Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Baumarten und Herkünfte im Klimawandel Monika.

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1 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Baumarten und Herkünfte im Klimawandel Monika Konnert

2 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 2 Warum Herkunftsforschung Austriebsunterschiede bei verschiedenen Herkünften der Buche und der Weißtanne Unterschiedliche Fichtenherkünfte im Saatbeet

3 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Buchenbestände Warum Herkunftsforschung 3

4 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht „grüne“ Douglasie - Küstenform „graue“ Douglasie - Inlandsform 1700 m 3 /ha 750 m 3 /ha Warum Herkunftsforschung Herkunftsunterschiede bedeuten wirtschaftliche Unterschiede 4

5 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Warum Herkunftsforschung Verhältnis von erntekostenfreiem Erlös je Festmeter und Deckungsbeitrag zum Durchschnitt bei Variation der Leistungs- und Güteklassen Herkunftsunterschiede bedeuten wirtschaftliche Unterschiede 5

6 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Neben der Baumartenfrage ist die Herkunftsfrage von entscheidender Bedeutung für den wirtschaftlichen Erfolg und die langfristige Stabilität von Waldbeständen. „Hätte man zu Beginn des vermehrten Douglasienanbaus zufälligerweise den meisten Douglasiensamen aus dem südlichen Felsengebirge aus Höhenlagen mit kontinentalem Klima bezogen, so wären die Anbauerfolge so entmutigend gewesen, dass die Douglasie schlechthin in Verruf gekommen wäre“ Rohmeder, 1959 Warum Herkunftsforschung 6

7 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Die Herkunftsfrage im Klimawandel Was gewiß ist, ist die Ungewissheit!  Der Wald kann vor dem Klimawandel nicht davonlaufen.  Waldbäume haben eine sehr lange Lebenszeit.  Das Klima ändert sich drastisch und für den Wald zu schnell.  An das Klima nicht angepasste Wälder sind gefährdet Folie 7

8 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Die Herkunftsfrage im Klimawandel  Anpassung ist in erster Linie eine genetische Frage (Selektion, Mutation, Migration) und braucht Zeit.  Anpassung in der Forstwirtschaft wird gelenkt über das Vermehrungsgut  Notwendigkeit im Klimawandel unterstützend und lenkend einzuwirken durch:  Strategien zum Erhalt der genetischen Vielfalt  Identifizierung klimaplastischer Herkünfte (Feldversuche)  Baumarten- und Herkunftswahl; ( Herkunftsempfehlungen )  Intensivierte Herkunftskontrolle bei Forstvermehrungsgut  Anpassung der Forschungsansätze und - aufgaben  Abwendung von liebgewonnenen „Dogmen“  Im Klimawandel brauchen wir angepasste Bestände und anpassungsfähige Bestände Folie 8

9 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 9 Heimische Baumarten „ Warum in die Weite schweifen?“ Können wir auch/nur auf das „heimische“ setzen?

10 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Klimahülle der Weißtanne (nach Kölling, 2007) Heimische Baumarten - Weißtanne 10

11 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht ? Über lange Zeiträume haben sich lokale Rassen (= Provenienzen = Herkünfte) herausgebildet - mit einem hohen Grad der Anpassung; Nacheiszeitliche Rückwanderung bestimmt auch heute genetische Strukturen in den Hauptverbreitungsgebieten; Kleinräumige lokale Anpassung hat das rückwanderungsbedingte Variationsmuster bis heute nicht überlagert. Heimische Baumarten - Weißtanne 11

12 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Lage der Versuchsflächen Provenienzversuche zeigen, wie unterschiedliche Herkünfte unter gleichen Standort- bedingungen wachsen Heimische Baumarten - Weißtanne 12

13 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Höhe in % des Mittelwertes der Gesamtfläche für die Fläche Bad Wildbad 1996 und 2003 Heimische Baumarten - Weißtanne 13

14 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Herkunftsgebiete der Weißtanne Herkunftsempfehlungen in Bayern Heimische Baumarten - Weißtanne 14

15 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht …in der Slowakei …in den rumänischen Karpaten Heimische Baumarten - Weißtanne 15

16 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Waldort DiversitätEinschätzung der Autochthonie Ergebnis der Zulassung aus genetischer Sicht (V gam ) LAP-A3IDH-B3 zu B46PGDH-A2 zu A3MNR-B2 A 36,8 76%26 zu 7445 zu 540% Der Bestand zeichnet sich durch eine mittlere bis hohe genetische Diversität aus. Aus genetischer Sicht kann der Bestand zur Ernte zugelassen werden. B 19,6 82%25 zu 7538 zu 6215% Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe bis mittlere genetische Diversität aus. Er ist mit hoher Wahrschein-lichkeit nicht autochthon (MNR-B2). Aus genetischer Sicht kann der Bestand zur Ernte zugelassen werden. C 5,4 97%12 zu 8845 zu 55 0% Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe genetische Diversität aus. Drifteffekte werden vermutet. Aus gene-tischer Sicht ist deshalb von einer Zulassung abzuraten. D 9,6 91%23 zu 7740 zu 56 0%Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe genetische Diversität aus. Drifteffeke werden vermutet. Aus gene-tischer Sicht ist deshalb von einer Zulassung abzuraten. E 22,4 85%29 zu 7150 zu 50 0% Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe bis mittlere genetische Diversität aus. Aus genetischer Sicht kann der Bestand zur Ernte zugelassen werden. F 28,5 79%29 zu 7138 zu 626% Der Bestand zeichnet sich durch eine mittlere genetische Diversität aus. Aus genetischer Sicht kann der Bestand zur Ernte zugelassen werden. G 12,4 90%19 zu 8153 zu 470% Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe genetische Diversität aus. Drifteffekte werden vermutet. Aus gene-tischer Sicht ist deshalb von einer Zulassung abzuraten. H 26,0 87%38 zu 6248 zu 528% Der Bestand zeichnet sich durch eine geringe bis mittlere genetische Diversität aus. Aus genetischer Sicht kann der Bestand zur Ernte zugelassen werden. Seit 2012 wurden in Nordbayern 14 neue Erntebestände zugelassen. Heimische Baumarten - Weißtanne 16

17 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 17 Heimische Baumarten - Buche

18 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Buche in Mitteleuropa: vergleichsweise hohe genetische Variation und geringe Differenzierung Unterschiede im Chloroplasten-Genom bei Buche (Vendramin et al.) Heimische Baumarten - Buche 18

19 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 19 (1)BG_GotzeDelchev, (2) BG_Petrochan, (3) BG_Strumjani, (4) BG_Berkovitza, (5) BG_Peschtera, (6) BG_Kotel, (7) DE_Hengstberg, (8) DE_Elchingen, (9) DE_Weildorf, (10) DE_Gangolfsberg, (11) DE_Eichelberg, (12) DE_Sonthofen, (13) DE_Kempten, (14) DE_Illertissen,(15) DE_Ebersdorf, (16) DE_Neidenstein, (17) FO_DevrekSarrigöl, (18) GR_PaikosMountain, (19) IT_Arrezzo, (20) SW_Vasatorp Heimische Baumarten - Buche

20 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 20

21 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 21 Heimische Baumarten - Buche

22 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Transferversuche im Klimawandel Gegenseitiger Transfer von Herkünften der Buche und Weißtanne zwischen Bayern und Bulgarien 22

23 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 2008 – Aussaat in Baumschule – Berkowitza (Bulgarien) (oben) und Laufen (Bayern) (unten) Transferversuche im Klimawandel - Buche Pflanzenhöhe im ersten und zweiten Jahr (Pflanzgarten) 23

24 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 2011 Transferversuche im Klimawandel - Buche Überlebensrate der Herkünfte nach Auspflanzung im Frühjahr 2008 Mittlere Pflanzenhöhen der Buchenherkünfte in den Jahren 2010 bis 2012 auf der Versuchsfläche Varbitza 2013 24

25 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 25 „5, die schon bewiesen haben, dass sie‘s bei uns können!“ Küstentanne (Abies grandis) Esskastanie (Castanea sativa) Schwarzkiefer (Pinus nigra) Douglasie (Pseudotsuga menziesii) Roteiche (Quercus rubra) Herkunftsversuche- JA! Herkunftsversuche- NEIN! Herkunftsversuche- JEIN! Nichtheimische Baumarten

26 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Große Küstentanne (Abies grandis) 26

27 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 27 Große Küstentanne (Abies grandis) Beste Herkunft in Bayern – Indian Creek – Elwha River (Olympische Halbinsel, Washington Samenzone 221)

28 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Verbreitungsgebiet Schwarzkiefer – zerklüftetes Areal von der Türkei bis nach Südspanien 28 Schwarzkiefer – (Pinus nigra)

29 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Tausendkorngewicht nach Herkunfts-regionen Sämlingshöhe im Alter 2 Schwarzkiefer – (Pinus nigra) Unterschiede zwischen Herkünften Folie 29

30 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Schwarzkiefer – (Pinus nigra) Herkunftsversuch bei Gickelhausen Höhe in % zum Flächenmittel (= 100%) Folie 30

31 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 31 - Europaweit relativ geringe geographische Strukturierung der genetischen Diversität; zurückzuführen auf starken menschlichen Einfluss - Zwischen Wildpopulationen gibt es genetische Unterschiede – höhere Diversität im Osten der Türkei - Herkunftsversuche sind selten; - spezifisches Problem. Wildpopulationen versus „Varietäten“, die durch Propfung vermehrt werden. Esskastanie (Castanea sativa)

32 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 32 Roteiche (Quercus rubra) 2006 - 48.014 kg 2007 – 18.335 kg 2008 – 83.010 kg 2009 – 72.993 kg 2010 – 51.548 kg 2011 – 59.010 kg 2012 – 37.788 kg 2013 – 63.753 kg Erntemengen Aufbau einer NKP mit Ziel Samenplantagen  Plusbaumauswahl  Beerntung der Plusbäume  Aussaat und Anzucht  Versuchsflächenanlage  Selektionsschritte:  1. Entnahme schlechter NK  2. Entnahme schlechter Einzelindividuen  Überführung in Samenplantagen

33 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Douglasie (Pseudotsuga menziesii)  312 Bestände überprüft  70 % – Reine Küstendouglasie („grüne“ Douglasie)  3 % – Reine Inlandsdouglasie („graue“ Douglasie)  1 Bestand - Reine Inlandsdouglasie („blaue“ Douglasie)  22 % – Küstendouglasie und Inlandsdouglasie ein Mischung  Große Unterschiede in der genetischen Diversität - (v gam – ca.. 3 bis 20)  10 % geringe Diversität (v gam = 2 – 4,5)  60 % mittlere Diversität (v gam = 5,0 – 8,0)  30 % hohe Diversität (v gam > 8,0) (meist Inlandsdouglasie oder Mischbestände beider Varietäten) 33 Genetische Überprüfung aller Erntebestände in Bayern

34 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Regionen ohne Sommertrocknis Regionen mit höheren Niederschlägen Spätfrostgefährdete Lagen Herkunftsempfehlungen für Bayern Trockene Lagen 34 Douglasie (Pseudotsuga menziesii)

35 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 35 Neue Nachkommenschaftsprüfungen von Beständen und Plantagen laufen Mittlere Höhe fünf Jahre nach Pflanzung Spätfrostschäden Mai 2011 Douglasie (Pseudotsuga menziesii)

36 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 36 Neue Ansätze zur Auswertung der älteren Herkunftsversuche zusammen mit der BFW Wien (Dr. Silvio Schüler) Douglasie (Pseudotsuga menziesii)

37 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 37 „ Können andere es bei uns auch ?“ Zedern (Cedrus libani, Cedrus atlantica) Baumhasel (Castanea sativa) Riesenlebensbaum (Thuja plicata) Westliche Hemlocktanne (Tsuga heterophylla) Maximowicz-Birke (Betula maximowicziana) Tannenarten (A. bornmuelleriana; A.nordmanniana) Nichtheimische Baumarten

38 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht 38 Nichtheimische Baumarten - Tannenarten

39 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Natürliches Verbreitungsgebiet der Libanonzeder (Cedrus libani) aus HAJAR et al. 2010 39 Nichtheimische Baumarten - Zedernarten Welche Herkünfte bei Libanonzeder ? HK-Versuche in Frankreich, Italien, Türkei Ergebnis: -HK aus der Ost- und Zentraltürkei haben bestes Wachstum und höchste Überlebensfähigkeit -HK aus Türkei sind trockenheitsresistenter und weniger spätfrostgefährdet als HK aus dem Libanon Bezug von Saatgut z. Zt. nur aus Frankreich und mit großen Einschränkungen aus der Türkei möglich

40 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Welche Herkünfte bei Atlaszeder 40 Natürliches Verbreitungsgebiet der Atlaszeder (Cedrus atlantica) aus M`HIRIT et al. 1994 Nichtheimische Baumarten - Zedernarten Keine nennenswerten HK-Versuche in Mitteleuropa; in Südeuropa Vergleichsanbauten mit Libanonzederi Ergebnis: -Atlaszeder treibt später aus als Libanonzeder; weniger spätfrostgefährdet -Französische Sekundärherkünfte wüchsig (algerischen Ursprungs) -Herkünfte aus dem Sahara-Atlas gut an Trockenheit angepasst Bezug von Saatgut aus Ursprungsgebieten in Marokko und Algerien z. Zt. nicht möglich. Saatgut auf dem Makr stammt von SekundärHK in Frankreich.

41 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Waldverjüngung im Klimawandel Im Klimawandel bisherige Grundsätze der Bestandesverjüngung überdenken?! Natürliche Verjüngung nur, wenn passende Baumart und hohe genetische Diversität im Bestand vorhanden sind Künstliche Verjüngung:  genetische Diversität und Palstizität des Vermehrungsgutes beachten  Herkunftswahl wissenschaftlich begründet vornehmen (Herkunftsversuche)  Primat der lokalen Herkunft hinterfragen  Herkunftsgebiete flexibilisieren  Herkunftskontrolle ernst nehmen  Grenzen des Transfers beachten 41

42 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Verteilung von SNPs am Gen ALDH innerhalb der bulgarischen Buchenherkünfte an zwei Positionen (505 und 170) Herkünfte von trockenen Standorten : Gotze Delchev Kotel Berkovitza Strumjani Herkünfte von nassen Standorten : Peschtera Petrochan Die Suche nach Kandidatengenen 42

43 Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht Die Suche nach Kandidatengenen Verteilung von Nukleotiden am Gen 0_16810_02 bei sieben Schwarzkiefernherkünften an einer Position (SNP139) Herkünfte aus Deutschland Skie_01 Skie_02 Skie_03 Herkünfte aus extrem trockenen Regionen Skie_24 Skie-33 Skie-53 Skie_54 43