Analyse von Diversitätseffekten auf die oberirdische Produktivität in Wäldern: vertieftes mechanistisches Verständnis der raum-zeitlichen Dynamik der Kronenraumbesetzung durch Einsatz des Mobilen Laserscannings

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Gerd Maas; Professor Dr. Goddert von Oheimb
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320926971

Der Bestand und die Produktivität an holziger Biomasse sind Schlüsselfunktionen in Waldökosystemen. Diese Funktionen weisen häufig einen positiven Zusammenhang zur Baumartendiversität auf. Aktuelle Forschungsarbeiten belegen eine stärkere Kronenraumbesetzung in gemischten Wäldern, wofür zwei verschiedene Mechanismen ursächlich sein können: die zwischenartliche Komplementarität in der Kronenarchitektur und die innerartliche Kronenplastizität. Ungeklärt ist jedoch, ob dies in einer verbesserten Funktionalität der Waldökosysteme mündet, und welcher raum-zeitlichen Dynamik die Kronenraumbesetzung unterliegt. Hauptziel dieses Forschungsvorhabens ist die Analyse der Mechanismen von Diversitätseffekten auf die oberirdische Produktivität in naturnahen Wäldern unter Einsatz des Mobilen Laserscannings (MLS). MLS stellt eine leistungsfähige Messtechnik zur Erhebung hoch-auflösender dreidimensionaler Punktwolken der erfassten Objekte dar. Obschon erst wenige Studien zur mobilen Vermessung von Vegetationsstrukturen existieren, zeigt sich ein großes Potenzial für den Einsatz bei der Erforschung des Zusammenhangs zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen (engl. biodiversity-ecosystem functioning - BEF) in Wäldern. Diese Annahme wird stark gestützt durch die Ergebnisse einer Vorstudie, die von den Antragstellenden in einem struktur- und artenreichen Waldgebiet in Norddeutschland durchgeführt wurde. Für eine große Fläche liefern MLS-Daten sehr detaillierte und präzise Informationen über Biomasseallokation und Kronenarchitektur von Einzelbäumen. Gegenwärtig besteht das Haupthindernis in einer breiten Anwendung dieser Messtechnologie in der Wald-BEF-Forschung darin, dass keine Methoden zur automatischen Segmentierung der Einzelbäume und zur Artbestimmung verfügbar sind. Darüber hinaus fehlen Methoden für eine genaue Quantifizierung der Kronenraumnutzung und der raum-zeitlichen Dynamik von Baum-Baum-Wechselwirkungen zur Raumnutzung im Kronendach. Somit besitzt das beantragte Forschungsprojekt zwei Zielsetzungen: die Beseitigung der gegenwärtig gegebenen methodologischen Beschränkungen, die eine breite Anwendung von MLS in der Wald-BEF-Forschung verhindern, und die Entwicklung von Methoden, die eine direkte Analyse der Mechanismen erlauben, die den Biodiversitätseffekten in Wäldern zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen