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Bayerische Buchenwälder im Klimawandel – wie verändern sich die

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Bayerische Buchenwälder im Klimawandel –
wie verändern sich die Lebensgemeinschaften?
KLIP12
Stefan Müller-Kroehling, Abt. 6 Biodiversität, Naturschutz, Jagd der LWF
Mitgewirkt haben:
Matthias Jantsch, Dr. Hagen Fischer, Prof. Dr. A. Fischer, Markus Blaschke
Bayerische Landesanstalt
für Wald und Forstwirtschaft
1
Laufkäfer in bayerischen
Buchenwäldern im Klimawandel
Einführung/Methodik
Ergebnisse
Diskussion/Ausblick
Introduction
2
Klimawandel
Unsicher:
Wie schnell, und wie genau?
Wie wirkt es sich auf die heimischen
Ökosysteme aus?
(die wir als Lebensgrundlage brauchen,
und auch erhalten müssen (FFH))
?
3
4
5
6
7
8
Temperatur
9
1000
1500
2000
Niederschlag
5
Buchengebüsch an der Waldgrenze in den bayerischen Alpen
6
Laufkäfer (Carabidae) als Modellgruppe
Vorzüge:
•Artenreich (ca. 500 heimische Arten) auf Familien-Niveau
•In allen terrestrischen Lebensräumen vorkommend
•Einfach standardisiert erfassbar (die bodenlebenden
Arten)
•Taxonomisch und chorologisch sehr gut erforscht (in
Mittel- und Nordeuropa)
•Gute Fachgrundlagen auch planerisch (moderne Rote
Liste, Liste der Verantwortungsarten)
• Starker Bezug zum Standort (Klima, Boden) und zur
Vegetationsstruktur
• Aussbreitungschwache Traditionszeiger,
ausbreitungsstarke, flugfähige, rasch reagierende Arten
7
Auswertungsmethodik
5
6
7
8
9
0.8
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0
4
4
0.6
Probability of occurence
1.0
0.8
0.4
0.6
Probability of occurence
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Probability of occurence
1.0
1) Test auf Temperatur-Signifikanz von
-129 Gefäßpflanzen (>7)
-26 Moosarten (>7)
-50 Laufkäferarten
-37 Schneckenarten (>5)
(2-seitiger ungepaarter T-Test) und bei Signifikanz GL-Modelle
erstellt (GLM = Generalized Linear Modelling)
Kartenerstellung aus a-priori-Wahrscheinlichkeiten (PräsenzAbsenz); Klimadaten: „WETTREG B1“ (+ 1.8 K bis 2100).
2) Vergleich mit den entsprechenden Werten aus 413 Datensätzen
aller Wald- und Forsttypen
3) Vergleich der modellierten Ist- und zukünftigen Verbreitung mit
reellen Verbreitungskarten Bayerns auf Plausibiliät
5
6
7
8
10
9
10
4
5
6
7
8
9
10
Temperature
Temperature
Temperature [°C]
8
Wie gut passen die Modelle? Und was sagen sie für die
Zukunft?
sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft
betreffen“
(Mark Twain? Karl Valentin?)
Laufkäfer in bayerischen
Buchenwäldern im Klimawandel
Einführung/Methodik
Ergebnisse
Diskussion/Ausblick
Introduction
10
Zusammenhang der Artvorkommen mit Klimawerten, und Substrat
•
•
Klimafaktoren
dominieren
keine Trennung
von basischer
und saurer Reihe
11
Weitere Faktoren
Nur wenige der Flächen hatten höhere Totholz-Vorräte
An hohe Totholzvorräte gebundene oder putativ mit diesen
korrelierte Arten traten nur in Einzelfunden auf
Vertiefende Auswertungen im Kontext von KLIP12 daher zu
dieser Fragestellung nicht möglich
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Pterostichus burmeisteri
4
5
6
7
8
9
10
Temperature
13
rognosekarte
Ist-Modell bildet die reelle Verbreitung gut ab
14
Deutliche Reduktion der besiedelten Fläche
Abax parallelus
16
Ist-Modell bildet die reelle Verbreitung nur mäßig, die
Schwerpunkte aber gut ab
Verschiebung der Verbreitung in höhere Lagen?
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Probability of occurence
1.0
Notiophilus rufipes
4
5
6
7
8
9
10
Temperature [°C]
19
Ist-Modell bildet die reelle Verbreitung (aktuelle
Ausbreitung) gut ab; südlich der Donau ist die Art
noch nicht „nachgekommen“
Ausdehnung bis in mittlere (wenn auch nicht
hohe/höchste Lagen) prognostiziert und plausibel
(vgl. Italien)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
Probability of occurence
1.0
Calathus micropterus
4
5
6
7
8
9
10
Temperature
22
Ist-Modell passt in Teilbereichen schlecht
(Sandgebiete!)
Starker Rückgang prognostiziert.
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Probability of occurence
1.0
Calathus micropterus, alle Waldtypen
3
4
5
6
7
8
9
Temperature [°C]
25
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Probability of occurence
1.0
Beispiel für allmähliche
Veränderungen/Zusammenhänge
4
5
6
7
8
Temperature
9
10
26
Laufkäfer in bayerischen
Buchenwäldern im Klimawandel
Einführung/Methodik
Ergebnisse
Diskussion/Ausblick
Introduction
27
Reaktionstypen:
0.8
0.6
Probability of occurence
0.8
0.6
0.2
0.4
„Gewinner“
(6)
0.0
0.2
0.4
„Verlierer“
(6)
0.0
Probability of occurence
1.0
1.0
Laufkäfer
4
5
6
7
8
Temperature
9
10
4
5
6
7
8
Temperature
9
10
Nullsummenrechnung aus Gewinnern und Verlieren?
Verantwortungsarten unter
den hier betrachten
Buchenbewohnern:
3 kältadaptierte „Verlierer“,
mit Arealeinbußen
1 wärmepräferenter
„Gewinner“, dieser aber
mit Arealverschiebung
(Zugewinne und Verluste)
29
Diskussion
-
Prognosen: Gültigkeit begrenzt
- Datenbasis (Sach-, Raumbezug)
- Regionale Stenökie
- Zusammenhänge in realitas nicht unifaktoriell
- „Extreme Events“?
-
Anpassung der Areale (Rückgang wie Ausbreitung)
erfolgt mit „time lag“ (Beharrungsvermögen)
Schlußfolgerungen für die Praxis
-
Buchenwälder: relativ einheitlicher Lebensraum
(Buche „homogenisiert“)
-
Andere Faktoren hier ausgeklammert (Totholz)
-
Gewinner, Verlierer, keine „Nullsummenrechnung“
-
„Assisted migration“? Nur als Ultima ratio!
-
Netzwerk möglichst naturnaher Vorkommen als
bestes „Rezept“ zum Erhalt aller Arten (Natura 2000)
KLIP 12: Vegetationskundliche und faunistische Untersuchungen zu
klimabedingten Änderungen in Buchenwaldlebensgemeinschaften
Bayerns
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
Stefan Müller-Kroehling, unter Mitwirkung von Markus Blaschke
Matthias Jantsch, Dr. Hagen Fischer, Prof. Dr. Anton Fischer sowie
Anna Kanold, Johannes Burmeister und Werkvertragnehmern
KLIP 12: Vegetationskundliche und faunistische Untersuchungen zu
klimabedingten Änderungen in Buchenwaldlebensgemeinschaften Bayerns
Temperaturgradienten-Studie
70 auf basischem Substrat (4,2-9,1°C)
(Hordelymo-, Aposerido- and
Carici-Fagetum)
70 auf saurem Substrat (Luzulo-Fagetum
(4,1-9,8°C)
Zeitvergleich-Studie
227 Wiederholungen von historischen
Vegetationsaufnahmen (1949-1985)
in fünf Gebieten
in einem Gebiet (34)
in zwei Gebieten (49)
in zwei Gebieten
Farben: Temperaturindikation
(61)
367 Vegetationsaufnahmen
in drei Gebieten (83)
Beispiel:
ich FORKAST – KLIP12
+++++ ++
0.8
0.4
0.2
0.0
11
++++
+ ++
12
4
13
5
6
7
8
9
10
Temperature
Temperatur in der Vegetationsperiode
1.0
KLIP12, ohne NW-BY
0.8
+ ++
0.6
10
+++ +
0.4
9
++++ ++ +++
0.2
+
0.0
+
Probability of occurence
probability
0.6
0.4
0.2
0.0
0.8
++++++++ ++
Probability of occurence
+
0.6
1.0
1.0
KLIP12, alle:
4
5
6
7
Temperature [°C]
8
9
Allgemeine Anforderungen an die Flächen:
• Mindestgröße Waldgebiet
• Mindestgröße Buchenwald
• Mindestanteil Buche am Aufnahmebestand
• Mindestvorrat Totholz
• Altbestand
• Südexposition
• Zugehörigkeit zur Basen- oder sauren Reihe
Neben der Temperatur untersuchte Parameter:
• Standortsfaktoren (Gelände, Boden, Auflage)
• Bestandsfaktoren (Buchenanteil, Alter, Beschirmung)
• Totholz
36
20%
Prozentuale Verteilung aller Aufnahmen
auf basischem Substrat in
Temperaturklassen
Prozentuale Verteilung aller
Aufnahmen auf saurem Substrat
in Temperaturklassen
20%
17%
16%
14%
15%
15%
11%
10% 10% 10%
10%
10%
7%
7%
0%
7%
6%
6%
4%
4%
5%
11%
10%
9%
9%
11%
6%
6%
6%
5%
3%
0%
0%
9,9°C 9,4°C 8,9°C 8,4°C 7,9°C 7,4°C 6,9°C 6,4°C 5,9°C 5,4°C 4,9°C 4,4°C
9,5°C 9,0°C 8,5°C 8,0°C 7,5°C 7,0°C 6,5°C 6,0°C 5,5°C 5,0°C 4,5°C 4,0°C
0
3
6
10
12
4
7
7
7
3
6
5
9,9°C 9,4°C 8,9°C 8,4°C 7,9°C 7,4°C 6,9°C 6,4°C 5,9°C 5,4°C 4,9°C 4,4°C
9,5°C 9,0°C 8,5°C 8,0°C 7,5°C 7,0°C 6,5°C 6,0°C 5,5°C 5,0°C 4,5°C 4,0°C
2
4
8
11
8
5
8
4
7
5
4
4
-> Regionaler Gradient
Untersuchungsgebiet & Methoden
Sh. GAC 2011!
960-1410
8 Naturwaldreservate Bayerischer Wald
je 6 Probeflächen
insg. 48 Probeflächen
1090-1230
820-1010
570-620
730-800
Meereshöhe
in müNN
500-630
370-410
325-380
Untersuchungsansätze
Echte Zeitreihe:
„Unechte Zeitreihe“:
Voraussetzung: frühere Aufnahmen - „Space for Time“-Ansatz
-
Eigentlich untersucht man den aktuellen
Einfluss der betrachteten Klimafaktoren
auf die Lebensgemeinschaften
-
Bei Nichtvorliegen früherer Aufnahme
einzige Alternative
-
Nachteil(e): Regionalität
39
Factor
Species
N dependants (and S)
Pterostichus burmeisteri
Abax ovalis
Pterostichus pumilio
Trichotichnus laevicollis
Pterostichus aethiops
Harpalus latus
T, N and S dependants
Molops piceus (agg.)
Abax parallelus
Pterostichus unctulatus
Abax parallelepipedus
Notiophilus rufipes
T dependants
Cychrus attenuatus
Carabus auronitens
Carabus coriaceus
Carabus nemoralis
S dependants
Molops elatus
Notiophilus biguttatus
Rest/no dependancy
Pterostichus oblongopunctatus
Pterostichus niger
T
expl from
N
to
expl
43
27
54
26
13
38
26
44
54
19
51
7,0
7,2
19
30
14
20
4,3
4,0
8,6
9,2
9,6
8,9
5,9
1,5
8,8
61
23
31
from
1164
575
1135
745
1598
706
Substrate
to
2772
1025
1627
1025
1378
718
2033
1840
980
expl
T&N
T&S
N&S
expl
Full
Expl.
58
19
19(21)
18
19
18
30
60
83
35
77
7,7
7,0
24
18
40
Rolle des Substrates
Bei relativ wenigen Arten signifikanter Einfluss der Substratreihe
Mögliche Ursache: Moder-Auflage auf den meisten Flächen sorgt für
Homogenisierung des Lebensraumes
Moder-Auflage hängt zusammen mit gehemmter Umsetzung, die sich u.a.
aus der Schattigkeit des Lebensraumes ergibt
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