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Fachgremien

Anhang II

Anhang 2- Methodik

2.1 Auswahl geeigneter Baumarten

Hinsichtlich ihrer Eignung fĂŒr das genetische Monitoring sind die einzubeziehenden Baumarten nach "Nutzwert", "Existenzwert" und "Indikatorwert" zu bewerten. Auf der Grundlage der bisher in den BundeslĂ€ndern erfolgten genetischen Bearbeitung von 20 Waldbaumarten sind fĂŒr diese neun Kriterien zur Bewertung fĂŒr eine Eignung im Folgenden zusammengestellt.

2.1.1 Kriterien mit Bewertungsskala:

    1. GefĂ€hrdung: 1 = keine, 2 = mittlere, 3 =große
    2. Seltenheit: 1 = keine, 2 = mittlere, 3 = große
    3. wirtschaftliche Bedeutung: 1 = geringe, 2 = mittlere, 3 = große
    4. Art der BestĂ€ubung: W = Wind, I = Insekten
    5. Entfernung der Samenverbreitung: w = weit, n = nah
    6. VerfĂŒgbarkeit von PrimĂ€rdaten aus anderen Monitoring-Programmen bzw.der Naturwaldforschung:
        1 = geringe, 2 = mittlere, 3 = große
    7. VerfĂŒgbarkeit von Methoden zum Nachweis genetischer Marker:
        1 = keine, 2 = begrenzt, 3 = unproblematisch
    8. FlĂ€chenreprĂ€sentanz der Baumart in Deutschland: 1 = geringe, 2 = mittlere, 3 = große
    9. Anteil am Bestand: H = Hauptbaumart, M = Mischbaumart

Der auf dieser Grundlage berechnete mittlere Wert ergibt die in der Tabelle 2.1 "Auswahl geeigneter Baumarten bzw. Baumgattungen" als Übersicht zusammengefasste Rangfolge nach PrioritĂ€ten (1 = hoch, 2 = mittel, 3 = gering). Eine separate Bewertung fĂŒr Laubbaumarten, Nadelbaumarten, insektenbestĂ€ubte Baumarten und Reliktbaumarten ist vorgegeben.

2.1.2 Ergebnis des Bewertungsverfahrens und Empfehlung der BerĂŒcksichtigung folgender Baumarten:

Schwerpunktsetzung

  •   fĂŒr zwei Laubbaumarten: Rotbuche, Eiche
  •   fĂŒr zwei Nadelbaumarten: Weißtanne, Gemeine Fichte
  •   fĂŒr zwei insektenbestĂ€ubte Baumarten: Winterlinde, Vogelkirsche
  •   fĂŒr Reliktbaumarten: Schwarzpappel, Ulme

2.2 Auswahl und Einrichtung der MonitoringflÀchen

Sowohl von bewirtschafteten als auch von unbewirtschafteten Waldökosystemen wird eine nach statistischen Kriterien hinreichende und baumartenbezogene Anzahl von Populationen ausgewĂ€hlt, die verschiedenen ökologischen Grundeinheiten innerhalb der Bundesrepublik Deutschland angehören. Innerhalb dieser Populationen werden genetische MonitoringflĂ€chen festgelegt, die baumarten-spezifische Individuenzahlen / MindestgrĂ¶ĂŸen umfassen (Individuenzahl des Altbestandes legt FlĂ€chengrĂ¶ĂŸe fest).

Die FlĂ€chen mĂŒssen im reproduktionsfĂ€higen Alter sein und sollten zumindest teilweise NaturverjĂŒngung aufweisen.

Als MonitoringflĂ€chen sollten vorrangig FlĂ€chen ausgewĂ€hlt werden, fĂŒr die bereits eine hohe Datendichte und eine genaue FlĂ€chendokumentation vorliegt wie z.B. genetische VersuchsflĂ€chen, Naturwaldreservate, waldwachstumskundliche DauerbeobachtungsflĂ€chen. FĂŒr die ausgewĂ€hlten genetischen MonitoringflĂ€chen mĂŒssen die folgenden FlĂ€chenparameter, Kollektivparameter und Baumparameter dokumentiert werden:

2.2.1 FlÀchenparameter:

  •   Monitoringbaumart
  •   Ökologische Grundeinheit
  •   natĂŒrliche Waldgesellschaft pnV
  •   FlĂ€chenkurzbeschreibung, z.B. Wirtschaftswald, Naturwald, DauerbeobachtungsflĂ€chen
  •   bei Wirtschaftwald: Planungsziele
  •   bei Naturwald: Wann aus der Nutzung genommen?
  •   Koordinaten der FlĂ€che (Gauß-KrĂŒger-Koordinaten des FlĂ€chenmittelpunkts)
  •   Forstort (z.B. Forstamt, Forstrevier, Forstdistrikt, Abteilung, Unterabteilung)
  •   FlĂ€chengrĂ¶ĂŸe
  •   Meereshöhe
  •   Besitzart

2.2.2 Kollektivparameter:

  •   Art (z.B. Altbestand, NaturverjĂŒngung, Samen)
  •   Aufnahmejahr
  •   Alter
  •   Baumzahl
  •   horizontale Struktur
  •   vertikale Struktur
  •   Isolierung und Fragmentierung
  •   Behandlungsvariante
  •   Bestandsvariante
  •   z.B. Pflanzung, NaturverjĂŒngung, Ursprung des Vermehrungsguts

2.2.3 Baumparameter

  • Baumnummer
  •  Baumkoordinaten (x/y)
  •  BHD > 7 cm
  •  Höhe
  •  auf ausgewĂ€hlten FlĂ€chen:
      - KronenlĂ€nge und -durchmesser
      - QualitĂ€tsmerkmale (Zwiesel, Geradschaftigkeit, Wasserreiser)

Soweit verfĂŒgbar, sollten flĂ€chennahe Umweltdaten (z.B. Witterung, Luftbelastung, Schad-stoffeintrĂ€ge, Bodenvegetation) dokumentiert werden.

2.3 Inventur zu Parametern des genetischen Systems

Zur Charakterisierung des genetischen Systems werden phĂ€notypische und genetische Merkmale herangezogen (vgl. hierzu Tabelle 2.2 "Parameter nach Indikatoren und Verifikatoren"). Eine Übersicht ĂŒber die Bewertung dieser Parameter ist in der Tabelle 2.3 "Bewertung der Parameter nach PrioritĂ€t und Kosten" zusammengestellt.

2.3.1 Datenerhebung fĂŒr phĂ€notypische Merkmale

An ausgewĂ€hlten BĂ€umen der genetischen MonitoringflĂ€chen werden in regelmĂ€ĂŸigen ZeitabstĂ€nden Bonituren zum BlĂŒhverhalten und zur Fruktifikation erhoben. Am Saatgut werden QualitĂ€tsmerkmale wie Hohlkornanteile und Keimprozent bestimmt.

2.3.2 Datenerhebung fĂŒr genetische Merkmale

Auf den MonitoringflĂ€chen erfolgt eine Aufnahme der Genotypen der ausgewĂ€hlten potenziell reproduzierenden EinzelbĂ€ume an bestimmten Genorten mit Hilfe von Genmarkern. Innerhalb der NaturverjĂŒngung wird in AbhĂ€ngigkeit von der Altersstruktur eine Stichprobe genetisch inventarisiert.
In einem Teil der BestÀnde wird auch die Samengeneration unterschiedlicher Samenjahre bei einer Stichprobennahme untersucht.

Die Auswahl der verwendeten Marker wird baumartenspezifisch festgelegt. FĂŒr die Isoenzym-Genmarker kann dies durch die ad-hoc-Expertengruppe "Biochemisch-genetische Analysen" erfolgen. FĂŒr die Verwendung von DNA-Markern werden zu einem spĂ€teren Zeitpunkt Festlegungen getroffen. Auch bei DNA-Markern ist die Verwendung identischer Markersysteme zwingend erforderlich.

Arbeitsanleitungen zur Erhebung der Daten fĂŒr die Verifikatoren gemĂ€ĂŸ Tabelle 1.2 "Stichwörter zu den Verifikatoren der Indikatoren genetischer Prozesse" im Anhang 1 sind noch zu formulieren.

Tabelle 2.2 Parameter nach Indikatoren und Verifikatoren

Indikator Verifikator               Kurz-
bezeichnung
Parameter                                                             




Level
genetischer
Variation


Genetische DiversitÀt,
Prozent polymorpher Loci
A1 Isoenzyme und/oder DNA-Marker fĂŒr eine definierte Anzahl von Genorten fĂŒr jeden Baum
Effektive Anzahl an Allelen A2 siehe A1
Genetische Variation adaptiv bedeutsamer Merkmale A3 phÀnologische Parameter (Austriebsbeginn und Austriebsabschluss)
Frostresistenz (Variation im Phenolstoffwechsel)
BefallsintensitĂ€t gegenĂŒber biotischen Schaderregern
Kronenform
Fixierungsindices A4 siehe A1
Anzahl potenzieller ElternbÀume A5 Baumhöhe in AbhÀngigkeit von Bestandesstruktur
BaumabstÀnde (Koordinaten)
BlĂŒhintensitĂ€t
Bestandesalter
strukturelle Isolation


gerichtete
Änderungen
der Gen- und
Genotyp
frequenzenz

Unterschiede der Genotypfrequenzen verschiedener Kohorten B1 siehe A1
Baumalter
Unterschiede in PhÀnotypfrequenzen verschiedener Kohorten B2 Wuchsformen
 siehe A3
Unterschiede in der Altersklassen-Verteilung B3 siehe A1,
HĂ€ufigkeiten nach Altersklassenverteilung




Paarungssystem



Selbstbefruchtungsrate C1 siehe A1
Sexualsystem C2 MĂ€nnliche und weibliche BlĂŒhintensitĂ€t
PollenausschĂŒttung / Pollenfallen
InkompatibilitÀt
Abundanz der BestÀuber C3 Daten zu InsektenhÀufigkeiten
Pool der potenziellen Eltern C4 siehe A5
Hohlkornanteil und Keimprozent C5 Keimprozent
Hohlkornanteil
Tausendkommasse






Migration

Ausmaß der genetischen Differenzierung zwischen Populationen D1 siehe A1, auch bei NaturverjĂŒngung
(Eintrag und Austrag)
Pollenverbreitung D2 Modelle bei Kenntnis der Hauptwindrichtung nicht im genetischen Monitoring aufnehmbar
genetische Marker von Pollen- und Sameneltern
Samenverbreitung D3 genetische Marker von Pollen- und Sameneltern
Isolierung durch Barrieren D4 siehe Bestandsbeschreibung
rÀumliche Aggregation unterschiedlicher Paarungstypen D5 siehe A1; Baumkoordinaten
(siehe Bestandesbeschreibung)

Tabelle 2.3 Bewertung der Parameter nach PrioritÀt und Kosten

Nr. Parameter                           
                                      
PrioritÀt Kosten/Jahr
1 Isoenzyme fĂŒr definierte Anzahl von Genorten fĂŒr jeden Baum 1 2
2 phÀnologische Parameter (Austriebsbeginn und Austriebsdauer) 1 1
3 VitalitÀt (WSE) 1 1
4 BefallsintensitĂ€t gegenĂŒber biotischen Schaderregern 2 3
5 Kronenform  (in AbhĂ€ngigkeit von der Baumart) 2 1
6 Baumhöhe in AbhÀngigkeit von Bestandesstruktur* 2 2
7 soziologische Stellung des Einzelbaumes 1 1
8 BaumbestÀnde (Koordinaten) 1 3
9 BlĂŒhintensitĂ€t 1 2
10 Bestandsalter/Baumalter 1 0
11 strukturelle Isolation des Einzelbaumes 1 1
12 Wuchsformen 1 1
13 MĂ€nnliche und weibliche BlĂŒhintensitĂ€t 2 3
14 PollenausschĂŒtzung/Pollenfallen 3 3
15 InkompatibilitÀt 3 3
16 Daten zu InsektenhÀufigkeit (abhÀngig von der Baumart) 2 ?
17 Keimprozent 1 2
18 Hohlkornanteil 1 2
19 Tausendkornmasse 1 2
20 Isoenzyme bei NaturverjĂŒngung (Eintrag und Austrag) 1 2-3
21 Molekulare Marker 1 3

2.4 Datenmanagement

FĂŒr die Dokumentation, Verwaltung und Pflege der Daten ist ein einheitliches Datensystem zwingend erforderlich (z.B. GENDIS).

2.5 Auswertung und Modellierung

Die Datenanalyse und -auswertung erfolgt mit bewĂ€hrten Auswerteroutineprogrammen wie z.B. GSED, PopGene und MacGen. FĂŒr die Modellierung steht das populationsgenetische Computersimulationsprogramm ECO-GENE zur VerfĂŒgung. Die Einbindung von bestehenden waldwachstumskundlichen Modellen und praxisnahen Bewirtschaftungs-konzepten bei der populationsgenetischen Modellierung ist anzustreben.
 

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