Eschentriebsterben warum kleine Bäume eher sterben, und welche Waldeigenschaften ETS begünstigen - WSL
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Eschentriebsterben
warum kleine Bäume eher sterben,
und welche Waldeigenschaften ETS begünstigen
S. Klesse, M. Abegg, G. von Arx, M. Gossner, S. Hopf, C. Hug, A. Rigling, V. Queloz
1
Teil 1: Jahrringanalyse
Teil 2: Schweizer Überblick mit Daten vom LFI4/5 und anderen
Langzeitbeobachtungsflächen
2
Teil 1: Jahrringanalyse
What is causing the differences in tree health?
Tree size? Growth rate? Vessel size? Hydraulic conductivity?
Tree Physiology 00, 1–14
doi:10.1093/treephys/tpaa091
Research paper
Downloaded from https://academic.oup.com/treephys/adva
young
240 medium
old
Amplifying feedback loop between growth and wood anatomical
220
(µm)
Dh85 (µm)
200
characteristics of Fraxinus excelsior explains size-related
Dh85
180
susceptibility to ash dieback 160
• Measurement of ring width and earlywood vessel size (Dh85) 140
Stefan Klesse 1,4 , Georg von Arx 2, Martin M. Gossner 1,3 , Christian Hug2 , Andreas Rigling2 and
0 10 20 30 40 50
Valentin Queloz1 DBH (cm)
DBH (cm)
3
1
Forest Health and Biotic Interactions Department Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow, and Landscape Research WSL, Zürcherstrasse 111, 8903
Birmensdorf, Switzerland;2 Forest Dynamics Department, Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow, and Landscape Research WSL, Zürcherstrasse 111, 8903
Birmensdorf, Switzerland;3 ETH Zurich, Department of Environmental Systems Science, Institute of Terrestrial Ecosystems, Universitätstrasse 8-22, 8092 Zurich,
Switzerland;4 Corresponding author (Stefan.klesse@wsl.ch)
Teil 1: Jahrringanalyse
Was ist der Grund für beobachtete Vitalitätsunterschiede?
Baumgröße? Wachstumsrate? Gefäßgröße? Hydraulische Leitfähigkeit?
gesunder Baum
sterbender/schwacher Baum
• Messung von Jahrringbreiten und Frühholz-Gefäßgrößen (Dh85)
4
Kronenverlichtung • Kronenverlichtungsmonitoring seit 2011 auf 3 Flächen nahe der WSL • 3 Gesundheitsklassen(Gesund:Defoliation
Basalflächenzuwachs (BAI)
Jung (35 Jahre) Mittel (45 Jahre) Alt (65 Jahre)
4000 healthy 4000
weak
dead
• Signifikante
Unterschiede im BAI
3000 3000
zwischen gesunden und
kranken Bäumen zum
Zeitpunkt der ETS
BAI (mm2)
BAI (mm2)
BAI (mm2)
BAI (mm2)
2000 2000 Ankunft (2007)
• Abnahme BAI seit 2008
1000 1000 in allen Flächen und
Gesundheitsklassen
0 0
1980 1990 2000 2010 1970 1990 2010 1960 1980 2000 2020
Year Year Year 6
Gefäßgrößen (Dh85 – Hydraulische Effizienz)
Jung (35 Jahre) Mittel (45 Jahre) Alt (65 Jahre)
250 healthy 250
weak • Baumhöhen-bedingte
dead
Zunahme bis 2008
200 200 • Abhahme von Dh85
seit 2008 in schwachen
und bereits
Dh85 (µm)
Dh85 (µm)
Dh85
Dh85
gestorbenen Bäumen
150 150
young
240 medium
old
Dh85 (µm)
220
Dh85 (µm)
200
180
100 100
160
140
0 10 20 30 40 50
1985 1995 2005 2015 1970 1990 2010 1960 1980 2000 2020
BHD (cm)
DBH (cm)
Year Year Year 7
Theoretische hydraulische Leitfähigkeit (Kh, f(Gefäßgröße, N))
Jung (35 Jahre) Mittel (45 Jahre) Alt (65 Jahre)
healthy
weak
400 dead 400 • Signifikanter
Unterschied von Kh
zwischen bereits
300 300
gestorbenen und noch
lebenden Bäumen bei
Ankunft ETS (2007)
KH
KH
Kh
Kh
200 200
• Starke Abnahme von
Kh seit 2008
100 100
0 0
1985 1995 2005 2015 1970 1990 2010 1960 1980 2000 2020
Year Year Year 8
Klimaeinfluss auf Dh85
• Starker Klimaeinfluss auf interannuelle Variabilität von Dh85 (R2=0.34)
observed Dh
• Tmax: pJune to January (r=0.46)
2
modeled Dh
April to June (r=0.42)
Dh85 anomalies
• Precip: December to March (r=0.30)
1
0
−1
à Turgordruck
−2
~ Wasserpotential + osmotisches Potential
1970 1980 1990 2000
Winterniederschlag beeinflusst Bodenfeuchtigkeit Year
Temperaturen des Vorjahressommers/-herbstes: Bildung von Kohlenhydraten (NSC)
9
Beginn eines Teufelskreislaufs?
• Krone stirbt ab, wenn radialer Zuwachs weitgehend komplett ist
à Weniger Blätter à niedrigere Blattfläche à Reduktion der Photosynthesekapazität
(um Kohlenhydrate zu produzieren und speichern)
à Niedrigeres osmotisches Potential um Frühholzgefäße zu erweitern
à Weniger effizienter Wassertransport beeinträchtigt Photosynthese
à Weniger Wachstum à Weniger NSC Speicherung à Weniger Verteidigung? à …
10
● p = 0.095
Hypothese: Langsam wachsende & kleine
Total NSC concentration (%)
8
Bäume mit kleiner Krone (niedrigem Kh) haben ●
●
einen großen Nachteil dem Pilz zu widerstehen 6
aufgrund fehlender NSCs (Zucker). 4
N = 14
N = 11
2
healthy weak
10ffgc-04-645920 March 16, 2021 Time: 16:33 #1
Teil 2: Wie ist die Situation in der Schweiz?
ORIGINAL RESEARCH
published: 22 March 2021
doi: 10.3389/ffgc.2021.645920
• Wie schlimm ist es (2019)?
Spread and Severity of Ash Dieback
in Switzerland – Tree Characteristics
Was ist die jährliche Mortalitätsrate der Esche und wie and Landscape Features Explain
hat sie sich seit der Ankunft vom ETS verändert? Varying Mortality Probability
Stefan Klesse 1,2* , Meinrad Abegg 2 , Sven E. Hopf 3 , Martin M. Gossner 1,4 ,
Andreas Rigling 4,5 and Valentin Queloz 1
• Ist ETS überall gleich stark? 1
Forest Health and Biotic Interactions, Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow, and Landscape Research WSL,
Birmensdorf, Switzerland, 2 Forest Resources and Management, Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow,
and Landscape Research WSL, Birmensdorf, Switzerland, 3 Institute for Applied Plant Biology, Witterswil, Switzerland,
4
Department of Environmental Systems Science, Institute of Terrestrial Ecosystems, ETH Zürich, Zurich, Switzerland, 5 Forest
Dynamics, Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow, and Landscape Research WSL, Birmensdorf, Switzerland
Auswertung des “jährlichen” Landesforstinventars Since the 1990s the invasive fungus Hymenoscyphus fraxineus has been threatening
(LFI4/LFI5) Edited by:
Richard Hamelin,
European ash (Fraxinus excelsior), a tree species with high ecological and economic
importance. This pathogen is causing severe crown dieback, leading to high mortality
University of British Columbia,
Canada rates across Europe and is present in Switzerland since 2008. In this study, we provide a
comprehensive overview of the temporal evolution of crown damage and mortality rates
Gibt es Landschaftseigenschaften, die Unterschiede im
Reviewed by:
Giorgio Maresi, in Switzerland over the 2009–2019 period. Harnessing the power of the annualized
Fondazione Edmund Mach, Italy
design of the Swiss national forest inventory (NFI), we show that annual mortality rates
ETS erklären können? Kayla I. Perry,
The Ohio State University, (AMRs) of ash increased significantly since the arrival of the fungus, with stronger effects
United States in small trees [Anteil Bäume mit stark geschädigter Krone (LFI4/5)
• 661 unique plots
• 43-109 plots/year
2010 - 2019
2009 - 2018 • 1583 Eschen
• 88-257 Bäume/Jahr
• Starke Zunahme von
Eschen mit stark
geschädigter Krone
• Keine Änderung im
Kronenschaden von
anderen Baumarten
auf den gleichen
Flächen
12Jährliche Mortalitätsrate (JMR; LFI4/5)
• Signifikant erhöhte
JMR seit 2008
Year
2010 - 2019
• Großer2012 Unterschied
2014 2016 2018 2
2009 - 2018
dera) JMR zwischen LWF (53)
100
Trees with >50% crown loss (%)
b)
IAP (40)
kleinen und großenRAM
80 (18)
LW1 (20)
Eschen
60 LW2 (43)
• 40Keine Änderung der
20
JMR in Nicht-Eschen
0
LWF=0.8% LW1=4.0%
35
c) d)
Annual mortality rate (%)
30
25 IAP=0.6% RAM=12.0%
Year
20
LW2=0.5%
15
10
5
0
2012 2014 2016 2018 2
Year
13Modellierte Mortalitätswahrscheinlichkeit (LFI4/5)
• Mortalitätswahrscheinlichkeit
abhängig von Größe und
Wachstumsrate
• Größte Änderung seit 2008 in
kleinen und langsam
wachsenden Bäumen
• Exposure time
• “Feuchte” Waldgesellschaften
• Jährlicher Niederschlag
à Feuchtigkeit
• Höhe über NN
à Eschenhäufigkeit
Modelparameter
beobachtet 2019, Waldtyp : wet,
Exposure time: 11 Jahre,
Höhe: 700 m, Hangneigung: 38%,
Jährlicher Niederschlag: 1300 mm
14Gibt es Hoffnung?
15Gibt es Hoffnung?
Year
8 2012 2014 2016 2018 • Ja!
100
Trees with 80% der IAP und LWF
(40) Bäume immer noch sehr
M (18) 80 gesund
(20)
(43) 60 • 25.2% (N=429) der “BAFU”
Bäume (nicht gezeigt) in
40 gutem Zustand. Nur 5%
wurden 2017 ursprünglich
als “Zielbaum” ausgewählt.
20
• Gesunde Bäume fördern
à Sind Nachkommen dieser
0 Bäume auch
70 tolerant/resistent?
d)
60 mortality (%) 16
50
40Danke für eure Aufmerksamkeit!
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