Sie sind hier: Startseite Projekte B6) Vogel-Wald Beziehungen

B6) Vogel-Wald Beziehungen

Mehrskalige Untersuchung von Vogel-Wald Beziehungen

Ilse Storch
DoktorandInnen: João Manuel Cordeiro Vale Pereira (seit 2019) & Mariela Yapu Alcazar
(seit 2022)

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

Hintergrund

Vögel sind häufig verwendete Indikatoren für Biodiversität: Sie sind beliebt, gut erforscht und vergleichsweise leicht zu erfassen. Habitatspezialisten, die alte Baumbestände benötigen, sind für den Naturschutz von besonderem Anliegen und gelten als von der Forstwirtschaft nachteilig beeinflusst. Studien die den lokalen Vogelartenreichtum in bewirtschafteten Wäldern gegenüber natürlichen Wäldern vergleichen, haben jedoch zu zweideutigen Resultaten geführt. Aufgrund ihrer Mobilität sind Vogelgemeinschaften wahrscheinlich nicht nur von der lokalen Waldstruktur, sondern auch von der umgebenden Landschaft geprägt. Die Häufigkeit von Waldspezialisten korreliert mit der Waldstruktur, doch die Struktur ist ein unzureichender Prädiktor für das Vorkommen von Arten und damit für den Artenreichtum.

Der erste Doktorand in B6, Marco Basile, untersuchte, wie Strukturreichtum in der Landschaft das Auftreten und die Häufigkeit von Waldvögeln beeinflussen. Das Beschreiben von Mustern der Vogel-Lebensraum-Beziehungen kann jedoch nicht die Mechanismen aufdecken, die lokale Vogelgemeinschaften prägen. Daher konzentriert sich Joao Pereira in seinem Promotionsprojekt derzeit auf funktionelle Reaktionen von Vögeln auf die Waldstruktur, nämlich ihre trophischen Verbindungen (und insbesondere die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen), mit dem Ziel, Licht auf die ökologischen Prozesse zu werfen, die den von Marco beobachteten numerischen Mustern zugrunde liegen. Im dritten Promotionsprojekt (PhD3) schließlich will B6 anhand unserer mehrjährigen Datenreihe von Vogelerhebungen auf allen ConFoBi-Plots die räumlich-zeitliche Dynamik der Vogelgemeinschaft im Untersuchungsgebiet analysieren und die gemeinhin angenommene Indikatorfunktion von Vögeln für die gesamte Biodiversität kritisch bewerten.

 

Forschungsfragen und Hypothesen

B6 befasst sich mit den übergeordneten Hypothesen, dass 1) die Auswirkungen von Maßnahmen zur Erhaltung der biologischen Vielfalt auf Waldvogelgemeinschaften durch die umgebende Landschaft beeinflusst werden; dass 2) Muster im Vorkommen und in der Häufigkeit von Waldvögeln in Abhängigkeit von der mehrskaligen Waldstruktur durch ihre trophischen Beziehungen erklärt werden können; und dass 3) räumliche Heterogenität ein Prädiktor für zeitliche Heterogenität ist. Im Einzelnen erwarten wir, dass:

  • Das Vorkommen, die Häufigkeit und die Vielfalt von Vogelarten auf der Ebene von Waldbeständen (Plots) werden durch die lokale Waldstruktur und die umgebende Landschaft erklärt.
  • Strukturelle Heterogenität, die aufgrund von Retentionsmaßnahmen gefördert werden soll, erhöht die Nahrungsverfügbarkeit von Wirbellosen für Vögel, die auf späte Sukzessionsstadien angewiesen sind;
  • Die zeitliche Dynamik der Vogelgemeinschaften, also ihre jährlichen Schwankungen in Häufigkeit und Artenreichtum, wird durch die Waldstruktur auf Standorts- und Landschaftsebene beeinflusst.
  • Waldvogelvariablen (Abundanz, Reichtum, Diversität; Rote Liste, Spezialisten, Gilden) sind nur geringfügig mit Diversitätsmessungen für andere Taxa korreliert; daher ist ihre allgemeine Verwendung als Indikatoren für die Gesamtbiodiversität fragwürdig. 

 

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

B6 analysiert die strukturellen Zusammenhänge der Biodiversität der Vögel auf mehreren räumlichen Ebenen, indem Vorkommen und Artenreichtum (gesamt, funktionelle Gruppen, Arten der Rote Liste) auf Plotebene mit der Häufigkeit, Heterogenität und räumlichen Verteilung von Strukturelementen (Habitatbäume, Totholz, Mikrohabitate) auf Plotebene und Landschaftsebene in Beziehung gesetzt werden. B6 sammelt jährlich Daten zum Vorkommen von Vogelarten unter Verwendung wiederholter Punktzählungen auf allen 135 Plots und ihrer Umgebung. Die Daten werden anschließend mit multivariaten Modellierungsansätzen analysiert. Derzeit konzentriert sich die Studie auf den Nahrungserwerb von zwei Gruppen von Waldvögeln, die einen großen Teil der Brutvögel umfassen, und ihre jeweilige Beute: 1) auf dem Boden nach Nahrung suchende Arten; 2) im Kronendach suchende Arten. Wirbellose Bodentiere werden mit Fallfallen (mit B2, B3 und B4) und Wirbellose der Baumkronen mit einer Kombination aus Raupen-Fraß-Kollektoren und Schwarzlichtfallen (mit B5) beprobt. Die Abundanz an Beutetieren hängt dann mit den Lebensraummerkmalen und der Abundanz der entsprechenden Vogelarten zusammen.

B6 liefert Vogelzähldaten für alle 135 Untersuchungsflächen in den ConFoBi-Datenpool. B6 kooperiert in der Erfassung von Wirbellosen mit den Projekten B2-B5 und verwendet die Strukturdaten und Fernerkundungsdaten von A1 und A2. B6 analysiert die Reaktionen der Biodiversität multipler Taxa auf Maßnahmen zur Erhöhung der Strukturvielfalt in Zusammenarbeit mit anderen B-Projekten. Modelle mehrskaliger Vogel-Wald-Beziehungen werden auch anhand vorhandener Daten aus der EU CostAction BOTTOMS-UP überprüft.

 

Ergebnisse

Der erste Doktorand von B6, Marco Basile, hat die Assoziation von Waldvogelarten mit bestimmten Mikrohabitaten sowie das gleichzeitige Auftreten von Vögeln, Fledermäusen und Wirbellosen mit Mikrohabitaten untersucht. Analysen für einzelne Arten ergaben beispielsweise, dass Spechte Höhlenbäume nicht nach ihrer absoluten Größe, sondern nach ihrer relativen Größe auswählen: Es kommt nicht darauf an, wie groß der Baum ist, sondern nur, dass er größer als die anderen ist. Analysen des Beitrags des Landschaftsmusters zur Vielfalt der Vogelarten auf Plotebene zeigten, dass eine höhere Heterogenität der Lebensräume, die häufig aus einem Anstieg des Anteils von Laubwäldern an der Landschaft resultiert, mit einer höheren Vogelhäufigkeit, einem höheren Artenreichtum und einer höheren Artendiversität zusammenhängt. Artenreichtum, Artenvielfalt und Artenumsatz (species turnover) hängen zudem mit der Entfernung zwischen Waldflächen zusammen. In einer Meta-Analyse stellte B6 außerdem fest, dass verschiedene Vogelgilden unterschiedlich auf Retentions-Forstwirtschaft reagieren. In Zusammenarbeit mit anderen ConFoBi-Projekten untersuchte B6 das Potenzial verschiedener Waldbewirtschaftungsregime zur Sicherung von Mikrohabitaten auf Bäumen und der Häufigkeit von Vögeln unter Bedingungen des Klimawandels, sowie die Umsetzung eines sozial optimalen Biodiversitätsniveaus in Waldbewirtschaftungsplänen mit Mehrfachnutzung.

Der zweite Doktorand von B6, João Pereira, analysiert Daten über die Häufigkeit von Vögeln und Wirbellosen in Relations zur Waldstruktur. Vorläufige Auswertungen deuten darauf hin, dass die Heterogenität innerhalb der Bestände, insbesondere der Kronenschluss, eine wichtige Rolle für das Vorkommen bodenbewohnender Insekten spielt, was wiederum Abundanz und Diversität der sich am Boden ernährenden Vögel beeinflusst. Eine Studie zu Wechselwirkungen zwischen Vögeln und Raupen zeigte anhand von Beuteattrappen, dass sich die Prädationsintensität in den verschiedenen Vegetationsschichten und zwischen individuellen Bäumen stark variiert und von der Baumstruktur abhängt. Eine Meta-Analyse zu den Auswirkungen trophischer Beschränkungen des Bruterfolgs zielt darauf, die relative Rolle von Prädation und Nahrungsangebot für verschiedene Waldvogelgilden zu beleuchten.

 

Zukünftige Forschungsfrage

Nächstes Promotionsprojekt (ab 1. Juli 2022):

Zunächst konzentrierte sich B6 auf die Zusammenhänge zwischen mehrskaligen Waldstrukturen (Plot bis Landschaft) und Vorkommen und Häufigkeit von Vögeln sowie Zusammensetzung, Reichtum und Diversität von Artengemeinschaften. Auf dieser Grundlage hat sich B6 anschießend auf spezifische trophische Beziehungen konzentriert, welche die in den ersten Jahren beobachteten Muster erklären könnten. In der abschließenden Promotionsstudie (PhD3) plant B6, die zeitliche und räumliche Dynamik der Vogelgemeinschaft im Hinblick auf Waldstruktur, Totholz und Habitatbäume zu analysieren und die Effektivität von Vögeln als Biodiversitätsindikatoren in Wäldern kritisch zu bewerten. Im Einzelnen wird PhD3:

  • die jährlichen Vogelerhebungen auf allen ConFoBi-Flächen mit den etablierten Methoden fortsetzen. Dies ermöglicht eine solidere Datenbasis zum Zusammenhang zwischen Lebensraumstruktur und Vogelvielfalt, sowie die Analyse der zeitlichen und räumlichen Dynamik der Vogelgemeinschaft in Relation zu Waldstruktur, Totholz und Habitatbäume;
  • die relative Bedeutung der Zusammensetzung der Landschaft (z.B. Waldanteil) und der Verfügbarkeit von Waldstrukturen (wie Totholz und Habitatbäumen) in der Landschaft für Zusammensetzung, Abundanz und Artenreichtum von Vogelgemeinschaften vergleichen;
  • die Hypothese prüfen, dass räumliche Heterogenität ein Prädiktor für zeitliche Heterogenität ist (Collins et al. 2018, Ecology). Auf der Grundlage der 135 ConFoBi-Flächen werden die Daten zur Wald- und Landschaftsstruktur mit den seit 2017 jährlich wiederholten Vogelerhebungen in Beziehung gesetzt, um zu prüfen, ob die räumliche Heterogenität der Waldstruktur (auf Plot- und Landschaftsebene) und/oder in der Zusammensetzung der Vogelgemeinschaften mit der zeitlichen Heterogenität der Vogelgemeinschaften zusammenhängt.
  • die Indikatorfunktion von Vögeln für die gesamte Biodiversität kritisch bewerten. Da Vögel populär und leicht zugänglich sind, werden sie häufig als Biodiversitätsindikatoren in Naturschutzpolitik und -management eingesetzt (z. B. Gregory 2006, Significance). Die deutschen Naturschutzbehörden verwenden z.B. Trends ausgewählter Vogelarten als Indikator für den Zustand von Lebensraumtypen, einschließlich Wäldern (https://www.bfn.de/indikatoren). ConFoBi bietet einen einzigartigen Datensatz zahlreicher Taxa, um diese hypothetische Indikatorfunktion für Waldvögel zu evaluieren. In Kooperation mit anderen ConFoBi-Projekten wird PhD3 dazu Vogelvariablen (Abundanz, Reichtum, Diversität; Rote-Liste, Spezialisten, Gilden) mit Diversitätsmessungen für andere Taxa vergleichen. Vögel sollten Vorhersagen über die meisten anderen Taxa erlauben, damit ihre Verwendung als Indikatoren für die gesamte biologische Vielfalt gerechtfertigt wäre.

Schließlich zielt B6 darauf ab, Waldbewirtschaftern quantitative Schwellenwerte für die Abundanz und Konfiguration von strukturellen Lebensraumelementen auf Bestands- und Landschaftsebene zur Verfügung zu stellen, die Waldvogelarten und -gemeinschaften begünstigen, und Fachwissen über Vögel in Empfehlungen zur Optimierung von Ansätzen und Maßnahmen zur Erhaltung der biologischen Vielfalt in Wäldern einzubringen.

Anforderungen an PhD-Bewerber*innen von B5:

Zusätzlich zu den in der Stellenausschreibung beschriebenen allgemeinen Anforderungen sollten Bewerber, die sich für B6 bewerben möchten, ornithologische Kenntnisse, einschließlich Erhebungsmethodik, sowie gute Kenntnisse der mitteleuropäischen Waldvogelgemeinschaften mitbringen und einen Führerschein besitzen.

 

ConFoBi-Veröffentlichungen von B6

Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Stitt, Jessica M.; Bauhus, Jürgen; Storch, Ilse & Vierling, Kerri T. (2020). Tree-related microhabitats are similar in mountain forests of Europe and North America and their occurrence may be explained by tree functional groups. Trees, 34, 1453–1466. www.doi.org/10.1007/s00468-020-02017-3.

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.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen; Storch, Ilse & Mikusiński, Grzegorz et al. (2019). Diversification of forest management regimes secures tree microhabitats and bird abundance under climate change. The Science of the total environment, 650, 2717–2730. www.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.366.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Gutsch, Martin; Basile, Marco; Suckow, Felicitas; Lasch, Petra & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Socially optimal forest management and biodiversity conservation in temperate forests under climate change. Ecological Economics, 169, 106504. www.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2019.106504.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Cordeiro Pereira, João M.; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2021). Species co-occurrence and management intensity modulate habitat preferences of forest birds. BMC biology, 19, 210. www.doi.org/10.1186/s12915-021-01136-8.

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.

Basile, Marco; Asbeck, Thomas; Pacioni, Cesare; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2020). Woodpecker cavity establishment in managed forests: relative rather than absolute tree size matters. Wildlife Biology, 2020. www.doi.org/10.2981/wlb.00564.

Basile, Marco; Mikusiński, Grzegorz & Storch, Ilse (2019). Bird guilds show different responses to tree retention levels: a meta-analysis. Global Ecology and Conservation, 18, e00615. www.doi.org/10.1016/j.gecco.2019.e00615.

Basile, Marco; Storch, Ilse & Mikusiński, Grzegorz (2021). Abundance, species richness and diversity of forest bird assemblages – The relative importance of habitat structures and landscape context. Ecological Indicators, 133, 108402. www.doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.108402.

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.