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B5) Fledermäuse und Waldstrukturen

Landschafts-moderierte Nutzung von Waldstrukturen durch Fledermäuse

Veronika Braunisch 1,2 & Ilse Storch 3
Doktorandinnen: Marlotte Jonker 1,3 (seit 2016), Anna-Lena Hendel 3 (seit 2019)
& Melina Dietzer 1,3 (since 2022)

1 Forstliche Versuchsanstalt Baden-Württemberg (FVA), Abteilung für Waldschutz

2 Universität Bern, Institut für Biologie, Institut für Ökologie & Evolution, Abteilung Naturschutzbiologie

3 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und natürliche Ressourcen, Institut für Forstwissenschaft, Professur für Wildtierökologie und -management

Hintergrund

Fledermäuse gelten als Indikatoren für die strukturelle Komplexität von Wäldern und werden häufig als Zielarten für Artenschutzprogramme ausgewählt, bei denen wichtige strukturelle Elemente im Rahmen der Waldbewirtschaftung gefördert werden sollen. Waldbewohnende Fledermausarten nutzen alte und tote Bäume als Quartiere sowie Waldlücken und lineare Elemente für die Nahrungssuche und zur Fortbewegung.

Die Beibehaltung von Altholzstrukturen kann also vorteilhaft sein, doch wie jüngste Studien zeigen, kann ihre Nutzung und Nutzbarkeit durch Fledermäuse stark vom Landschaftskontext abhängen. Die erste Doktorandin, Marlotte Jonker, beschäftigt sich mit der Frage, wie die Anzahl an Altbäumen und stehendem Totholz  in der Landschaft das Vorkommen und die Häufigkeit von Fledermausarten im Wald beeinflussen.

Das Promotionsprojekt von Anna-Lena Hendel beleuchtet die Mechanismen, die diesen Assoziationen zugrunde liegen, und untersucht, wie sich die Menge und Verteilung von Waldstrukturen auf Fledermäuse auswirken, indem sie die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen und weitergehend die Vernetzung zwischen verschiedenen Ressourcen, die Fledermäuse benötigen, beeinflussen. In der dritten Phase des Projekts B5 soll schließlich die Wirksamkeit der Maßnahmen zur Erhaltung der Waldstrukturen im Vergleich zu anderen Instrumenten zur Erhaltung der biologischen Vielfalt im Wald untersucht werden, indem die ConFoBi-Daten mit Daten verglichen werden, die auf großen, streng geschützten Gebieten erhoben wurden.

Darüber hinaus werden die Häufigkeit und der Zeitrahmen, in dem sich wichtige Strukturen nach Beendigung der Bewirtschaftung entwickeln, untersucht. Die Ergebnisse werden schließlich zusammengefasst, um Schutzempfehlungen zu geben, die darauf ausgerichtet sind, verschiedenen Fledermausarten kontinuierlichen Lebensräum auf der Landschaftsebene zu bieten.

 

Forschunsfrage und Hypothesen

B5 setzt Fledermausvielfalt, -aktivität und Nutzungsart mit Waldmerkmalen auf lokaler und landschaftlicher Ebene in Beziehung und erwartet:

1. Auswirkungen auf die Anwesenheit, Aktivität und Vielfalt der Arten:

  • Die Aktivität und Vielfalt der Waldspezialisten wird mit der lokalen Fülle an Habitatbäumen, Totholz und zugehörigen Mikrohabitaten zunehmen.
  • Die artspezifische Nutzung dieser Strukturelemente auf lokaler Ebene wird durch ihre Häufigkeit in der umgebenden Landschaft beeinflusst.
  • Die Vielfalt der Fledermausarten und -gilden wird mit der strukturellen Heterogenität sowohl auf der Ebene der Waldbestände als auch der Landschaft zunehmen.

2. Auswirkungen auf ökologische Funktionen:

  • Die Vernetzung von Lebensräumen, insbesondere verbindende Elemente wie Lücken und lineare Strukturen in der Waldlandschaft, erklären die lokale Unterschiede in der Fledermausaktivität.
  • Der Nahrungsreichtum und die Aktivität der Fledermäuse bei der Nahrungssuche hängen mit der lokalen Waldstruktur zusammen, aber die Aktivität bei der Nahrungssuche wird durch die Durchlässigkeit der Matrix und die Verbindungsstrukturen auf der Landschaftsebene moduliert.

3.  Unterschiede in der Wirksamkeit der Retentionsforstwirtschaft im Vergleich zu anderen (integrativen und segregativen) Instrumenten zur Förderung der biologischen Vielfalt in Wäldern, wobei die relative Wirksamkeit von den Merkmalen der Arten, ihren Lebensraumansprüchen sowie der Dichte und Vernetzung der Retentionsflächen abhängt.

 

 

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

Automatische akustische Rekorder werden eingesetzt, um Fledermausarten (-gruppen) zu ermitteln und ihre Aktivität zu quantifizieren. Das Vorkommen, Aktivität und Diversität von Arten werden dann mit der Waldstruktur und den Landschaftsbedingungen in Beziehung gesetzt, die sowohl mittels Fernerkundung als auch mittels terrestrischer Kartierungen erhoben werden. LiDAR-Informationen zur Erfassung von 3D-Strukturen unterhalb des Kronendachs (A1) und Kartierungen der Waldstruktur (A2) werden verwendet, um das Vorkommen von Fledermäusen auf der Bestandsebene vorherzusagen.

Variablen auf der Landschaftsebene werden aus GIS-Datenbanken und Stereo-Luftbildaufnahmen abgeleitet. Durch die Analyse der Nahrungsverfügbarkeit (in Zusammenarbeit mit B6) und die Verteilung von Verbindungsstrukturen wie Waldrändern, von denen wir annehmen, dass sie für Fledermäuse wichtig sind um zwischen kritischen Ressourcen zu pendeln, wir es ermöglichen, funktionale Zusammenhänge zu untersuchen.

Durch die Verknüpfung von Fledermausvorkommen und Vielfalt mit strukturellen Merkmalen auf verschiedenen räumlichen Ebenen  werden quantitative Zielwerte für eine integrative Waldbewirtschaftung abgeleitet.

 

Ergebnisse

In den ersten drei Jahren wurden auf allen 135 Untersuchungsflächen wiederholt sowohl Fledermäuse als auch Habitat Strukturen erfasst. Die noch laufenden Analysen zeigen die Bedeutung von Baum-Mikrohabitaten (Basile et al., 2020) sowie von Lücken und Öffnungen im Kronendach für die Fledermausaktivität auf Ebene der Untersuchungsfläche. Die letztgenannten Strukturen werden nun in ihrer verbindenden Funktion weiter untersucht. Zusätzlich wurden in einer Pilotphase auf einem Teil der Untersuchungsflächen Lichtfallen eingesetzt, um Nachtfalter und andere nachtaktive Insekten zu sammeln.

Auf dieser Grundlage soll die Nahrungsverfügbarkeit quantifiziert und mit Waldstrukturen verknüpft werden. Gegenwärtig werden weitere Daten gesammelt, um die Nahrungsverfügbarkeit mit der Futtersuch-Aktivität zu verknüpfen und so die indirekten Auswirkungen von Waldstrukturen auf die Lebensraumfunktionalität von Fledermäusen zu verstehen.

Dabei werden die beobachteten nächtlichen Aktivitätsmuster und die aufgezeichneten charakteristischen Fangrufe von Fledermäusen bei der Nahrungssuche genutzt, um diese Zusammenhänge herzustellen und zu bestätigen.

 

Zukünftige Forschungsfrage

Nächstes Promotionsprojekt (ab 1. Juli 2022):

In der dritten Phase werden die auf den ConFoBi-Flächen erhobenen Daten (d. h. die Daten, die für verschiedene Retentionsniveaus stehen) mit Daten aus einem assoziierten Projekt an der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) verglichen, in dem ähnliche Daten an den Extremen des Bewirtschaftungsgradienten (d. h. unbewirtschaftete Wälder und experimentelle Kahlschläge) erhoben wurden.

Im Rahmen des dritten PhD3-Projekts soll insbesondere

  • die relative Effizienz von kleinen integrativen (d. h. Retentionsflächen) im Vergleich zu großen segregativen Flächen (d. h. streng geschützten Gebieten) bewerten, wobei die Auswirkungen von Flächengröße, Flächenanzahl, räumlicher Konfiguration und deren Vernetzung auf Zielorganismen berücksichtigt werden
  • die Zeitskala und Häufigkeit, mit der sich die gewünschten Strukturen sich bei "passiven" Wiederherstellungsprozessen im Gegensatz zur aktiven Schaffung von Strukturen entwickeln.

 

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse zielt B5 darauf ab, Waldbewirtschaftern quantitative Zielwerte für die Abundanz und Konfiguration von strukturellen Lebensraumelementen für Fledermäuse auf Bestands- und Landschaftsebene an die Hand zu geben und das Potenzial verschiedener Bewirtschaftungssysteme zur Bereitstellung dieser Elemente zu vergleichen.

Anforderungen an PhD-Bewerber*innen von B5:

Zusätzlich zu den in der Stellenausschreibung beschriebenen allgemeinen Anforderungen suchen wir eine/n WissenschaftlerIn mit ausgeprägten konzeptionellen und analytischen Fähigkeiten und einer guten Kenntnis der europäischen Fledermausfauna, vorzugsweise mit Erfahrung in der akustischen Identifizierung von Fledermäusen. Da die Daten halbautomatisch ausgewertet werden müssen, sind Erfahrungen im Umgang mit bioakustischen Softwaretools für Fledermausrufe (z. B. BatScope, BatExplorer, Kaleidoscope usw.) von Vorteil. Darüber hinaus sollte der Bewerber über gute Kenntnisse in Statistik und ökologischer Modellierung, gute Kenntnisse in R und GIS-Programmen (ArcGIS oder QGIS) sowie Erfahrung im Umgang mit großen Datenmengen verfügen.

 

ConFoBi-Publikationen von B5

Asbeck, Thomas; Sabatini, Francesco; Augustynczik, Andrey L. D.; Basile, Marco; Helbach, Jan & Jonker, Marlotte et al. (2021). Biodiversity response to forest management intensity, carbon stocks and net primary production in temperate montane forests. Scientific reports, 11, 1625. www.doi.org/10.1038/s41598-020-80499-4.

Augustynczik, Andrey L. D.; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Jonker, Marlotte; Knuff, Anna & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Reconciling forest profitability and biodiversity conservation under disturbance risk: the role of forest management and salvage logging. Environ. Res. Lett., 15, 0940a3. www.doi.org/10.1088/1748-9326/abad5a.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Jonker Marlotte; Knuff, Anna K.; Bauhus, Jürgen & Braunisch, Veronika et al. (2020). What do tree-related microhabitats tell us about the abundance of forest-dwelling bats, birds, and insects? Journal of environmental management, 264, 110401. www.doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110401.

Gossner, Martin M.; Gazzea, Elena; Diedus, Valeriia; Jonker, Marlotte & Yaemchuk, Mykola (2020). Using sentinel prey to assess predation pressure from terrestrial predators in water-filled tree holes. Eur. J. Entomol., 117, 226–234. www.doi.org/10.14411/eje.2020.024.

Gustafsson, Lena; Bauhus, Jürgen; Asbeck, Thomas; Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Basile, Marco & Frey, Julian et al. (2020). Retention as an integrated biodiversity conservation approach for continuous-cover forestry in Europe. Ambio, 49, 85–97. www.doi.org/10.1007/s13280-019-01190-1.

Kirsch, Jennifer-Justine; Sermon, Jana; Jonker, Marlotte; Asbeck, Thomas; Gossner, Martin M. & Petermann, Jana S. et al. (2021). The use of water-filled tree holes by vertebrates in temperate forests. Wildlife Biology, 2021. www.doi.org/10.2981/wlb.00786.

Storch, Ilse; Penner, Johannes; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen & Braunisch, Veronika et al. (2020). Evaluating the effectiveness of retention forestry to enhance biodiversity in production forests of Central Europe using an interdisciplinary, multi-scale approach. Ecology and evolution, 10, 1489–1509. www.doi.org/10.1002/ece3.6003.