harzfluss an Trieben

- Pilz tritt vor allem in den Gängen des Ulmensplintkäfers auf, klebrige Sporen werden vom Ulmensplintkäfer übertragen.

- ab 20°C übertragen die Ulmensplintkäfer die Sporen, die Sporen werden auch gefressen und mit dem Kot im keimfähigen Zustand ausgeschieden

- geschwächte Ulmen werden befallen oder bereits absterbende, brüten in dicken Ästen rund um den Stamm und übertragen den Pilz und bohren sich tiefer in den Baum

-Pilz verhindernt den Wassertransport durch Tyllenbildung und verstopft Gefässe. Kann durch Wurzelverwachsungen zu gesunden Bäumengelangen und auch diese Befallen

Was tun: Ulmen nicht am Rand pflanzen sondern geschütz im Innern der Bestände, infiszierte Ulmen fällen und abführen, infisziertes Holz nicht im Wald lagern (verbrennen oder hächseln), bei Einzelbäumen -> infisziertes abschneiden und danach Werkzeug desinfiszieren, Ulmennachwuchs fördern

Symptome: welken und einrollen der grünen Blätter, Blattverfärbung von hellgrün bis gelb und dann braun, Zweigfrass-Wunden in de Astgabeln junger Triebe

-kommt aus Ostasien, 2 Arten verschleppt weltweit

- Befällt gesunde Bäume, deutliche Schäden auch im Ursprungsgebiet

- Entwicklung der Larve im Holz dauert 2 bis 3 Jahre

- Erwachsener Käfer lebt nur wenige Wochen

-Witsbäume: Ahorn-Arten, gefolgt von Pappel, Weide, Rosskastanie, Birke, Ulme und übrige Laubhölzer

- eingeschleppt durch Palleten von chinesischem Granit

- in der Schweiz Befall an 3 Orten

chemoautrophe Organismen: bauen körpereigene organische Substanz aus CO2 auf, energie wird von der Oxidation anorganischer Substrate gewonnen.

heterotrophe Organismen: ernähren sich nicht selbständig, Kohlenstoff organisch!

photoautotrophe Organismen: Pflanzen die sich von anorganischen Stoffen mit Hilfe von Lichtenergie ernähren (Photosnthese) somit sind diese Pflanzen die Primärproduzenten im Ökosystem

Prokarioten: sind Organismen ohne Zellkern, Erbsubstanz ist frei in der Zelle

unterteilt in: 

Archebakterien: Zellwand ohne Murein (Eiweiss), Methan produzierende Bakterien

Eubakterien einschliesslich Blaualgen: Zellwand enthält Murein (Eiweiss), sind kugelförmig, stäbchenförmig, schraubenförmig, sind Stickstofffixierer und Krankheitserreger

- krankheitserregende Partikel ohne eigenen Stoffwechsel

- vemehren sich mittles Infrastruktur der Pflanze

- 10 bis 300nm, Elektronenmikroskop

- werden passiv übertragen, durch Läuse, Nematoden oder den Menschen

- forstl. Bedeutung gering

- einzellige oder thallusbildende phototrophe Organismen, aquatische Lebensweise

- Hauptsauerstoffliefernaten (Blaualgen, eukaryotische Algen)

- Einteilung anhand Photosynthesepigmente (Rotalgen, Grünalgen)

Bedeutung: Nahrungsmittel, im Labor Agar (Nährmedium), Dynamit, Überzüge auf Nadeln und Blätter, Baumrinde harmlos

-Abbau organisches Material

- Zuwachshilfe für Pflanzen

- Nahrungsmittel (Pilz selber, Wein, Bier)

- Heilmittel (Antibiotikas)

- geflecht aus einzelnen Hyphen (Pilzfäden)

-braucht es für die Erschliessung von Wasser und Nährstoffen

- Eroberung neuer Nichen/Habitate

- Myzelstränge sind mehrere Hyphen zusammen, die äusseren Hyphen schützen die inneren vor dem austrocknen

- dient zur Verbreitung des Pilzes und machmal der Überdauerung des Pilzes

- sexuell und asexuell gebildet

- keimt auf geeignetem Substrat

- wird vom Fruchtkörper gebildet

Saprophyten: Ernähren sich vom toten organischen Material und bauen dieses ab.

Parasiten: greifen lebende Organismen an

Symbionten: beidseitig positive Partnerschaft, Bsp: Mykorrhiza und Pflanze, Alge und Pilz

Braunfäule: Abbau von Zellulose und Hemizellulose, Lignin bleibt erhalten (braun), Würfelbruch, oft an Nadelholz

Weisslochfäule: Lignin und Hemizellulose zuerst dann Zelluloseabbau, Laub- und Nadelholz

Weissfäule: Lignin und Hemizellulose werden zu gelichen Teilen abgebaut, vor allem Laubholz

- Symbiose Alge und Pilz (Alge hat die Assimilate und der Pilz schütz vor Trockenheit)

- vermehren sich mittels Bruchstücken

- habe auch bei Temperaturen unter 0° C eine positive Photosynthesebilanz

- Bioindikator für Luftschadstoffe (Schwefeldioxid)

- Pilz = Kosmopolit meist sekundär

- opportunistischer Pathogen nach Stress

- erstmals in der CH im 2016 aufgetreten

- durch Stress Hitze und Trockenheit im 15/16