BMEL Initiative

Konzept zum genetischen Monitoring für Waldbaumarten in der Bundesrepublik Deutschland

erarbeitet von der Expertengruppe "Genetisches Monitoring" der Bund-Länder-Arbeitsgruppe "Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht" (BLAG-FGR)


Vorbemerkung

Im Rahmen der internationalen Bemühungen zum weltweiten Schutz der biologischen Vielfalt kommt der Erhaltung der genetischen Vielfalt (syn. genetischen Diversität) von Waldbaumpopulationen durch den Schutz der genetischen Systeme besondere Bedeutung zu. Die genetische Vielfalt bestimmt die Anpassungs- und Leistungsfähigkeit von Waldbäumen, sie ist Grundlage einer nachhaltigen Entwicklung von Wäldern. Die genetische Diversität ist demzufolge eine wesentliche Voraussetzung für eine multifunktionale Forstwirtschaft einschließlich der Lieferung des nachwachsenden Rohstoffs Holz.
Die Erhaltung des Waldes und die nachhaltige Sicherung der Waldfunktionen in Natur- und Wirtschaftswäldern sind Ziele einer Reihe von Monitoring-Programmen in Waldökosystemen auf nationaler und internationaler Ebene. Allerdings wird die genetische Ebene als essentielle Grundlage der biologischen Vielfalt derzeit im Rahmen solcher Programme eher unzureichend bearbeitet. Ein genetisches Monitoring ist eine wesentliche Grundlage für die Sicherung und Kontrolle einer nachhaltigen Bewirtschaftung von Waldbeständen unter Erhaltung der genetischen Vielfalt.

Ergebnisse von punktuellen und kurzfristigen Fallstudien zeigen, dass natürliche und anthropogene Einflüsse populationsgenetische Prozesse verändern können. Um diese Veränderung der genetischen Systeme verfolgen zu können, sind wiederholte Zustandserfassung und das Studium von Zeitreihen notwendig. Insofern ist es dringend erforderlich, schwerpunktmäßig genetische Aspekte in das forstliche Monitoring zu integrieren.

Das im Jahr 2000 neugefasste und von der Forstchefkonferenz bestätigte "Konzept zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung der forstlichen Genressourcen in der Bundesrepublik Deutschland" (Paul et al. 2000) fordert die Entwicklung der Grundlagen für ein genetisches Monitoring im Wald. Dies wird als wichtiger Schritt zur Umsetzung des Übereinkommens über die biologische Vielfalt betrachtet, das in Art. 7b die Überwachung der relevanten Bestandteile der biologischen Vielfalt fordert (Anonymus 1993).

Ziele

Das genetische Monitoring verfolgt das Ziel, den Zustand und die Entwicklung genetischer Systeme anhand von Kriterien, Indikatoren und Verifikatoren zu erfassen. Es leistet damit einen essentiellen Beitrag zur Abschätzung und Bewertung der Wirkung von Einflussfaktoren auf das genetische System von Wäldern.
Anhand von Kriterien und Indikatoren können Leitbilder formuliert, Maßnahmen geplant und deren Erfolg kontrolliert werden. Mit der Erfassung von Veränderungen des genetischen Systems, die erst in nachfolgenden Waldgenerationen auf übergeordneten Monitoringebenen sichtbar werden (z.B. Bestandesstruktur, Vitalität, Naturverjüngung), leistet das genetische Monitoring einen entscheidenden Beitrag als Frühwarnsystem für Ökosystemveränderungen.

Die Ergebnisse des genetischen Monitorings dienen der forstlichen Praxis, dem Naturschutz, der Politikberatung, der Wissenschaft sowie dem Informationsaustausch mit anderen Monitoring-Systemen. Mit diesem Monitoring werden Forderungen des Übereinkommens über die biologische Vielfalt [CBD, Rio-Konferenz 1992] (Anonymus 1993) erfüllt.

Durchführung

Das genetische Monitoring umfasst die periodische, stichpunktartige oder flächenweise Aufnahme genetischer Strukturen und Charakteristika des genetischen Systems (z.B. Populationsgröße, Blühverhalten, Sexualsystem). Kriterien populationsgenetischer Prozesse sollen hinsichtlich definierter Indikatoren durch Verifikatoren erfasst werden (siehe Anhang 1).

Das genetische Monitoring muss sowohl bewirtschaftete als auch unbewirtschaftete Wälder einbeziehen. Die Auswahl der Baumart erfolgt nach Nutz-, Existenz- und Indikatorwert. Es wird empfohlen, zunächst solche Baumarten zu bearbeiten, für die bereits serienmäßig einsetzbare genetische Marker verfügbar sind.
Aus Gründen der Vergleichbarkeit soll das genetische Monitoring nach einer baumartenspezifisch einheitlichen Methodik erfolgen, insbesondere in Bezug auf Stichprobenstrategie, Aufnahmeverfahren, Analysenmethodik, Dokumentation und Auswertung der Daten (siehe 2). Die Daten sind so zu erheben, dass sie für Simulationsprozesse verwendet werden können.

Die wissenschaftlich-technischen Voraussetzungen für die Durchführung eines solchen Monitorings sind bei den Institutionen des Bundes und der Länder gegeben. Die Koordinierung des genetischen Monitoring-Programms obliegt der BLAG-FGR auf der Basis des "Konzeptes zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung forstlicher Genressourcen in der Bundesrepublik Deutschland" (siehe Paul et al. 2010).

Realisierung

Bei der Umsetzung kann auf

 

  • vorhandene Flächen (z.B. Dauerbeobachtungsflächen, Naturwälder, Versuchsflächen etc.),
  • Umwelt- und forstliche Daten,
  • vorhandene Markersysteme,
  • Voruntersuchungen zur Stichprobenstrategie,
  • Datenbanksysteme,
  • Auswertungsalgorithmen und
  • Computersimulationsmodelle

zurückgegriffen werden.

Berichterstattung

Der Sachstand zum genetischen Monitoring wird in den periodischen Berichten der BLAG-FGR und der forstlichen Umweltkontrolle des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) dokumentiert.

Nutzung der Ergebnisse

Die Ergebnisse des genetischen Monitorings liefern Informationen über den gegenwärtigen Zustand des genetischen Systems der erfassten Waldbaumarten. Sie werden darüber hinaus genutzt für

  • die Abschätzung genetischer Implikationen waldbaulicher Maßnahmen;
  • die Entwicklung praktischer Strategien zur Erhaltung forstlicher Genressourcen;
  • die Integration genetischer Aspekte in die strategische Nutzung anderer Monitoring-Programme sowie
  • die Optimierung des genetischen Managements für die nachhaltige Nutzung von Waldökosystemen.


Literatur

Anonymus (1993): Gesetz zum Übereinkommen über die biologische Vielfalt. Bundesgesetzblatt BGBl II, S. 1741 und Übereinkommen über die biologische Vielfalt. BGBl. II, S. 1742-1772.

Paul, M.; Hinrichs, T.; Janssen, A.; Schmitt, H.P.; Soppa, B.; Stephan, B.R. & Dörflinger, H. (2000): Konzept zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung forstlicher Genressourcen in der Bundesrepublik Deutschland (unter Mitarbeit von W. Arenhövel, A. Franke, R. Kätzel, J. Kleinschmitt, H.-J Muhs, E. Natzke, W. Ruetz, W. Schilling & U. Tabel). Sächsische Landesanstalt für Forsten [LAF] Pirna-Graupa, Hrsg., ISBN 3-932967-25-9, 66 Seiten.

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Mitglieder der BLAG-Expertengruppe "Genetisches Monitoring"
(in alphabetischer Reihenfolge)

Dr. Aikaterini Dounavi (ab 2002), FVA Baden-Württemberg, Freiburg i.B.
Dr. Karl Gebhardt (ab 2002), [vormals Hessen-Forst, FIV Hann. Münden]; seit 01.01.2006 Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt Göttingen
Dr. Joachim Heyder, LÖBF Nordrhein-Westfalen, Forstgenbank Arnsberg
FOR Albrecht Franke, Baden-Württemberg, Freiburg i. B. (Koordinator bis 2001)
Dr. Alwin Janssen (bis 2002), [vormals Hessen-Forst, FIV Hann. Münden]; seit 01.01.2006 Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt Hann. Münden
Dr. Ralf Kätzel, Landesforstanstalt Eberswalde
Dr. Monika Konnert, ASP Teisendorf
Dr. Werner Maurer, FAWF Rheinland-Pfalz, Trippstadt (Koordinator ab 2001)
Prof. Dr. Florian Scholz, BFH Großhansdorf
Prof. Dr. Erwin Hussendörfer, FH Weihenstephan
Prof. Dr. Michael Köhl, Zentrum Holzwirtschaft der Universität Hamburg

 

Zum Anhang 1 - Kriterien, Indikatoren und Verifikatoren für ein genetisches Monitoring in Wäldern
Zum Anhang 2 - Methodik