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Flechten-Kiefernwälder in Deutschland- aktuelle Situation und PerspektivenGöttingen, 02.11.2011

Institut für Biochemie und Biologie Biodiversitätsforschung/Spezielle Botanik Universität Potsdam

Thilo Heinken

Abgrenzung und aktuelle Situation von Flechten-Kiefernwäldern in Deutschland

1. Abgrenzung a) Was sind Flechten-Kiefernwälder?

• Ökologische Stellung• Vegetation: Physiognomie & Artenkombination• Standorte• Untertypen

b) Entstehung von Flechten-Kiefernwäldern

2. Aktuelle Situationa) Verbreitung b) Bedeutung und Gefährdung

• Diversität• Sukzession• Stickstoffeinträge• Aktueller Rückgang und Verarmung der Flora

• Schutzstrategien: mögliche Maßnahmen

Flechten-Kiefernwälder in Deutschland

Ellenberg 1996, Vegetation Mitteleuropas

Waldbildende Baumarten in der submontanen Stufe

Ökologische Stellung Kiefern-dominierter Wälder in Mitteleuropa

Ökologische Stellung Kiefern-dominierter Wälder in Mitteleuropa

Heinken 2008, Beitr. NW-FVA 2: 19-42

Charakterarten: Asparagus officinalis, Calamagrostis epigejos, Chimaphila umbellata, Dicranum polysetum, Hypnum jutlandicum, Hypochoeris radicata, Ptilidium ciliare, Pyrola chlorantha, Rumex acetosella s.l.

Dazu weit verbreitete Säurezeiger

Struktur:• kryptogamenreiche Kiefern(misch)wälder• Lichtholzarten dominant, nur geringe Anteile stärker schattender Laub- und Nadelgehölze

Standorte und Verbreitung:• ± bodensaure, nährstoffarme, meist trockene und sandige Standorte• boreal-kontinental, vor allem im Tief- und Hügelland

Vegetation: Sand- und Silikat-Kiefernwälder (Dicrano-Pinion)

Gewelltes Gabelzahnmoos Federchen-LebermoosHeide-Schlafmoos

Besenheide Kiefern-MistelWeißmoos


Physiognomie

Flechten-Kiefernwald Weißmoos-Kiefernwald Drahtschmielen-Kiefernwald

Baumschicht: Kiefern oft krummschäftig, Höhe max. 20 m

Baumschicht: intermediär

Baumschicht: Kiefern gutwüchsig, Höhe >20 m

Strauchschicht: fehlt

einzelne Sträucher im nährstoffreich-feuchteren Bereich vorhanden

einzelne Sträucher vorhanden bis stark entwickelte Strauchschicht

Krautschicht: geringer Deckungsgrad (<10 %), arm an Drahtschmiele und anderen Arten

Krautschicht: Drahtschmiele im nährstoffreich-feuchten Flügel dominant

Krautschicht: Drahtschmiele dominant, größere Anteile anderer Arten

Moosschicht: oft dominant

Moosschicht: nur im nährstoffarm-trockenen Flügel dominant

Moosschicht: nur im nährstoffarm-trockenen Flügel dominant

Flechtenschicht: Deckungsgrad >5 %, Strauchflechten dominant bis regelmäßig auftretend vor Drahtschmielen-Blüte nicht zu übersehen

Flechtenschicht: höchstens einzelne Polster im nährstoffärmeren und trockeren Flügel

Flechtenschicht: fehlend

Fischer et al. 2009, Natur & Landschaft 84: 281-287


Flechten-Kiefernwald

Weißmoos-Kiefernwald

Drahtschmielen-Kiefernwald

Was sind Flechten-Kiefernwälder?Vegetation: Sand- und Silikat-Kiefernwälder (Dicrano-Pinion)

Artenkombination

Flechten-Kiefernwald Weißmoos-Kiefernwald Drahtschmielen-Kiefernwald

Gefäßpflanzen: Corynephorus canescens

Moose: Cephaloziella spec., Dicranum spurium, Polytrichum piliferum

Flechten: Cladonia arbuscula s. l., Cl. furcata ssp. furcata, Cl. gracilis, Cl. macilenta s. l., Cl. phyllophora, Cl. portentosa, Cl. pyxidata s. l., Cl. rangiferina, Cl. squamosa, Cl. uncialis, u.a.

Moose: Dicranum polysetum, Leucobryum glaucum, Pohlia nutans, Ptilidium ciliare

Gefäßpflanzen: Betula pendula (juv.), Calluna vulgaris, Deschampsia flexuosa, Pinus sylvestris (juv.), Quercus robur (juv.)

Moose: Dicranum polysetum, Dicranum scoparium, Hypnum jutlandicum, Pleurozium schreberi, Pohlia nutans

Gefäßpflanzen: Dryopteris carthusiana, Frangula alnus, Prunus serotina, Sorbus aucuparia

Moose: Scleropodium purum

Gefäßpflanzen: Dryopteris dilatata, Galium saxatile, Moehringia trinvervia, Rubus fruticosus agg., Rubus idaeus



Lebensraumtyp „Mitteleuropäische Flechten-Kiefernwälder" (Code: 91T0)

• seit EU-Osterweiterung auf Antrag der Tschechischen Republik

• Abgrenzungskriterien nach Interpretation Manual und BfN:

-„natürliche und naturnahe flechtenreiche Kiefernwälder im natürlichenVerbreitungsgebiet der Kiefer“

-Erstaufforstungen sowie naturferne Kiefernforste und junge Aufforstungenwerden nicht zu diesem Lebensraumtyp gestellt.

-hoher Anteil an Strauchflechten (> 30 %) gefordert

• keine neuen Schutzgebiete

Vegetation: Flechten-Kiefernwald (Cladonio-Pinetum)

„Isländisches Moos“: Flechte des Jahres 2007Rentier-Flechten Cladonia rangiferina & arbuscula

Rentier-Flechte Cladonia portentosa


Was sind Flechten-Kiefernwälder?

Ptilidium ciliare, Cladonia uncialis


Standorte:• arm-trockene, z.T. kiesige Sande (pH <5, meist um pH 4)

- Dünen & Deflationsflächen, - Sander & Talsande- sandige Endmoränen, - flachgründige Sandsteinriffe, Quarzitfelsen

• Podsol-Ranker vorherrschend

• geringe Humusauflage („Xero-Moder“)

Podsol-Ranker mit Xero-Moder

Standorte des Flechten-Kiefernwalds (Cladonio-Pinetum)

Gras-Dominanz (Draht-Schmiele, Schafschwingel)

Struktur & Artenzusammensetzung:• geschlossene Wälder mit mäßiger Wuchsleistung• Kraut-/Zwergstrauchschicht meist stark deckend• Flechten ± fehlend

Standorte:• arme Sande• v.a. Podsol(-Braunerden), ± mächtige Humusauflage

Zum Vergleich: Weißmoos-Kiefernwald

„Beerstrauch-Kiefernwald“: Heidel- & Preißelbeere


Dünenstandort (Kaarßer Sandberge)


Deflationsflächen (Langendorfer Geest)

Was sind Flechten-Kiefernwälder?Standorte des Flechten-Kiefernwalds (Cladonio-Pinetum)


Sandige Endmöränen der Saale-Eiszeit (Wierener Berge bei Uelzen)



Talsandstandort (Küstener Wald)


Sand- und Silikat-Kiefernwälder: Flechten-Kiefernwald

Sandsteinriffe in der Sächsisch-Böhmischen Schweiz: „Relikt-Kiefernwälder“


Sandsteinriffe in der Sächsisch-Böhmischen Schweiz: „Relikt-Kiefernwälder“


Rentier-Flechte Cladonia stellaris: Glazialrelikt

Quarzitfels am Großen Pfahl (Bayerischer Wald): „Relikt-Kiefernwälder“

Sand- und Silikat-Kiefernwälder: Flechten-KiefernwaldStandorte des Flechten-Kiefernwalds (Cladonio-Pinetum)

Edaphisch-syndynamische Untergliederung

Flechten-Kiefernwald: Untertypen

Silbergras-Kieferngehölz:• offene, nicht konsolidierte, basenarme Sandstandorte im Tiefland• mit Arten der Sandtrockenrasen

Glauer Berge (Endmoränengebiet südlich von Potsdam): Typische Ausbildung armer Standorte


Kaarßer Sandberge (Dünengebiet an der Elbe): Typische Ausbildung armer Standorte




Glauer Berge: Habichtskraut-Ausbildung reicherer Standorte


Silbergras, Glashaar-FrauenhaarmoosFlechten Cetraria aculeata, Cladonia pleurota,Silbergras



„Typische“ Ausbildung: Flechten & Moose(Wierener Berge)

Typischer Flechten-Kiefernwald• konsolidierte, extrem basen- und nährstoffarme Standorte

mit Preißel- und Heidelbeere (Kummergebirge, N-Böhmen)


Typischer Flechten-Kiefernwald• konsolidierte, extrem basen- und nährstoffarme Standorte

mit Krähenbeere (Empetrum nigrum), Rügen


Entstehung von Flechten-Kiefernwäldern

größtenteils nutzungsbedingt (Sukzessions- und Degradationsstadien):

• v. a. Streu- und Plaggennutzung

• u. a. Waldweide, Entwaldungen, Brand

• Sukzession auf Sandabbau- oder offenen Dünenflächen

• militärischer Betrieb auf Truppenübungsplätzen (Entstehung von Rohboden)

natürliche Vorkommen:

• auf armen Moränen- und Dünenkuppen, Felsstandorten

• auch nach Bränden (v. a. ostmitteleuropäische Waldökosysteme)

Trennung zwischen natürlichen und nutzungsbedingten Beständen oft schwierig!



Heinken 2008, Beitr. NW-FVA 2: 19-42

Heinken 1995, Diss. Bot. 239

BuchenwaldBirken-EichenwaldKiefernwald (alt)

Ökosystemsukzession auf armen Sanden (Beispiel Lüneburger Heide)

1 2 3 4

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

mol

/ m

2

Kohlenstoff-Vorräte

1 2 34

-30

-25

-20

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-5

0

5

10

15

mol

/ m

2

1 2 34

Stickstoff-Vorräte

Humusauflage

Mineralboden

-200

-100

0

100

200

300

400

mm

ol /

m2

1 23

4

Kalium-Vorräte Humusauflage

Mineralboden

• Nährstoffverfügbarkeit (→ pnV) stark von Humusakkumulation abhängig

Kiefernwald (jung)

(aus SCHMÖLLER & VOLLAND 2002)

Streunutzung (bis in die 1960er Jahre, v. a. Privatwald)

Zusammenrechen von Kiefern-, Moos- und Grasstreu

► Nährstoffentzug

KREUTZER (1972), Kiefernwälder der Oberpfalz,Stickstoffentzug in 100 Jahren:

bei jährlicher Nutzung: 1100-1700 kg N/habei 3jährigem Turnus: 950-1500 kg N/habei 6jährigem Turnus: 850-1200 kg N/ha

► Entstehung offener Bodenbereiche, mechanische Wirkung

à Förderung konkurrenzschwacher Kryptogamen


(aus KLEINSCHMIT 2007)


Streunutzung Rezente Beweidung (Ostpolen)


Natürliche Ursachen geringer Humusvorräte auf armen Waldstandorten1. Feuer

2. Erosion (Wind & Wasser)v.a. Kuppen- und Hanglagen, Dünengebiete

• Förderung der Kiefer/Erhalt natürlicher Kiefernstandorte


Glauer Berge bei Potsdam (Endmoräne)

Verbreitung in NaturräumenQuelle: Heinken (2008): Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands -Dicrano-Pinion

• v. a. Brandenburgisches Heide- und Seengebiet, Fränkisches Keuper-Liasland

• häufiger: u. a. Elbtalniederung, Lüneburger Heide, Oberpfälz.-Bayerischer Wald

• EU: Estland, Lettland, Litauen, Polen, Tschechien, Slowakei, Österreich, Ungarn

Aktuelle Situation: Verbreitung von Flechten-Kiefernwäldern


Schuboth (2004)Flechten-Kiefernwald (WKC)*jaSachsen-Anhalt

LUNG (2006)Flechten-Kiefern-Wald des Binnenlandes (WKF)

jaMecklenburg-Vorpommern

LUA (2007)Flechten-Kiefernwald (WG) und Untertyp „Silbergras-Kieferngehölz (WKC)“ der

Kiefernwälder trockenwarmer Standorte (WK)

jaBrandenburgeigener Biotoptyp

QuelleFassung/Abgrenzung als Biotoptyp

Vorkommendes

Biotoptyps

Bundesland

Deutlich unterrepräsentiert in Vegetationsaufnahmen in Heinken (2008)

Abgrenzung der Biotoptypen in den Bundesländern



HMLWLFN (1995), Hessen-

Forst FENA (2006)

SandkiefernwälderunklarHessen

LFU (2001)Kiefern-Wald auf Flugsand wahrscheinl.Baden-Württemberg

LAWUF, TLU (1996)

Kiefernwald auf meso- bis oligotrophen Standorten im

submontanen Bereich

jaThüringen

schriftl. Mitt.LFUG

bisher kein eigener Biotoptyp, in Erprobungsphase

jaSachsen

von Drachenfels (2004)

Kiefernwald armer, trockener Sandböden (WKT)

jaNiedersachsen

LfU (2006)Kiefernwald, bodensauer (WP)jaBayern

Quelleweiter gefasster Kiefernwald-Biotoptyp

Vorkommendes

Biotoptyps

Bundesland



Brunner 2006, Vegetation des Nürnberger Reichswaldes (Diss.)



schriftl. Mitt. Naturschutzamt Hamburg (2007)

Kiefernwald, naturnah, auf trocken-mageren Standorten

(WNK)Zusatz: fl = flechtenreich

neinHamburg

LOEBF (2007)Kiefernwald (AK0),Zusatz: ti = flechtenreich

jaNordrhein-Westfalen

LANU (2003)Kiefern- und Fichten-Pionierwald (WPn), Zusatz: LBf

= Besonderer Lebensraum Flechten

unklar(unwahr-

scheinlich)

Schleswig-Holstein

LUWG (2005)Trockenwald (W 25) Zusatz W 03

Kryptogamenreichtum

unklarRheinland-Pfalz

Quelleweiter gefasster Kiefernwald-Biotoptyp

Vorkommendes

Biotoptyps

Bundesland




Verifizierung der Vorkommens von Flechten-Kiefernwäldern in Rheinland-Pfalz

(Dahner Felsenland, August 2011)


Nur ein Teil der Flechten-Kiefernwälder wird aktuell dem LRT 91T0 zugeordnet

(HEINKEN) (BfN)


Verbreitung in NaturräumenQuelle: Heinken (2008): Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands -Dicrano-Pinion

Ergänzt!

?


HintergrundBedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern

► Es gibt nur wenige natürliche Kiefernwälder in Deutschland.

► Sie sind durch Nährstoffknappheit charakterisiert.

► Sie sind heute in ihrem Fortbestand bedroht.

► Dies gilt besonders für den Flechten-Kiefernwald.

► Hauptursache sind die hohen über die Luft eingetragenen Stickstoffverbindungen.

► Auch sekundäre Sukzession nach Aufgabe historischer Nutzungsformen spielt eine Rolle; ihr Anteil ist unklar.

Allgemein: Nährstoffarme Standorte sind Lebensraum zahlreicher seltener und gefährdeter Arten und haben große Bedeutung für die Biotop- und Arten-diversität auf Landschaftsebene. Extremstandorte gehen teilweise verloren.

HintergrundBedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern

Sukzession auf silikatarmen Sandböden

(aus HEINKEN 1995)

Pflanzung

Gefährdung der Flechten-KiefernwälderBedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern

Voraussetzungen für flächenhaftes Wachstumvon Flechten: • extreme Nährstoffarmut des Standortes• eine nicht bzw. gering entwickelte Humus- und

Pflanzendecke

Heutige Situation:• fehlender Nährstoffentzug• Nährstoffeinträge aus der Luft (v. a. Stickstoff-

immissionen)• Natürliche Sukzession auf degradierten Standorten

(Humus- und Nährstoffakumulation)

àFörderung konkurrenzstarker Arten (Moose,Gefäßpflanzen)

Gefährdung der Flechten-Kiefernwälder

5 cm

Bedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Karbonat A

lpen

Karbon

at Mitte

lgeb.

Weißmoos

Flechten

Moor

Arte

nzah

l / V

eget

atio

nsau

fnah

me

Gehölze

Kräuter &ZwergsträucherMoose

Flechten

Phytodiversität wichtiger natürlicher Kiefernwälder

Daten aus: Hölzel 1996, Schmidt 2000, Heinken 2007, Mast 1999

Bedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern: Diversität

Quelle: Waldzustand in Europa, 2003

Gesamtstickstoff-Eintrag auf Level II-Flächen 1990-2000

Bedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern: Stickstoff-Einträge

Bedeutung und Gefährdung von Flechten-Kiefernwäldern: Stickstoff-Einträge

1990 (Heinken)Drahtschmielen-Kiefernwald =einzige Pflanzengesellschaft desDünenkomplexes!

Meisel-Jahn 1955, Angewandte Pflanzensoziologie 11

Rückgang durch Stickstoffeinträge: Beispiel Forst Ippener bei Harpstedt (Dünen-Ausblasungsfeld)

Vor 1955 1 Flechten-Kiefernwald2 Weißmoos-Kiefernwald (arm)3-4 Krähenbeeren-reicher

Weißmoos-Kiefernwald5 Weißmoos-Kiefernwald (feucht)6 Drahtschmielen-Kiefernwald (feucht)7 Moor-Kiefernwald

Flechten-Kiefernwälder bereits 1990 in W-Niedersachsen weitgehend verschwunden!• atlantisches Klima• Stickstoffeinträge

Aktueller Rückgang und Verarmung der Flora

Flechten-Kiefernwald (gelb)• 13,8 ha• Verbreitungsschwerpunkt im SW• Ortsnähe (frühere Streunutzung) • mikroklimatischen Lage (Südseite)

Weißmoos-Kiefernwald (hellgrün)• artenärmste Kiefernwald-Bestände

Drahtschmielen-Kiefernwald (dunkelgrün)• nährstoffreichere u. feuchtere Standorte

Fischer et al. 2005

Rückgang v. a. durch Stickstoffeinträge: Beispiel Kaarßer Sandberge

Sommer 2005:Erfassung der Biotoptypen und Pflanzenarten im Naturwaldreservat „Kaarßer Sandberge“ unter besonderer Berücksichtigung der Situation von Flechten-Kiefernwäldern im Auftrag der NFV

Ergebnis: Deutlicher Rückgang der Flechten-Kiefernwälder gegenüber 1994 (Biotopkartierung KELM), dramatischer Rückgang gegenüber 1960er Jahre (Angaben des ehem. Revierleiters)


1776

Gefährdung der Flechten-Kiefernwälder

Rückgang durch Stickstoffeinträge: Beispiel Kaarßer Sandberge


Rückgang von Flechten-Kiefernwäldern durch Stickstoffeinträge

Flechten-Kiefernwald im Wendland, 1991


Flechten-Kiefernwald im Wendland, 2005

Rückgang von Flechten-Kiefernwäldern durch Stickstoffeinträge


• Abnahme des Flechtenschicht-Deckungsgrades(z. T. von 5-25 % auf 0 %)

• Zunahme des Moosschicht-Deckungsgrades (v. a. pleurokarpe Moose)(z. T. von 8 % auf ca. 50 %)

• z. T. Zunahme des Krautschicht-Deckungsgrades (z. B. Drahtschmiele)

• z. T. deutliche Zunahme der Baumschicht-Höhe

• Zunahme der Humusauflage

• einige Probeflächen heute kein Flechten-Kiefernwald mehr

Entwicklungstendenzen auf den Aufnahmeflächen von Heinken 1990/91:

• Gartower Talsandfläche und Küstener Wald westl. Lüchow

• Wierener Berge bei Uelzen (sandige Endmöränen der Saale-Eiszeit)


• meist Abnahme der Artenzahl der Flechten

• qualitative Veränderungen

- meist noch vorkommend: z. B. Cladonia portentosa

- oft verschwunden: Cladonia rangiferina, Cetraria islandica u. a.

Cladonia rangiferina Cetraria islandica

Gefährdung der Flechten-KiefernwälderAktueller Rückgang und Verarmung der Flora

Entwicklungstendenzen auf den Aufnahmeflächen von Heinken 1990/91:

Ritter & Tölle 1978, Beitr. Forstwirtschaft 4

Stickstoff-Düngungsversuche Brandenburg: Mykorrhizierung von Kiefern-Feinwurzeln

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000 4000

N-Düngung [kg/ha]

Myk

orrh

izaf

requ

enz

[%] .

Britz 1Britz 2Busendorf

• Abnahme mit zunehmender Stickstoffversorgung• Kiefern gehen Mykorrhiza-Symbiose nur auf nährstoffarmen Standorten ein


Benkert 1993, Rote Liste Makromyzeten Brandenburg

Gefährdung von Mykorrhiza-Pilzen der Kiefer durch Stickstoffeinträge

• wichtige Gruppe gefährdeter Arten (14,5% der Gesamt-Artenzahl)• Stickstoffeinträge: wesentliche Ursache ihres Rückgangs

0

2

4

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1 2 3

Gefährdungsgrad

Zahl

der

Arte

n Moor-Kiefernwald

Weißmoos-Kiefernwald

Flechten-Kiefernwald


Schmutziger Stacheling

Habichtspilz

gefährdete Mykorrhiza-Pilze der Flechten-Kiefernwälder

Grünling

Halsband-Ritterling


Heinken (2008), Mitt. NW-FVA 2

• Keine Bestandesdüngung oder Kalkung nährstoffarmer Kiefernstandorte!

Schutzstrategien für Flechten-Kiefernwälder

• Schutz vor Düngereinträgen durch Gestaltung abschirmender Waldränder

• Keine Genehmigung von Großmastanlagen in unmittelbarer Nähe vonnähstoffarmer Kiefernstandorte

• Erhaltung bzw. Wiederherstellung von Flechten-Kiefernwäldern durchPlaggen- bzw. Streunutzung? → Vortrag von Petra Fischer u.a.

→ sorgfältige Flächenauswahl→ „radikaler“ Eingriff→ Verwendung der anfallenden Biomasse zukünftig möglich?

• Unterstützung morphodynamischer Prozesse an Dünen, Steilhängen, Auen

• Unterbindung unsachgemäßer Kirrungen und Abfallbeseitigung

Schutzstrategien für Flechten-Kiefernwälder

• Feuer auf nährstoffarmen Kiefernstandorten ggf. zulassen

Heinken (2008), Mitt. NW-FVA 2

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