Was hat unser Hartholz-Auenwald mit Klima- und Hochwasserschutz zu tun? - Burg Lenzen
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D A S P R O J E K T „ M E D I A N “ S T E L LT S I C H V O R ( T E I L 1 / 2 ) Was hat unser Hartholz-Auenwald mit Klima- und Hochwasserschutz zu tun?
2 | FORSCHUNG UND UMSEZTUNG IN DER FLUSSLANDSCHAFT ELBE Vorwort Hartholz-Auenwälder sind ganz beson- Vor diesem Hintergrund haben die PROF. DR. dere Ökosysteme: In einer Naturland- Bundesministerien für Bildung und For- KAI JENSEN schaft entwickeln sie sich auf den höher schung (BMBF) und Umwelt (BMU) im gelegenen Bereichen der Auen entlang Jahr 2012 eine Fördermaßnahme gestar- Universität Hamburg großer Flüsse. In ihnen wechseln sich tet, mit der Vorhaben zur Umsetzung der Leiter des MediAN-Projektes Phasen der Überflutung mit Zeiten som- Nationalen Strategie unterstützt werden. merlicher Trockenheit ab. Diese extremen Seit 2017 wird das MediAN-Projekt Bitte nennen Sie … Bedingungen machen Hartholz-Auen- durch das BMBF finanziert. wälder zu einem vielfältigen Lebensraum. Unser Projekt leistet einen Beitrag zur … drei Gründe, warum gerade der In Mitteleuropa wurden sie allerdings seit Umsetzung der Nationalen Strategie, Hartholz-Auenwald im Mittelpunkt vielen Jahrhunderten durch Nutzungen indem ein transdisziplinäres Team u.a. des MediAN-Projektes steht: unterschiedlichster Art sehr stark de- untersucht, wie die hydrologischen Weil er artenreich, unverstanden und zimiert und tiefgreifend verändert. Heute Veränderungen der Auen sich auf Bio- wunderschön ist! gehören Hartholz-Auenwälder zu den diversität in Hartholz-Auenwäldern aus- … die größte Besonderheit des am stärksten bedrohten Lebensräumen in wirken. Eine zentrale Fragestellung ist MediAN-Projektes: Deutschland – und das ist ein wichtiger ebenfalls, wie Hartholz-Auenwälder zur Ganz klar: Die Zusammenarbeit von Grund, sie ins Zentrum unseres Me- Kohlenstoffspeicherung und zur Hoch- Wissenschaft und Umsetzung. Da diAN-Projektes zu stellen! wasserretention beitragen. Hier geht es kommen ganz unterschiedliche Pers Das Projekt geht auf einen wichtigen also um den Nutzen dieser Wälder für pektiven zusammen, das ist span- Meilenstein im Naturschutz in Deutsch- die Gesellschaft. Schließlich wollen wir nend und bereichernd! land zurück: Die Verabschiedung der Wege aufzeigen und erproben, wie neue … was Sie am Hartholz-Auenwald „Nationalen Strategie zur Biologischen Hartholz-Auenwälder etabliert werden fasziniert: Vielfalt“ durch die Bundesregierung im können. Die Dynamik der Umweltbedingun- November 2007. Die Strategie zielt da- Ich hoffe, dass Sie als Leser*innen dieser gen: Als Pflanze nacheinander mit rauf ab, dass die Gefährdung der biolo- Broschüre unsere Begeisterung für Hart- längerer Überflutung und sommerli- gischen Vielfalt in Deutschland deutlich holz-Auenwälder spüren werden! Wir cher Trockenheit zurechtzukommen, verringert und schließlich ganz gestoppt würden uns sehr freuen, Sie als Part- ist schon eine beeindruckende Leis- wird. Dieses Ziel ist leider noch lange ner*in für das Ziel der Erhaltung von tung. Wie schaffen die das? nicht erreicht. Hartholz-Auenwäldern zu gewinnen!
FORSCHUNG UND UMSEZTUNG IN DER FLUSSLANDSCHAFT ELBE | 3
Inhalt
1. HARTHOLZ-AUENWALD IM FOKUS 4–9
• Urwüchsig, vielfältig und artenreich!
• Klima- und Hochwasserschutz im Hartholz-Auenwald
• Status quo: Hartholz-Auenwald im UNESCO-Biosphärenreservat
Flusslandschaft Elbe
2. SO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS 10 – 27
• Quadratisch, praktisch, gut!
• Wie viel steckt in dir? Kohlenstoff im Boden und Baum
• Krabbelig und krautig – Biologische Vielfalt im Hartholz-Auenwald
• Geheimnisvoller Untergrund – Wechselbeziehungen im Hartholz-Auenwald
• Die Landschaft im Blick – Klima- und Hochwasserschutz in der Projektregion
• Fleißige Helfer*innen im MediAN-Projekt
3. NATURSCHUTZORGANISATIONEN IM EINSATZ VOR ORT 28 – 37
• Ideale Lern- und Erfahrungsorte an unseren Flüssen
• Lasst uns mal reden – Kommunikation im und über den Hartholz-Auenwald
• Mehr, aber wie? Entwicklung von Hartholz-Auenwäldern
in der Projektregion
4. SO GEHT’S WEITER 38
N“?
Was bedeutet „MediA
n
stemdienstleistungen vo
Mechanismen der Ökosy se
Wissenschaftliche Analy
Hartholz-Auenwäldern: ge me nt
Naturschutzmana
sowie Optimierung durch
http://uhh.de/median
4 | H A R T H O L Z - AU E N WA L D I M F O K U S
Hartholz-Auenwald im Fokus
„Mechanismen der Ökosystemdienstleistungen von Hartholz-Auenwäldern: Wissenschaftliche Analyse sowie
Optimierung durch Naturschutzmanagement“ – Dafür steht das MediAN-Projekt. Doch was steckt eigentlich
genau dahinter? Jedes Ökosystem, so auch der Hartholz-Auenwald, erbringt für unsere Gesellschaft wertvolle
Leistungen. Dazu gehören beispielsweise der Wasserrückhalt oder die Kohlenstoffbindung in Vegetation und
Boden. Das übergeordnete Ziel im MediAN-Projekt ist, die Mechanismen dieser beiden Ökosystemleistungen
besser zu verstehen, um Ableitungen zum Hochwasser- und Klimaschutz treffen zu können.
1
I m Laufe der Zeit, die zwischen Projektbeantragung und -umsetzung vergangen ist, hat sich der Begriff Ökosystemleistung (und nicht Ökosystemdienstleistung) durchgesetzt.
Im Folgen wird dieser daher gebraucht.
H A R T H O L Z - AU E N WA L D I M F O K U S | 5
hen Vielfalt
Hotspots der biologisc chsel
und ein dynamischer We
Kleinräumige Strukturen
ckenheit führen zu einer
Der wärmeliebende, vom
Aussterben bedrohte zwischen Nässe und Tro zu
äumen und folglich auch
großen Vielfalt an Lebensr
Große Eichenbock
(Cerambyx cerdo) lt im Hartholz-Auenwald.
fühlt sich in lichten einer hohen Artenvielfa tteleuropas.
chsten Ökosystemen Mi
Wäldern mit hohem Er gehört zu den artenrei
Eichenanteil, wie
ungestörte Hart-
holz-Auenwälder
entlang großer
Flüsse es sind, wohl.
Urwüchsig, vielfältig
und artenreich!
Im MediAN-Projekt dreht sich alles um den Hartholz-Auenwald. Er befindet sich
auf vergleichsweise hochgelegenen Flächen in der Flussaue, in der Regel etwas vom
Fluss entfernt. Der Hartholz-Auenwald wird regelmäßig vom Hochwasser über-
schwemmt. Hier wachsen Bäume, Sträucher und andere Pflanzen, die einen Wechsel
von Überflutung und Trockenperioden vertragen.
Die Flatterulme ist neben der Feldulme, der Stieleiche und der Gemeinen Esche ein
typischer Vertreter in unseren Hartholz-Auenwäldern an der Elbe. Sie kann bis zu
35 Meter hoch wachsen und wirkt aufgrund ihrer Brettwurzeln wie ein Baum aus
dem tropischen Regenwald. Die relativ lichten Kronen von Eichen und Ulmen lassen
Sonnenlicht in den Wald eindringen, so dass sich ein dichter Unterwuchs entwi-
ckeln kann: Kleinere Bäume wie der Wildapfel oder die Traubenkirsche profitieren
davon. In der Strauchschicht gehören Weißdorn, Stachelbeere sowie Hopfen zu den
charakteristischen Arten. Im Frühjahr ist die Krautschicht durch einen weiß-gelben
Blütenteppich von Buschwindröschen und Scharbockskraut auffällig „geschmückt“.
Auch Gundermann und Giersch sind verbreitete Waldbodenkräuter. Sie werden als
Nährstoffanzeiger bezeichnet, denn sie wachsen nur auf stickstoffreichem Boden, wie
man ihn im Hartholz-Auenwald findet. Die regelmäßigen Hochwasser sind es, die den
Boden zuverlässig mit Sediment und Nährstoffen versorgen und ihn zugleich immer
wieder neu gestalten. Heftige Überschwemmungen sorgen
zum Beispiel für lichte Waldbereiche und Totholz,
Senken in denen sich Tümpel bilden und alles in
allen für ein Mosaik unterschiedlicher Lebensräume.
Im Laufe des Sommers wächst die Hartholzaue immer
stärker zu und bildet ein undurchlässiges, grünes Dickicht.
Nicht selten wächst die Krautschicht über 1,50 Meter hoch!
Hübsch anzusehen, aber eine wahre Herausforderung für
die Wissenschaftler*innen bei ihren Untersuchungen im
MediAN-Projekt.
Der Mittelspecht (Leiopicus medius) hat eine Vorliebe für
Hartholz-Auenwälder. Die rissigen Rinden alter Eichen
bieten hervorragenden Halt bei seiner Nahrungssuche.
Seine Höhle zimmert er in leicht morsches Holz.
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Klima- und Hochwasserschutz
im Hartholz-Auenwald
Es ist erwiesen, dass Hartholz-Auenwälder einen Beitrag zum Klima- und Hochwasserschutz leisten.
Im MediAN-Projekt gehen die Wissenschaftler*innen nun einen Schritt weiter, um ein tieferes Verständnis über diese beiden
Ökosystemleistungen zu erhalten: Sie untersuchen unter welchen Bedingungen Hartholz-Auenwälder eine besonders hohe Be-
deutung für den Klimaschutz und die Hochwasservorsorge haben. Die beteiligten Naturschutzorganisationen berücksichtigen
diese Erkenntnisse bei Pflanzungen und greifen die Ergebnisse in ihren Bildungs- sowie Informationsangeboten auf.
HARTHOLZ-AUENWÄLDER SIND BEDEUTSAME KOHLENSTOFFSENKEN
Grüne Pflanzen entziehen der Luft kli- Ackerböden sehr effektive Kohlenstoff- in den Flussauen ab und reichern den Bo-
maschädliches Kohlendioxid (CO2). Sie speicher. Herabgefallenes Laub, abge- den zusätzlich mit Kohlenstoff an. Auf
setzen das CO2 mit Wasser durch die storbene Pflanzenteile und tote Tie- diese Weise gelangen außerdem wichtige
Energie des Sonnenlichts zu Zucker um. re werden zersetzt und abgebaut. Dabei Nährstoffe in den Hartholz-Auenwald,
Dieser Prozess der Photosynthese ist wirken viele Lebewesen mit, die am und die wiederum das dortige Pflanzenwachs-
auch für uns Menschen von Bedeutung: im Boden des Hartholz-Auenwaldes le- tum ankurbeln. Folglich sind Hartholz-
Denn dabei geben Pflanzen zum einen ben. Durch diesen Zersetzungsprozess Auenwälder besonders üppige und viel-
Sauerstoff an die Atmosphäre ab, der für entsteht eine mächtige kohlenstoffreiche fältige Lebensräume und als bedeutsa-
uns alle lebenswichtig ist. Zum anderen Humusschicht mit vielen Pflanzennähr- me Kohlenstoffsenken in der Lage große
binden sie dabei Kohlenstoff in Form stoffen, welche außerdem sehr gut Was- Mengen Kohlenstoff langfristig zu spei-
von organischen Molekülen in Stamm, ser speichert. chern.
Blättern und sonstigen Pflanzenteilen.
Dadurch tragen Pflanzen und folglich In unseren Flussauen kommt ein weiterer Übrigens, in manchen Flussniederun-
natürlich auch unsere Hartholz-Auen- bedeutender Faktor hinzu, der den Koh- gen des norddeutschen Tieflands lie-
wälder wesentlich zum Klimaschutz bei. lenstoffgehalt beeinflusst: Das typische gen immer noch ausgedehnte Moorland-
und immer wiederkehrende Hochwasser schaften – so zum Beispiel an der Pee-
Auch die Böden im Hartholz-Auen- bringt kleine organische und anorgani- ne. Ständiger Wasserüberschuss und ho-
wald sind im Vergleich zu beispielsweise sche Partikel mit sich. Diese setzten sich her Grundwasserstand ließen hier in den
Im Projekt
Elbe“
„Lebendige Auen für die
-Auenzentrum
(2012-2020) hat das BUND
rbe in Sachsen-
Burg Lenzen die Hohe Ga
flussdynamik der
Anhalt wieder an die Ab
den größten
Elbe angebunden und so
wald an der
und bedeutsamsten Auen
istig geschützt.
unteren Mittelelbe langfr
Pflanzungen
Durch Flächenkäufe und
nftig ungestört
kann sich der Wald zukü
weiterentwickeln!
von 185 auf 225 Hektar
ldentwicklung
Eine solche natürliche Wa
ffe bietet
ohne menschliche Eingri
timale Entfaltung
eine Chance für eine op
und der
der biologischen Vielfalt
Klimaschutzfunktion.
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letzten Jahrtausenden mächtige Torfab- men! (Scholz et al, 2012 und Statistik- die Bedingungen und Einflussfaktoren
lagerungen entstehen, die große Men- portal.de) an den verschiedenen Waldstandor-
gen an Kohlenstoff speichern. Allein die ten sehr unterschiedlich sein können.
moorigen Auen entlang der Flüsse spei- Wieviel Kohlenstoff in einem Hart- Hier setzten die Wissenschaftler*in-
chern rund 100 Millionen Tonnen Koh- holz-Auenwald gespeichert ist, lässt nen im MediAN-Projekt an. Sie unter-
lenstoff. Das entspricht in etwa dem jähr- sich bestimmen – das ist aber alles an- suchen, unter welchen Bedingungen
lichen CO2-Ausstoß aller Einwohner von dere als trivial. Eine allgemeingültige der Hartholz-Auenwald besonders ef-
Niedersachsen und Brandenburg zusam- Formel dafür gibt es nämlich nicht, da fektiv Kohlenstoff speichern kann.
HARTHOLZ-AUENWÄLDER SCHÜTZEN VOR HOCHWASSERN
Auen sind die natürlichen Überschwem- künftig häufiger zu erwarten. Grund genug an der Elbe entwickelt, sondern im Ge-
mungsbereiche eines Flusses. Bei hohen einen Blick auf den Einfluss der Hartholz- genteil kleine Restbestände sogar zum
Wasserständen werden sie überflutet, bei Auenwälder zu werfen. Denn auch Bäume, Teil abgeholzt. Denn überall dort, wo
niedrigen fallen sie trocken. Sind Aue und Sträucher und andere Pflanzen beeinflus- der Fluss durch die Deiche in ein enges
Fluss verbunden, also nicht durch Deiche sen das Abflussverhalten des Flusses. Korsett gezwungen wird, könnten Sträu-
getrennt, können ihre Wiesen und Wälder cher und Baumgruppen sowie Treibholz
große Wassermengen aufnehmen. Auen Grundsätzlich gilt: Überall dort, wo der den Abfluss zusätzlich behindern und
sind also sogenannte Retentionsflächen. Fluss viel Raum hat, die Deiche also in wei- den negativen Effekt dieser Engstelle ver-
ter Entfernung sind, können naturnahe stärken. Da viele Bäume und Sträucher,
Durch den Deichbau hat die Elbe jedoch Auen als natürliche Überschwemmungs- wie zum Beispiel Weiden, immer wie-
rund 80 Prozent ihrer ursprünglichen Auen gebiete das Wasser auffangen. Sie verlang- der austreiben, müssen diese Abholzun-
verloren. Die Deiche engen den Strom ein, samen die Strömung und mindern so die gen langfristig kontinuierlich nachbear-
das Wasser kann sich nicht wie ursprüng- Wucht des Hochwassers. Der mit Wur- beitet werden.
lich ausbreiten und die Pegelstände stei- zeln durchzogene Boden der Hartholz-Au-
gen in die Höhe. Aus ehemaligen Breit- enwälder nimmt dabei das Wasser wie ein Welche Bedingungen im Hartholz-Au-
wasser werden nun also Hochwassser. Be- Schwamm besonders gut auf. Im Ergebnis enwald zu einem besonders effektiven
sonders extrem waren diese in den Jahren wird dadurch die Flutwelle gestreckt und Hochwasserschutz führen, ist noch
2002, 2006, 2011 und auch 2013 an der El- verläuft flacher als an verbauten Flüssen. nicht vollständig untersucht. Im Me-
be. Durch die Zunahme extremer Wetter- diAN-Projekt nimmt sich insbesonde-
lagen inklusive Starkregen infolge des Kli- Trotz dieser positiven Wirkungen wird re Kristin Ludewig (S. 24–25) mit Pro-
mawandels sind solche Hochwasser zu- derzeit jedoch kaum neuer Auenwald jektpartnern diesem Thema an.
Dem Fluss mehr Raum
geben.
Nach diesem Prinzip wu
rde im Natur-
schutzgroßprojekt "Lenz
ener Elbtaue"
(2002–2011) des BUND
-Auenzentrums
Burg Lenzen ein Deich um
bis zu
1,3 Kilometer in das Lan
desinnere ver-
legt. Durch die Öffnung
des Altdeichs an
sechs Stellen entstande
n ca. 420 Hektar
Überflutungsraum, die
beim Hochwas-
ser 2013 eine deutliche
Absenkung des
Wasserspiegels noch bis
Wittenberge
brachte. Zudem wurde
dort eine
vielfältige Auenlandsch
aft mit Auen-
wäldern, Auengewässe
rn, Qualm
wasserzonen, Weidelan
dschaft und
Stromtalwiesen entwick
elt.
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Status quo: Hartholz-Auenwald im
UNESCO-Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe
Wie steht es eigentlich um den Hartholz-Auenwald an der Elbe? Darüber hat sich das MediAN-Projektteam mit Torsten Hennig
unterhalten, der im brandenburgischen Teil des Biosphärenreservates Flusslandschaft Elbe arbeitet. Mit rund 282.250 Hektar ge-
hört das UNESCO- Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe zu den größten der 18 Biosphärenreservate1 Deutschlands. Entlang
von rund 400 Flusskilometern erstreckt es sich über fünf Bundesländer die alle eins gemein haben: eine lebendige Kulturlandschaft
an einem der naturbelassensten Ströme in Mitteleuropa. Biosphärenreservate sind Modellregionen einer nachhaltigen Entwicklung.
Hier geht es darum Naturschutz sowie wirtschaftliche und soziale Belange in einer ganzheitlichen Betrachtung zusammenzu-
bringen. Auch Forschung hat einen großen Stellenwert in Biosphärenreservaten, denn Erkenntnisse aus Wissenschaft werden hier
modellhaft erprobt. Mit den Verwaltungen des brandenburgischen, niedersächsischen und auch sachsen-anhaltischen Teils des
Biosphärenreservates hat das MediAN-Projekt also genau die richtigen Kooperationspartner gefunden. In einem kurzen Interview
geht Torsten Hennig stellvertretend auf die Themen ein, die das Projekt aber auch die Verwaltungen bewegen.
INTERVIEW MIT TORSTEN HENNIG
Wie lässt sich der Zustand unserer
Hartholz-Auenwälder im UNESCO-Bio-
sphärenreservat Flusslandschaft Elbe
beschreiben?
Hartholz-Auenwälder sind die am wenigs-
ten verbliebenen Waldlebensräume im Bio-
sphärenreservat Flusslandschaft Elbe. Das
verwundert zunächst, da sie eigentlich Be- Diese Karten aus dem 18. Jhd. (links) und 20. Jhd. (rechts) zeigen am Beispiel der Elbe, wie die Fluss-
landschaften Deutschlands größtenteils verändert wurden. Nur ein Fünftel der natürlichen Auen ist noch
standteil jeder Flussaue sein sollten. Histo- in Deutschland vorhanden. Davon sind lediglich etwa 1% mit Hartholz-Auenwald bedeckt.
risch gesehen konkurrierten diese Wälder
mit der ertragreicheren Wiesennutzung. mik. Vielmehr werden die Hartholz-Au- den. Beispielhaft sei hier das vermehrte
Später kamen Aspekte des Hochwasser- enwälder, wenn sie nicht als Schutzwälder Aufkommen des Eichenprozessionsspin-
schutzes hinzu, die eine Wieder- und Neu- ausgewiesen sind (z.B. als Kernzonen), re- ners oder des Eschentriebsterbens als Fol-
aufforstung der verlorenen Wälder ver- gulär forstwirtschaftlich genutzt und ver- ge der Klimaerwärmung oder die Schad-
hinderten. Die verbliebenen Reste befin- lieren somit weiterhin an Vielfalt. Darüber stoffeinträge und Entwässerung der Land-
den sich heute in der Regel vom Fluss ab- hinaus kommen noch schwächende Fak- schaft, resultierend aus Landwirtschaft,
getrennt hinter dem Deich und unterliegen toren hinzu, die klimabedingt sind oder Industrie und Verkehr, genannt. Das Er-
damit nicht mehr ihrer natürlichen Dyna- durch menschliches Zutun verursacht wer- gebnis ist ein kranker Wald, der zuneh-
1
on den 18 Biosphärenreservaten in Deutschland sind 16 von der UNESCO nach den entsprechenden Kriterien anerkannt; bei den beiden verbleibenden Gebieten Südharz und Drömling
V
wird diese internationale Anerkennung angestrebt (Stand 2021).
H A R T H O L Z - AU E N WA L D I M F O K U S | 9
mend artenärmer wird. Die für die Hart-
holzaue typische Baumart Eiche verzeich-
net deutliche Schäden von über 60 %. Der TORSTEN HENNIG, NATURA 2000-Beauftragter,
Gemeinen Esche, einer weiteren Charak- Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe-Brandenburg
terbaumart, droht der Totalverlust.
Warum wird die Diskussion über den Was am Hartholz-Auenwald begeistert Sie besonders?
Erhalt und die Förderung von Auen- Der Wandel im Laufe des Jahres unter dem Einfluss der Elbe mit ihren schwan-
wald eigentlich so emotional geführt? kenden Wasserständen.
Menschen reagieren gern emotional. Sinn-
bildlich sind die Farben Schwarz oder Welche drei Geräusche verbinden Sie mit der Flusslandschaft Elbe?
Weiß einfacher auseinander zu halten Das Trompeten der Kraniche, das Geschnatter der Gänse im Herbst und die Ru-
als verschiedene Grautöne. Mit den Dei- fe der Rotbauchunken im Frühjahr.
chen wurde die Elbe in ihr Flussbett ge-
zwängt und dort soll sie nach dem Wil- Was ist Ihr Lieblingsort im Biosphärenreservat?
len vieler Menschen bleiben. Man hat Mich begeistert die Vielfältigkeit und Facettenreichtum der Landschaft: Das kann
sich darauf eingerichtet, dem Fluss ein- die trockene, nahezu leblos erscheinende Kiefernheide ebenso sein, wie die Deich-
mal abgerungenes Land weiterhin land- rückverlegung bei Lenzen, wenn die Elbe Hochwasser führt.
wirtschaftlich so zu nutzen, wie bisher.
Ein Mehr an Natur bedeutet für den
Einzelnen weniger Verdienst. Dies gilt ministrativen, eher informativen Charakter Hilfe bei der Beschaffung von Fördergel-
zumindest für den privaten Grundbe- besitzen und die neben den schon vorhan- dern angeboten. Auf landeseigenen Flä-
sitz, der in der Region überwiegt. Der denen Empfehlungen der Forstpraxis die chen wurde die forstliche Nutzung von
naturnahe Auenwald, selbst wenn er als theoretische Grundlage für eine generelle Auenwäldern eingeschränkt oder ganz auf-
Wirtschaftswald genutzt wird, verspricht Behandlung der Wälder darstellen. Wir als gegeben. Neue Auenwälder sind bereits
nicht so viel Gewinn. Darüber hinaus Verwaltung versuchen, dieses gesammelte entstanden, weitere sollen folgen. Hierbei
können Wälder im Falle eines Hochwas- Wissen den Eigentümern und Bewirtschaf richtet sich derzeit eine Untersuchung auf
sers in Engstellen den Abfluss behindern. tern solcher Wälder nahe zu bringen. Da die Machbarkeit von neuen Auenwäldern
Das schürt Ängste. das Land Brandenburg Förder- im Elbvorland unter dem Aspekt der
mittel für Waldumbau und Hochwasserverträglichkeit.
Wie engagieren sich die Verwaltungen Naturschutz be-
der Biosphärenreservate für den Schutz reitstellt, wird
Die Rotbauchunke (Bombina bombina)
und Förderung von Hartholz-Auenwald? außerdem ist eine typische Bewohnerin der flachen
Zum Schutz dieses Waldtyps werden Auengewässern. Ihre Rufe sind nicht nur
wohlklingend sondern regelrechte Temperatur-
mehrere Wege beschritten. Nach einer Be-
anzeiger: Je wärmer das Wasser, desto höher
standsaufnahme wurden Naturschutzfach und schneller ruft sie. Unter 14 Grad gibt
pläne erarbeitet, die i.d.R. weniger ad- sie jedoch keinen Mucks von sich.
10 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
So sieht Forschung
im MediAN-Projekt aus
Die Wissenschaftler*innen aus den Gebieten der Pflanzenökologie, der Bodenkunde, der Bodenzoologie und
der Naturschutzforschung arbeiten regelmäßig auf den 55 MediAN-Untersuchungsflächen, die sich entlang von
150 Stromkilometer im UNESCO-Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe befinden. Sie erheben Daten, teilen
sie untereinander und werten sie dann an ihren Instituten vor dem Hintergrund ihrer jeweiligen Fragestellungen
aus. Auf den folgenden Seiten können Sie den Wissenschaftler*innen über die Schulter schauen, Untersuchungs-
methoden kennenlernen und erste Zwischenergebnisse erfahren.
Rezente bzw. aktive Auen sind
die noch verbliebenen über-
Altaue wird der Bereich in einer Fluss- flutbaren Bereiche der Auen.
landschaft genannt, der ursprünglich Deiche begrenzen heute ihre
und ohne die bereits stattgefundenen ursprüngliche Ausdehnung.
Eingriffe des Menschen regelmäßig
überschwemmt werden würde.
Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe
Altaue
Rezente/Aktive Aue
Bundesländer
Elbe und Nebenflüsse
Wälder mit Untersuchungsflächen
OrteSO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS | 11
Quadratisch, praktisch, gut!
Das könnte man auch von den 55 Untersuchungsflächen im MediAN-Projekt be-
haupten. Auf 50 mal 50 Meter findet sich alles, was das Forscherherz höher schla-
gen lässt: Von Wurzelkameras über Niederschlags- und Luftfeuchtemesser bis zu
Datenloggern. Besonders aufwändige Untersuchungen mit kostspieligem Equipment
werden nicht auf allen Untersuchungsflächen durchgeführt, sondern nur auf sechs
ausgewählten sogenannten Intensivflächen.
Bei der Standortwahl im Hartholz-Auenwald waren den Wissenschaftler*innen
zwei Kriterien wichtig: Die Untersuchungsflächen sollten unterschiedlich nass und
unterschiedlich alt sein, so dass sie in ihren Untersuchungen den Einfluss dieser
Faktoren herausarbeiten können. Demnach gibt es unterschiedlich hydrologisch be-
einflusste Flächen in der rezenten Aue, in der Altaue sowie an Nebengewässern. Die
Entwicklungsstufen spiegeln sich in Flächen mit dichten Altwald- sowie lockeren
Altwaldbeständen und in Anpflanzungen wieder. Um Vergleichsdaten zu erhalten
wurden ebenfalls Referenz- bzw. Bezugsflächen im Grünland eingerichtet.
Nachdem die Betretungsgenehmigungen für die ausgewählten Flächen eingeholt
waren, konnten sich die MediAN-Wissenschaftler*innen ans Werk machen. Pausie-
ren müssen sie lediglich in den Brutzeiten von etwa Seeadler oder Rotmilan, um die
Vögel nicht bei der Aufzucht ihrer Jungen zu stören.
VOLKER KLEINSCHMIDT
Volker Kleinschmidt von der Uni Hamburg ist für das Einrich-
ten der Untersuchungsflächen verantwortlich. Seinen Werk-
zeugkoffer, gefüllt mit Schraubenzieher über Lötwerkszeug bis
hin zu einem Laptop, darf er bei dieser Tüftlerarbeit keinesfalls vergessen. Auch
Bohrhammer und Benzin-Generator sind von Zeit zu Zeit mit dabei, wenn er
Grundwasser-Pegel bohrt. Bei den regelmäßigen Einsätzen scheut er weder Repa-
raturen noch Programmierungen. Nur was das Hochwasser angeht ist er zwiege-
spalten: Es würde zwar dringend notwendiges Wasser für die Auenlandschaft brin-
gen, aber auch jede Menge Arbeit beim Ab- und Aufbau der Anlagen.12 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
Wie viel steckt in dir?
Kohlenstoff im Boden und Baum
Bei dieser Frage geht es um die Nummer 6 im Periodensystem: Den Kohlenstoff (C). Wälder speichern ihn sowohl
in der Vegetation als auch im Boden und tragen damit wesentlich zum Klimaschutz bei. Im MediAN-Projekt
wollen wir die Mechanismen der Kohlenstoffbindung in Hartholz-Auenwäldern bis ins Detail verstehen, um
Empfehlungen für einen effizienten Klimaschutz in diesem speziellen Ökosystem machen zu können. Dafür taucht
Adrian Heger ins Unterirdische ab und Heather Shupe nimmt die oberirdische Fauna unter die Lupe.
KLIMASCHUTZ UNTERIRDISCH:
KOHLENSTOFF IN DEN BÖDEN DER HARTHOLZ-AUENWÄLDER
Adrian Heger ermittelt in alle Richtun- und Umsetzungsprozesse eigentlich ADRIAN
gen, um herauszufinden unter welchen wieder frei? Und welchen Einfluss haben HEGER
Bedingungen der Boden im Hartholz- Sonneneinstrahlung, Vegetationszusam-
Auenwald besonders gut Kohlenstoff mensetzung und das Wetter auf all diese Als echter Hamburger Jung ist die
aufnehmen und binden kann. Besonders Prozesse? Genauso unterschiedlich wie Elbe der Fluss, dem Adrian Heger
interessant sind dabei für ihn die regel- die Daten, die Adrian Heger erhebt, sind seit jeher am nächsten ist. Der Geo-
mäßigen Überschwemmungen, die die Methoden und Werkzeuge, die zum wissenschaftler hat bisher auf Feu-
zusätzliche Nährstoffe in den Auenwald Einsatz kommen. Neben Boden-Probe- erland geforscht. Als sich an der Uni-
einbringen. Gibt es einen Zusammen- entnahmen, Laboruntersuchungen und versität Hamburg die Möglichkeit
hang zwischen dem Kohlenstoffgehalt statistischen Auswertungen führt er auch bot, die argentinischen Moore ge-
in den Böden der Hartholz-Auenwälder eine Gashauben-Messung durch, die wir gen seine Elbe zu tauschen, zöger-
und der Anzahl und Dauer der Über- im Folgenden genauer vorstellen. Außer- te er keinen Moment. Seinem For-
schwemmungen? Speichern die Böden dem gibt es schon erste Ergebnisse zur schungsthema, der Messung von
von jungen oder alten Hartholz-Auenwäl- Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in Kohlenstoff- und Energiehaushal-
der mehr Kohlenstoff? Wie viel Kohlen- den Böden der verschiedenen Flächen, die ten, bleibt er dabei treu.
dioxid (CO2) wird durch Wurzelatmung wir Ihnen nicht vorenthalten möchten.
enwäldern
im Boden von Hartholz-Au
Messung des C-Gehaltes hrs tock f)
0 Bodenproben mit dem Bo rund 20 Gruben (1,60 m tie
• Entnahme von rund 20 en ) durch da s Graben von
gsdichte (Masse pro Volum
• Bestimmung der Lagerun g mit sta tistischen Verfahren
estimmung im Labor un d Auswertun
• C-B
anischen Bodensubstanz
Charakterisierung der org anz
oben mit organischer Subst Substanz
• Entnahme von Bodenpr un d da mit de r St abilität der organischen
zb ar keit
• Bestimmung der Umset über einen Zeitraum von ca. 9
Monaten
e und -m ess un ge n
• Laborversuch mung
sun g du rc h Um setzu ngsprozesse und Wurzelat
sga
Messung der Boden-CO2-Au Standorten
shauben-Methode an 54
• Messungen mit der Ga grammen
ggers mit statistischen Pro
• Auswertung des Datenlo ätzlich
N-Untersuchungsflächen zus
lz-A uen wal d?! – Ad rian Heger hat in einigen MediA Par tike l an ihn en hän gen.
Fußabtreter im Hartho en gele gt. Bei eine r Üb erflutung bleiben kleine
n auf den Bod
sogenannte Sedimentmatte t werden.
n der Sed ime nt- und Kohlenstoff-Eintrag bestimm
So kanSO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS | 13
ERMITTELT: BESTER KOHLENSTOFFSPEICHER IM HARTHOLZ-AUENWALD
Adrian Heger hat eine Vielzahl von Derzeitiger Stand der Auswertung des Kohlenstoffgehaltes in verschiedenen Hartholz-Auenwald-Kategorien
Bodenproben entnommen und bis in 1,60
Meter Tiefe gegraben, um den Kohlen-
stoffgehalt in den Böden verschiedener
Hartholz-Auenwälder zu ermitteln. Die
Daten sind in dieser bunten Grafik ab-
gebildet. Doch was sagt sie uns eigentlich?
Die farbigen Säulen geben die Mittelwerte
des gemessenen Bodenkohlenstoffes für
verschiedene Hartholz-Auen-Standorte
(HA) an. Die schwarzen Kennzeich-
nungen zeigen, in welchem Spektrum
die Messungen jeweils variieren. Beispiel:
Die dunkelblau gekennzeichnete Säule
In den tiefen Flächen in der aktiven Aue (blau) ist der Boden-C-
präsentiert den Standort „aktive Hart- Gehalt wesentlich höher als in den höher gelegenen Flächen (grün). Die C-Vorräte auf den
holz-Aue mit altem, tiefliegendem, dich- Flächen hinter dem
Deich (lila) sind ver-
tem Wald“. Dort hat Adrian Heger einen Die Variabilität in den Aufforstungsflächen ist mit rund hältnismäßig geringer
durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt 65-155 t pro ha sehr hoch, da Topographie und als die in der aktiven,
Bodenart-Zusammensetzung sehr unterschiedlich sind. tiefen Aue (blau).
von 147,5 Tonnen (t) pro Hektar (ha)
ermittelt. Dabei variierten die erhobenen
Werte zwischen etwa 180 und 115 t pro Diese ersten Auswertungen lassen Adrian chen. Somit kann schon gesagt werden,
ha. Alle dargestellten Kohlenstoffgehalte Heger zu folgendem Zwischenergebnis dass die Bodenart-Zusammensetzung
in dieser Grafik beziehen sich auf Boden- kommen: „Auf tiefen, lehmigen Stand- und die hydrologische Situation einen
proben, die aus bis zu einem Meter Tiefe orten bindet der Boden wesentlich mehr wesentlichen Einfluss auf die Kohlen-
entnommen wurden. Kohlenstoff als auf hohen, sandigen Flä- stoffspeicherung im Boden haben.“
IM DUNKELN LÄSST SICH GUT …
In manchen Krankenhäusern werden umhüllt Adrian Heger die Haube mit
Pflanzen nachts aus den Zimmern der Alufolie: Durch das Abdunkeln schließt er
Patienten verbannt. Ob das wirklich die Effekte der Photosynthese aus und
notwendig ist, sei dahingestellt. Der Rund 60 cm erhält dadurch Erkenntnisse, wieviel
Hintergrund aber ist für die Gashauben- hoch und ein Kohlendioxid der Boden ausstößt. Diese
Durchmesser
Messung von Adrian Heger im MediAN- von 50 cm. Erhebungsmethode wird wöchentlich bis
Projekt interessant: Pflanzen sind dafür Ein Dichtungs- monatlich während der Vegetationsperio-
bekannt, dass sie im Prozess der Photo- ring verhindert de bei unterschiedlichen Feuchtebedin-
den Gasaus-
synthese Sauerstoff produzieren. Gleich- tausch mit der gungen durchgeführt. Die Daten werden
zeitig verbrauchen Pflanzen aber auch Atmosphäre. auf einem Datenlogger gespeichert und
Sauerstoff und geben Kohlendioxid ab. dann von Adrian Heger ausgewertet:
Nachts kommt die Photosynthese auf- aus Atmosphärenluft, Pflanzen und „Mit diesen Untersuchungen werde
grund der Dunkelheit zum Erliegen, der Boden simuliert werden, wie in einem ich Aussagen darüber machen können,
Sauerstoffverbrauch und die Kohlenstoff- Gewächshaus. Etwa 5 Minuten kommt wieviel Kohlendioxid durch mikrobielle
abgabe über Blätter und Wurzeln hält die Haube auf jedem der 54 Standorte Umsetzungsprozesse und durch Wurzel-
jedoch an. Um die Boden-Kohlendioxid- zum Einsatz. In dieser Zeit messen atmung aus dem Waldboden geatmet,
Ausgasung im Hartholz-Auenwald zu Sensoren alle 3 Sekunden die CO2-Kon- also respiriert wird. Das ist wichtig um
ermitteln, benutzt Adrian Heger ein be- zentration, den Luftdruck, -feuchte und ableiten zu können, wie viel Kohlenstoff
sonderes Messinstrument: Die Gashaube. -temperatur unter der Haube. Um die unter unterschiedlichen Klimabedin-
Mit ihr kann ein geschlossenes System Ausgasung in der Nacht zu simulieren gungen gespeichert werden kann.“14 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
KLIMASCHUTZ OBERIRDISCH:
KOHLENSTOFF IN DER VEGETATION VON HARTHOLZ-AUENWÄLDERN
Heather Shupes Augenmerk im Die Jahresringe von Bäumen geben zu- HEATHER
MediAN-Projekt liegt auf der Kohlen- dem Hinweise auf ihr Wachstum und SHUPE
stoffbindung von Bäumen im Hart- damit auch auf die Menge von Kohlen-
holz-Auenwald. Hartholz-Auenwälder stoff, die sie im Laufe der Zeit aus der Für die Umweltwissenschaftlerin
sind hochdynamische Lebensräume Atmosphäre abfangen können. Heather Heather Shupe ist ihre Arbeit an der
am Fluss. Sie sind zeitweiligen Dürren Shupe nimmt daher die Jahresringe Universität Hamburg eine Herzens-
sowie Überschwemmungen, während zweier charakteristischer Baumarten angelegenheit. Aufgewachsen im
denen der Sauerstoff im Boden knapp des Hartholz- Auenwalds unter die amerikanischen Bundesstaat Wa-
wird, ausgesetzt. Den Wassermangel Lupe, nämlich die von Flatterulmen und shington, durchstreifte sie schon als
einerseits und Sauerstoffmangel ande- Stieleichen. Dafür kommen ein speziel- Kind den Wald vor ihrem Haus. Als
rerseits vertragen Baumarten unter- ler Bohrer und hohe Konzentration bei dieser abgeholzt wurde, fasste sie
schiedlich gut. der Mikroskopierarbeit zum Einsatz. den Entschluss sich für den Erhalt
Auf welchen Standorten in der Aue Ihr Vorgehen bei dieser Tätigkeit sowie von Wäldern einzusetzen und ihre
können Bäume besonders gut wachsen erste Ergebnisse sind im Folgenden be- Faszination für diesen Lebensraum
und besonders viel Kohlenstoff binden? schrieben. zu teilen.
Welche Rolle spielen Alter, Boden und
hydrologische Verhältnisse dabei?
Um diese Fragen zu beantworten, hat sie
auf ausgewählten Untersuchungsflächen
Tea Time im Hartholz-Auenwald?! Bei der Streuzersetzung
sämtliche Bäume gezählt, bestimmt, ver- durch Bodenorganismen wird das klimarelevante Gas CO2
messen und mit anderen Standortdaten freigesetzt. Um diesen Prozess und folglich den Kohlenstoff-
abgeglichen. kreislauf im Wald besser zu verstehen, bringen Wissenschaft-
ler*innen nicht nur im MediAN-Projekt sondern weltweit
Teebeutel aus, siehe: www.teacomposition.org
t C speichern
Be din gu ng en un te r de nen Bäume besonders gu
gischen
Bestimmung der hydrolo m²
Un te rsuchungsflächen je 2.500 C
• Waldinventur in 30
en s un d de r Ho lzd ich te, um den gebundenen
mt vol um
• Bestimmung des Gesa
abschätzen zu können.
it unter Betrachtung
ng de r Ko hle nst off spe icherung im Laufe der Ze
Messu
gungen
der hydrologischen Bedin von St ieleichen und Flatterulme
n mit Hilfe
28 0 Bo hr ke rne n
• Entnahme von
eines Zuwachsbohrers
mithilfe des Mikroskops
• Analyse der Bohrkerne
hen
re ua bb au s als be de utende Größe im natürlic
Bestimmung des St
Kohlenstoffkreislauf stellen
iel eic he un d Fla tte rul me, um Streubeutel herzu
r St
• Sammeln von Laub de d Te ebeuteln (Grün- und Rooib
ostee)
St re ub eu te ln un
• Ausbringen von e
gsflächen der aktiven Au
auf 15 der Untersuchun un d na ch Au sbringung
ge n de r St re u- un d Te ebeutel vor
• WieSO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS | 15
WALDINVENTUR IM SCHUTZANZUG
Die Waldinventur von Heather Shupe dann den gespeicherten Kohlenstoff
umfasst 30 Untersuchungsflächen mit abschätzen und mit Standortdaten,
einer Größe von insgesamt 75.000 m2, wie zum Beispiel den hydrologischen
Die wärmeliebenden Raupen des Eichen
was 15 Fußballfeldern entspricht. Auf Bedingungen abgleichen. prozessionsspinners (Thaumetopoea processionea)
dieser Fläche kartiert sie jeden einzel- In ihrer anschließenden Auswertung, ziehen aneinandergereiht, wie in einer Prozession
nen Baum. Dabei sind ihre Hilfsmittel wird Heather Shupe vorhersagen kön- an Eichen empor. Sie machen negative Schlagzeilen,
da ihre Brennhaare zu allergischen Reaktionen füh-
ein Bestimmungsbuch zur Feststellung nen, wie sich die verschiedenen Baum- ren und ihr Appetit auf Eichenblätter den Bäumen
der Baumarten, ein Messband zur arten an den unterschiedlichen Stand- schaden kann.
Festlegung der Durchmesser in Brust- orten in Zukunft entwickeln werden.
höhe, ein Lasergerät zur Messung der
Baumhöhen und ebenso wichtig: Ein Diese Ergebnisse aus dem MediAN-
Schutzanzug. Denn wie alle MediAN- Projekt sollen später als Entscheidungs-
Wissenschaftler*innen ist auch sie hilfe für die Forstbewirtschaftung
durch das Vorkommen der Eichenpro- dienen.
zessionsspinner-Raupe auf manchen Zwar sind solche Aussagen zum jetzigen
Untersuchungsflächen beeinträchtigt. Zeitpunkt noch nicht möglich, erste
Die feinen Brennhaare dieser Raupe Erkenntnisse hat Heather Shupe aber
können unter anderen zu einem jucken- schon: „Es kann bereits gesagt werden,
den Hautausschlag führen. dass alte Bäume nachweislich mehr
Nachdem die Waldinventur abge- Kohlenstoff binden als junge Bäume.
schlossen ist, folgt eine große Rechen- Außerdem binden Flatterulmen ver-
aufgabe: Heather Shupe berechnet gleichbar viel Kohlenstoff in der aktiven
zunächst das Baumvolumen und Aue. Eichen hingegen weisen in alten,
ermittelt die Holzdichten. Mit Hilfe lichten Wäldern der aktiven Aue einen
einer speziellen Formel kann sie großen Kohlenstoff-Speicher auf.“
WAS DIE JAHRESRINGE UNS VERRATEN
Insgesamt 280 Bohrkerne Jahresringen wieder. Doch wie entstehen und in dieser Zeit viel Kohlenstoffdioxid
hat Heather Shupe mit einem eigentlich Jahresringe? der Atmosphäre entnommen. Gleichzei-
speziellen Bohrer von Flat- Im Frühjahr entwickeln Bäume neue tig lässt die Wachstumsrate laut Heather
terulmen und Stieleichen Blätter und Blüten. Dann ist es wichtig, Shupe folgende Schlussfolgerung zu:
entnommen. Dabei ist dass effizient viele Nährstoffe von den „Sobald die Kerne vollständig ver-
Zielsicherheit gefragt, Wurzeln zur Krone gebracht werden. messen sind, werde ich mit Hilfe von
denn ideale Bohrungen Dazu bilden Bäume großporige und weiteren Untersuchungen abschätzen
verlaufen auf Brust- dünnwandige Leitgewebszellen. Das können, wie viel Kohlenstoff Stiel-
höhe horizontal von lockere Gewebe, was zu dieser Zeit ent- eichen und Flatterulmen im Laufe der
der Borke bis zur Mitte steht, wird als Frühholz bezeichnet und Zeit unter den verschiedenen hydrolo-
des Stammes. Die ist deutlich heller als das darauffolgende gischen Bedingungen speichern.“
entnommenen Spätholz. Dadurch entsteht eine sicht-
Bohrkerne spie- bare Maserung, die uns als Jahresringe
geln das Innere bekannt ist.
des Stammes Sind die Jahresringe breit, hat der Baum Mikroskopaufnahme: Schnitt durch einen Bohr-
mit seinen „einen guten Schuss“ machen können kern einer Eiche
Nicht nur die auffälligen Brettwurzeln und die asymmetrischen Blätter, welche beim kleinsten
Windstoß flattern, sind Merkmale der Flatterulme (Ulmus laevis). Eine weitere Eigenart ist ihre
Fähigkeit Luftsauerstoff im Bereich der Stammbasis aufzunehmen und durch ein Luftleitgewebe zur
Wurzel zu transportieren. So können sie Bodennässe und Überflutung unbeschadet überstehen.16 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
Krabbelig und krautig –
Biologische Vielfalt im Hartholz-Auenwald
Die Pflanzen und Tiere im Hartholz-Auenwald sind wie kleine Zahnräder in einem komplexen System:
Sie gehen Beziehungen ein, sind aufeinander angewiesen und beeinflussen dabei Prozesse wie Kohlenstoffspei-
cherung und Hochwasserretention. Im MediAN-Projekt beschäftigen wir uns daher mit biologischer Vielfalt.
Nicole Scheunemann untersucht mit Springschwänzen und Regenwürmern zwei stellvertretende Gruppen von
Bodentieren. Timo Hartmann richtet währenddessen seinen Arbeitsplatz im ersten und zweiten Stockwerk,
nämlich in der Kraut- und Strauchschicht, ein.
SPRINGSCHWÄNZE UND REGENWÜRMER –
DIE STARS IN DER STREUSCHICHT
NICOLE
Nicole Scheunemann konzentriert sich Bodentiere sind charakteristisch für ver- SCHEUNE-
bei ihren Untersuchungen im MediAN- schiedene Habitate und geben Hinweise MANN
Projekt auf Springschwänze und Regen- über den Zustand des Hartholz-Auen-
würmer, da sie repräsentativ für eine Viel- waldes? Und welche Bedeutung haben Die Biologin Nicole Scheunemann
zahl anderer Bodentiere sind und in einer die Bodentiergemeinschaften mit ihren kann sich als Springschwanz-Exper-
großen Anzahl vorkommen. Wo sie sind, spezifischen Fressverhalten eigentlich auf tin bezeichnen. Seit über 10 Jahren
ist der Boden gesund, könnte man ver- die bodenbiologischen Funktionen wie beschäftigt sie sich mit den winzigen
einfacht sagen. Denn sie spielen mit den die Kohlenstoffbindung? Sechsfüßlern. Angestachelt von der
anderen Bodentieren eine wichtige Rolle Mit diesen Fragen beschäftigt sich Nicole Neugier über die Rolle der Tiere im
im Ökosystem. Sie halten Kohlen- sowie Scheunemann. Eine zentrale Tätigkeit ist Nahrungsnetz sowie die Ursachen
Nährstoffkreisläufe am Laufen, indem sie die Bestimmung der Arten, die sich auf ihrer Artenvielfalt, folgt sie ihnen auf
den Abbau von Laubstreu beschleunigen den Untersuchungsflächen tummeln. Ihre Äcker, in Laubwälder und nun – im
und den Pflanzen dadurch Nährstoffe lie- Vorgehensweise und erste Zwischen- Auftrag des Senckenberg Museum
fern. Wie wirkt sich die Entwicklung des ergebnisse zur Populationsdichte und zur für Naturkunde Görlitz – auch in den
Hartholz-Auenwaldes auf die Populati- Artenzusammensetzung in Abhängigkeit Auenwald.
onsdichte und Aktivität dieser Bodentiere vom jeweiligen Standort, stellen wir in
aus? Welche Artengemeinschaften der diesem Beitrag vor.
änzen
nsdichte von Springschw
Bestimmung der Populatio an 26 St andorten
hm e von ins ge sa mt 86 0 Bodenproben
• Entna r Arten
arbeit zur Bestimmung de
• Labor- und Mikroskopier
treu
von Re ge nw ürm er n be i der Zersetzung von Blatts
Analyse der Bedeutung leg en von elektrischer Span
nung auf 26 Flächen
-Ex tra ktion du rch An tersuchungsflächen
• Regenwurm enan zahl auf den jeweiligen Un
ivid ue n- un d Art
• Analyse der Ind
zen
ät v.a. von Springschwän d Hefe) auf 16 Untersuch
ungsflächen
Messung der Fraßaktivit füllt mit Ce llu lose un
rstreifen (ge gebnisse
• Ausbringen von 48 Köde ch 4 Wo ch en au f Fra ßlöcher und Analyse der Er
rstreifen na
• Untersuchung der Köde
reuabbau
s der Bodentiere zum St
Bestimmung des Beitrag erter Eichenstreu
Min ico nta ine rn: Röhrchen mit zerklein
• Au sbinge n von ereitung der Proben
ssive s Ein sa mm eln de r Minicontainer und Aufb
• SukzeSO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS | 17
MIT EINEM KOPFSPRUNG IN DIE KONSERVIERUNGSFLÜSSIGKEIT
Um die Arten, Gemeinschaften und 1. Erhitzen und Austrocknen der Bohrkerne auf einem Rost mit
Populationsdichten von Springschwänzen einer Wärmelampe bis auf 55 °C über 10 Tage lang. Wichtig
zu bestimmen, sammelt Nicole Scheune- dabei: die Ausrichtung. Die Bodenoberfläche muss nach unten
zeigen, so dass die Poren nach unten größer werden. Nur dann
mann mit einem Bodenstecher insgesamt
können sich die Bodentiere bei ihrer Flucht vor der aufkom-
860 Bohrkerne auf 26 MediAN-Unter- menden Hitze und Trockenheit immer weiter nach unten ver-
suchungsflächen im Hartholz-Auenwald. kriechen ohne stecken zu bleiben. Schließlich fallen sie durch
Wer denkt, dass sei bereits aufwändig…? ein Rost in eine gekühlte Konservierungsflüssigkeit.
Nein, im Labor geht es erst richtig an die 2. Heraussammeln der Springschwänze aus der Konservierungs-
Arbeit. Dort zwingt eine Wärmelampe die flüssigkeit mit einer Pinzette
3. Bestimmung der Arten mit Hilfe eines Lichtmikroskops bei
Springschwänze zu einem Kopfsprung in
1000facher Vergrößerung. Dabei kommt es auf sehr kleine
die Konservierungsflüssigkeit. Anschlie- Details, wie zum Beispiel die Anzahl und Form der Härchen am
ßend werden sie mithilfe eines Lichtmik- Fuß der Springschwänze an.
roskops bestimmt (siehe Abbildung).
Mit diesen Untersuchungen wird sie her-
ausfinden, welche Faktoren die Gemein- und an den Nebenflüssen sind sich die Das Alter des Waldes, die Überflu-
schaftsstruktur der Springschwänze und Springschwanz-Gemeinschaften sehr tungshäufigkeit und der Bodentyp spie-
damit den Kohlenstoff- und Nährstoff- ähnlich. Von ihnen unterscheiden sich len ebenfalls einen Rolle, wohingegen
kreislauf beeinflussen. Die Bohrkerne die Gemeinschaften in der aktiven Aue, die Walddichte keinen Einfluss auf die
aus 2018 sind bereits untersucht, erste also im Deichvorland. Die Hydrologie Zusammensetzung hat. Übrigens, die
Zwischenergebnisse kann Nicole Scheu- scheint also einen starken Einfluss auf höchste erfasste Springschwanz-Anzahl
nemann bereits nennen: „In der Altaue die Artenzusammensetzung zu haben. lag bei 42.000 Tieren pro m².“
REGENWÜRMER KITZELN
Mit Autobatterie und acht Elektroden vom Frühjahr zum Spätsommer um reich. In jungen und alten dichten
machen sich Nicole Scheunemann und durchschnittlich 70% zurück. In den Hartholz-Auenwäldern waren deut-
ihr Team in den Hartholz-Auenwald Wintermonaten, nachdem die Jung- lich mehr Regenwürmer geschlüpft
auf. Diese Hilfsmittel dienen ihnen tiere aus ihrem Kokon geschlüpft als in alten lichten Wäldern und im
dabei eine Art Elektrofanggerät zu sind, war unsere Suche jedoch erfolg- Grasland.“
basteln. Damit werden Regenwürmer
bei geringer Spannung „gekitzelt“ und
dadurch an die Oberfläche gelockt. Die
Anzahl und Artenzahl der Regenwür-
mer an einem Standort geben Rück-
schlüsse auf die Zersetzung von Blatt-
streu. Bisher war die Beprobung stark
von den heißen Sommern beeinflusst,
in denen viele Regenwürmer starben.
So konnte Nicole Scheunemann an den
Standorten in der Altaue im Spät-
sommer 2018 gar keine Regenwürmer
finden, im Folgejahr sah es so aus:
„Auch 2019 ging die
Regenwurm-
Anzahl
Isotomurus fucicolus ist eine typische Springschwanz-Art in Flussauen mit
akrobatischen Fähigkeiten: Mit seiner Gabel am Körperende kann sich der
1 bis 2 mm große Springschwanz durch die Luft katapultieren und Saltos
schlagen. Aufgrund der Trockenheit in den letzten Jahren ist die Art
auf den MediAN-Untersuchungsflächen selten geworden.18 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
KRÄUTER UND STRÄUCHER –
UNTERSUCHUNGEN IM ERSTEN UND ZWEITEN STOCKWERK
Vergleicht man den Hartholz-Auenwald Kohlenstoffbindung und Wasserreten- TIMO
mit einem Haus, bestehend aus mehre- tion? Welche Umweltfaktoren sorgen HARTMANN
ren Etagen, dann hat Timo Hartmann für eine Vielfalt oder eine bestimmte
seinen Arbeitsbereich im ersten und Artengemeinschaft in der Kraut- und Timo Hartmann springt während
zweiten Stockwerk eingerichtet: In der Strauchschicht? Welchen Einfluss seiner Arbeit beim UFZ zwischen
Kraut- und Strauchschicht, gleich über haben Alter und hydrologische Ge- Wald, Wiese und Flussufer und be-
der Bodenschicht im Erdgeschoss und gebenheiten der Hartholz-Auenwälder kommt dabei ab und zu nasse Fü-
der Wurzelschicht im Keller. auf sie? Zudem wird er ein Urteil da- ße. Sein Steckenpferd: Die Pflanzen-
Timo Hartmann beschäftigt sich im rüber fällen, wie es um die floristische welt. Schon als Kind war er von den
MediAN-Projekt mit der biologischen Vielfalt im Hartholz-Auenwald in der regelmäßigen botanischen Erkun-
Vielfalt der Vegetation in Hartholz- rezenten Aue im Untersuchungsgebiet dungen in einem Flusstal fasziniert.
Auenwäldern und ist dabei ins- insgesamt bestellt Sein Chemie- und Geographiestu
besondere folgenden Fragen ist. Seine Vor- dium ermöglichten ihm, seine Spe-
auf der Spur: Welche Rolle gehensweise zialkenntnisse mit einem ganzheit
spielen Kräuter und Sträu- sowie erste lichen Weitblick zu verbinden.
cher bei der Kohlenstoff- Ergebnisse zur
speicherung? Gibt die Artenzusam-
Artenvielfalt in der mensetzung werden
Aue einen Hinweis im folgenden Bei-
auf funktionieren- trag präsentiert.
de Ökosystem-
leistungen wie
Die Nessel-Seide (Cuscuta europaea)
ist nie alleine. Als Vollschmarotzer ist
sie auf andere Pflanzen wie Brenn-
nessel oder Hopfen angewiesen, die
sie an nährstoffreichen Flussufern
oder lichten Hartholz-Auen-
wäldern mit ihren Saugnetzen
umschlingt.
Vegetationsaufnahme s 3 Teilflächen
rsuchungsflächen in jeweil weitere Umweltdaten au
f den
• Aufteilung der 56 Unte Ba um sch ichte n sow ie
rauch- und
• Erfassen der Kraut-, St
he n im Frühjahr und Sommer
insgesamt 168 Teilfläc ung
n de r Pa ra me te r in eine Datenbank und Auswert
• Eintrage
r Pflanzen
Ein flu sses von Licht beim Wachstum de rät.
Me ssung de s
lls au f de n 168 Te ilflächen mit spezifischen Ge
• Messung des Lichtein fa nindex:
zu ge hörige Softw are ermitteln den Blattfläche
Das Messgerät und die da uchschicht
hte der Baum- und Stra
Maß für die Belaubungsdic
• Auswertung der DatenSO SIEHT FORSCHUNG IM MEDIAN-PROJEKT AUS | 19
VERKLEINERN UND HOCHRECHNEN: DAS IST DER TRICK!
Mit 2.500 m² sind die Untersuchungs- also die Individuenanzahl pro Teilfläche.
flächen zu groß, um auf ihr jede einzel- Nebenbei nimmt er auch noch eine Reihe
ne Pflanze aufzunehmen. Demnach anderer Daten auf, wie die Lichtverhält-
bedient sich Timo Hartmann einer nisse und die Deckung der Streuauflage,
gängigen Methoden, die auf Verkleinern des Totholzes, der offenen Bodenstellen,
und Hochrechnen basiert: Auf den 56 der Moose sowie der Gehölzstämme.
Untersuchungsflächen wählt er jeweils Hinterher werden all diese erhobenen
drei Teilflächen von 100m² aus. Bei der Parameter sowie pflanzentypische Zeiger-
Auswahl achtet er auf eine gleichmäßige werte in eine Datenbank eingefügt, die
Verteilung, um ein möglichst repräsen- Timo Hartmann beste Möglichkeiten der
tatives Artenspektrum für die gesamte Auswertung bietet: „In dieser Datenbank
Untersuchungsfläche zu erhalten. Dann kann ich jegliche Daten und Datenkom-
steckt er die Fläche zur Sichtbarkeit ab binationen schnell abfragen. Aussagen
und speichert die Koordinaten, denn den insgesamt 168 Flächen dann los. über die Artengemeinschaften und die
die Untersuchungen werden im Früh- Timo Hartmann erfasst dabei Kraut-, Artenvielfalt in den unterschiedlichen
jahr und Sommer auf exakt denselben Strauch- und Baumschichten. Dazu geht Auenwaldtypen sind möglich. Auch
Flächen durchgeführt. Gewappnet er die Fläche gründlich suchend ab und kann ich Rückschlüsse auf die Umwelt-
mit Schreibunterlage, Kartierbögen, notiert möglichst alle vorkommenden faktoren ziehen, die die jeweiligen Arten
Bleistift, Lupe und Bestimmungsbuch Arten. Dann wird hochgerechnet. Dafür an spezifischen Standorten maßgeblich
geht die Vegetationsaufnahme auf schätzt Timo Hartmann die Abundanz, beeinflussen bzw. begünstigen.“
EIN FEUERWERK DER ARTENVIELFALT?
Die Ähnlichkeitsstruktur-Analyse von sie vor: All diese Informationen sind Auentypen zusammengefasst: rezenten
Timo Hartmann gibt mit folgender in den Kreisen verborgen! Je näher die Aue, Altaue und Auen an Nebengewäs-
Grafik eine Auskunft darüber, wie groß Kreise beieinander liegen, desto ähnlicher sern der Elbe. Timo Hartmann kommt
die Artenvielfalt auf 132 Teilflächen ist. sind die Teilflächen in ihrer Artenzusam- zu folgendem Zwischenergebnis:
Die kleinen Kreise in der Abbildung stel- mensetzung. Das bedeutet umgekehrt: Je „Die Teilflächen befinden sich allesamt
len unterschiedliche Teilflächen mit ihrer größer der zweidimensionale Raum ist, im Hartholz-Auenwald. In Anbetracht
jeweiligen Artenzusammensetzung im desto unterschiedlicher sind die Teil- dessen unterscheidet sich die Artenzu-
Hartholz-Auenwald dar. Welche Arten, flächen insgesamt. Die Teilflächen sind sammensetzung in den drei Auentypen
wie viele Arten und wie häufig kommen je nach ihrer Lage in drei Gruppen von mit ihren unterschiedlichen hydrologi-
schen Verhältnissen deutlich voneinan-
der. Diese Ähnlichkeitsstrukturanalyse
werde ich ebenfalls mit anderen Klassi-
fizierungen durchführen, um die Unter-
schiede zwischen jungen Anpflanzungen
und alten Wäldern, zwischen dichten
und lockeren Beständen
zu untersuchen.“
Den gelbblühenden
Scheiden-Gelbstern
(Gagea spathacea)
konnten die MediAN-
Wissenschaftler*innen nur in einem
Hartholz-Auenwald im Projektgebiet
finden. Insgesamt gilt er in Deutsch-
land als gefährdet, was mit der
Umwandlung naturnaher
Wälder zusammenhängt.20 | S O S I E H T F O R S C H U N G I M M E D I A N - P R O J E K T A U S
Geheimnisvoller Untergrund –
Wechselbeziehungen im Hartholz-Auenwald
Eine Vielzahl von unsichtbaren Prozessen sorgt im Hartholz-Auenwald für die Gesundheit der Bäume und folg-
lich auch dafür, dass sie ihre Klima- und Hochwasserschutzfunktion bestmöglich erfüllen können. Im MediAN-
Projekt ist Detektivarbeit verlangt, um die geheimnisvollen wechselseitigen Beziehungen der Bäume mir ihrer
Umwelt im Detail zu verstehen. Dabei findet die Spurensuche im Untergrund statt: Anastasia Leonova hat die
Feinwurzeln im Blick während Lizeth Vásconez sich auf den Bodenwasserhaushalt fokussiert.
PILZE UND FEINWURZEL –
VERBÜNDETE IM HARTHOLZ-AUENWALD
Wenn ein Pilz mit seinem dichten Fa- welche Rolle spielt das Alter und die Art ANASTASIA
dengeflecht die feinen, äußeren Wurzeln der Bäume dabei? Welche Wechselwir- LEONOVA
eines Baumes umhüllt, entsteht eine kungen zwischen Bäumen und Mykor-
Lebensgemeinschaft namens Mykor- rhizen sind für das Wachstum junger Für die Geoökologin Anastasia
rhiza. Wie jede Symbiose ist auch sie Bäume entscheidend? Und gehen mit Leonova ist ihr Job an der Univer-
durch eine Win-Win-Situation gekenn- gesunden Wurzeln auch gesunde Bäume sität Hamburg mehr als nur Arbeit.
zeichnet: Der Pilz hilft dem Baum beim einher und umgekehrt? Mit diesen Die Elbe im Morgengrauen, Boden-
Aufnehmen von Nährstoffen durch Fragen beschäftigt sich Anastasia. Auf proben-Entnahmen mit netten Kol-
das Wasser, im Gegenzug dafür erhält ihrem Arbeitsplan stehen neben Boden- legen und das Staunen beim Mikro-
er Zucker zum Leben und Wachsen. untersuchungen auch die Aufnahme skopieren bis in die späten Abend-
Welchen Einfluss haben unterschied- und Auswertung von Wurzel-Fotos. Im stunden: Mit diesen Glücksmomen-
liche hydraulische Situationen auf die Folgenden Beitrag können Sie Anastasia te hat sich die gebürtige Moskauerin
Entwicklung und den Zustand der Lenova bei ihrer Arbeit im MediAN- gut in der Elbtalaue eingelebt und
Mykorrhizen und Feinwurzeln? Und Projekt über die Schulter gucken. das beste Rüstzeug für ihr Promoti-
onsvorhaben gefunden.
rzeln
lebenden und toten Wu (3x im Sommer 2018)
Messung der Biomasse von au f 4 Untersuch gsflächen
un
14 4 Bo de npr ob en
• Entnahme von
en der Wurzeln im Labor
• Wiegen und Mikroskopier
rrhiza-Pilze im Boden
Quantifizierung der Myko n
nproben auf 6 Standorte se-Kettenreaktion)
• Entnahme von 120 Bode fe de r qPCR-Methode (Polymera
de r Pilze mit Hil
• Quantifizierung
em Bachelor-Studenten
in Zusammenarbeit mit ein
inwurzeln
Charakterisierung der Fe Boden von vier Untersuchungsfl
ächen
58 Glasröhre n im
• Installation von ers Umweltdaten
rzeln im Laufe des Somm enhang aufgenommener
• Fotoaufnahmen der Wu gra mm und im Zusa mm
einem Computer-Pro
• Analyse der Wurzeln mitSie können auch lesen
