Masterarbeit Geoökologie von Lea-Marie Pollok

Wälder als intakte Ökosysteme bieten nicht nur Lebensraum, sondern speichern Kohlenstoff aus der Atmosphäre und regulieren den Wasserkreislauf. Sie spielen somit eine entscheidende Rolle bei der Bekämpfung des Klimawandels. Gleichzeitig ist ihre Resilienz gegenüber multiplen Stressoren auch in gemäßigten Klimaten begrenzt. Allgemeine Stressoren wie Hitze, starke Einstrahlung oder Trockenheit gipfeln dabei zunehmend in Bränden oder starkem Schädlingsbefall. Der Klimawandel fördert diese Prozesse zusätzlich, weshalb eine anschließende Wiederbewaldung ein immer bedeutenderes Thema wird. Nach Kalamitäten ist eine schnelle Etablierung einer Primärvegetation und Wiederbewaldung relevant und zeitkritisch zur Vermeidung von Bodenerosion und zur Wiederherstellung des Ökosystems. Ohne schützende Vegetation kommt es zu verstärktem Oberflächenabfluss, Bodenerosion und allgemeiner Degradation der Standorte. Die Wiederbewaldung mittels Saatgutpellets, welche durch Drohnen ausgebracht werden, stellt eine kostengünstige und zeiteffizient Alternative gegenüber Baumsetzlingen dar. Zudem werden schwer erreichbare Waldbruchgebiete zugänglich und die Biodiversität kann erhöht sowie Artenzusammensetzungen standortbezogen angepasst werden.

Ziel der Masterarbeit ist die Verbesserung und Optimierung der Keimung sowie Etablierung von Sämlingen der Primärvegetation und Klimaxbaumarten, damit ein schneller effizienterer Eingriff auf Kalamitätsflächen mit (pelletierter) Direktsaat stattfinden kann, um Degradation zu verhindern und einen angepassten Waldumbau auf zukünftigen Klimabedingungen zu fördern.

Das Untersuchungskonzept basiert auf Windbruch und Waldbränden als zwei besonders relevante Umweltszenarien. Zum einen wird das Vorhandensein von Totholz auf dem mineralischen Oberboden (Waldbruch) und zum anderen das Aufliegen von Asche (Waldbrand), da diese Materialien Wasser speichern und Nährstoffe zur Verfügung stellen. Dazu stütze ich mich auf die Arbeitshypothese, dass höhere Keimungsraten und eine stärkere Etablierung der Sämlinge der Primärvegetation und damit die mikroklimatischen Bedingungen für die Zielbaumarten (geringe tägliche Temperaturamplituden und höhere Bodenfeuchte) begünstigen.

Um die vielfältigen Einflussfaktoren strukturiert zu untersuchen, sollen zwei Keimversuche mit a) pelletierten Einzelsamen, b) pelletierten Samenverbünden (Satelliten) und c) Samen ohne Pelletierung (zur Keimkontrolle) auf drei unterschiedlichen mineralischen Böden durchgeführt werden. In einem ähnlich gelagerten, aber missglückten Experiment wurden die wichtigsten Umweltvariablen pH-Wert und Wasserspeicherungsvermögen der Pellets identifiziert. Um dafür das beste Treatment der Pellets und grundlegender Keimfähigkeit zu ermitteln, wird in Vorversuchen die Pelletzusammensetzung in Bezug auf Hydrogele zur Optimierung der Wasserretentionseigenschaften sowie die Keimverbesserung durch die Behandlung der Samen mit Rauch bzw. Rauchwasser untersucht. Zudem wird eine neue Pelletzusammensetzung mit Kalk getestet, um eine Pufferung des sauren pH-Wertes des mineralischen Oberbodens und der aufliegenden Streu zu bewirken. Die Vorversuche werden in Petrischalen mit der Grundsubstanz Agar Agar, wie in Abb. 2 zusehen, durchgeführt. 

Die Arbeit wird von Jun.-Prof. Conrad Jackisch und Jun.-Prof. Karin Glaser betreut. Sie findet in enger Zusammenarbeit mit der Firma Skyseed (www.skyseed.eco) statt.