Mikrokosmos Totholz: Forschung

Am Lehrstuhl für Bodenökologie im Bayreuhter Zentrum für Ökologie und Umweltforschung der Universität Bayreuth wird schon seit vielen Jahren an Totholz geforscht - und etliche Jahre sind auch nötig, um die Abbauprozesse von Totholz bis zum Ende zu verfolgen. in der AG Populationsökologie der Tiere sowie am Ökologsch-Botanischen Garten wurde die Funktion der Totholzstruktur "Mulmhöhlen" als Lebensraum für Insekten untersucht.

Abbau von Totholz: Dauer und Verlauf (Stand 2023)

Der Abbau von auf dem Boden liegenden Totholzstämmen verläuft relativ schnell. Für 13 verschiedene 'heimische' Baumarten ist die Hälfte der Holzmasse bereits nach 6-13 Jahre verschwunden, wobei die Hainbuche am schnellsten, Esche und Lärche am langsamsten abgebaut werden. Für stehendes Totholz sind die Abbauraten deutlich geringer.

Viele, teils auch seltene Arten (Pilze, Käfer, etc.) sind auf liegendes Totholz angewiesen. Der langjährige Abbau kann in etwa fünf Stadien eingeteilt werden, das Totholz wird nacheinander von verschiedenen Organismen besiedelt (Sukzession). In der letzten Abbauphase ensteht 'Totholzhumus', in dem Kohlenstoff längerfristig gebunden bleibt. Allerdings sind die hier gebildeten Mengen eher gering.

• Laufendes DFG-Forschungsprojekt zu Totholz in der letzten Zerfallsklasse

Totholzabbau ist "Teamwork" (Stand 2023)

Totholz ist ein extrem nährstoffarmer, dafür aber kohlenstoffreicher Lebensraum. Zum mangelnden Nährstoff Stickstoff konnte nachgewiesen werden, dass stickstofffixierende Bakterien im Holz aller Baumarten vorkommen und zur Stickstoffversorgung anderer holzabbauender Organismen beitragen.

Der Vergleich mit anderen Studien zeigt, dass die Stickstofffixierung im Totholz von Laubbäumen höher ist als in Nadelbäumen. Die Diversität von stickstofffixierenden Bakterien im Totholz ist sehr groß. Unter den Bakterien dominiert die Gattung 'Frankia', die für die symbiontische Stickstofffixierung in lebenden Pflanzenwurzeln bekannt ist.

• Groß, C., Hossen, S., Hartmann, H. et al. Biological nitrogen fixation and nifH gene abundance in deadwood of 13 different tree species. Biogeochemistry 161, 353–371 (2022).
  
  

Totholz-Zersetzung bei verschiedenen Baumarten (Stand 2016)

Welchen Einfluss hat die Baumart auf die Freisetzung gelösten organischen Kohlenstoffs und Stickstoffs aus Totholz-Stämmen? Kann ober- und unterirdisches Totholz als Kohlenstoffsenke in Natur- und Wirtschaftswäldern dienen? Analysen und Ergebnisse hierzu sind in folgenden Dissertationen veröffentlicht:

• Tree species effects on the release of dissolved organic carbon and nitrogen from decomposing logs
  (Andreas Bantle)
• Potential of above- and below-ground coarse woody debris as a carbon sink in managed and unmanaged forests
  (Inken Krüger)

 

Insektenvielfalt in Mulmhöhlen (Stand 2023)

Totholz ist ein wichtiges Strukturelement für die Biodiversität in Wäldern, aber es ist aufgrund der historischen forstwirtschaftlichen Methoden immer seltener geworden. Bäume mit so genannten Mulmhöhlen wurden gefällt, weil das Holz beschädigt und unbrauchbar war. Dabei sind Mulmhöhlen ein besonderer Lebensraum für eine Vielzahl von Insekten im Wald. Heutzutage versucht die Forstwirtschaft, wirtschaftliche Nutzung mit dem Erhalt und Schutz der Biodiversität im Wald zu vereinen.

Wieviele verschiedene Insekten leben tatsächlich in den vorhandenen Mulmhöhlen? Wie hoch ist der Anteil geschützter Arten? Wie groß darf der Abstand zwischen einzelnen Mulmhöhlen sein, damit sich die dort lebenden seltenen Käfer noch treffen und paaren können? Nur ein genetischer Austausch sichert langfristig den Bestand einer Tierart. Im Mulmhöhlen­projekt untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Uni Bayreuth diese Fragen, um so Forstmanagementstrategien zu verbessern und zu klären, in welcher Dichte Bäume mit Mulmhöhlen stehen gelassen werden sollten.

Veröffentlichungen der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF):

• Wohnungsnot in deutschen Wäldern (LWF-aktuell, 3|2018)
• Mulmhöhlen – für die Artenvielfalt im Wald (LWF-Merkblatt 42, März 2022)
• Artenvielfalt in Mulmhöhlen: Einfluss von Waldstruktur und Höhleneigenschaften (LWF-aktuell, 4|2022)
  
  

Die Dissertration von Dr. Bastian Schauer fasst die Forschungsergebnisse zusammen:

• Bastian Schauer: Saproxylic insects in tree hollows : drivers of diversity, dispersal and food web structure. - Bayreuth: 2022. - 251 S. (Dissertation, 2022, Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT).