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Resistance and Resilience of Mixed and Pure Fagus sylvatica (L.) Mountain Forests across Europe

Lukas Matthias Huss

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Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es die Resistenz und Resilienz von Misch- und Reinbuchenwäldern in europäischen Bergregionen gegenüber Störungen und Stressfaktoren in vergangenen Jahren sowie der Gegenwart zu untersuchen und zu analysieren, um daraus auf die Zukunft schließen zu können. Häufiger auftretende Wetterextreme und andere Störfaktoren sind die Konsequenz des Klimawandels, wobei die Auswirkungen in Bergregionen durchschnittlich intensiver sind als anderswo. Die Ziele waren es, herauszufinden ob und wie sich die Resistenz und Resilienz gegenüber den Beeinträchtigungen über die Jahre verändert hat und welchen Einfluss die Baumartenzusammensetzung und die strukturelle Vielfalt in diesen Wäldern darauf hat. Außerdem wurden mögliche Auswirkungen von Höhe, sowie der geografische Standort des Forstes berücksichtigt. Mit den Einzelbaumdaten, die in 51 Standorten vom europaweiten Forschungsnetzwerk CliMo gesammelt wurden, wurden Wachstumsresistenz und -resilienz Indices ausgerechnet. Diese Indices wurden dann als abhängige Variablen in einem generalisierten linear gemischten Modell verwendet. Die Mischung (gemischt oder monospezifisch), die Verteilung (aggregiert, normal oder zufällig), die Bodenfeuchtigkeit (PDSI - trocken, normal oder nass), die Spezies (Buche, Tanne, Fichte) und das Jahr (1987, 2000 und 2013 - Jahre mit auffällig negativem Wachstum) waren feste Faktoren in dem statistischen Modell. Die Höhe, der Standort und das Kambialalter wurden als zufällige Faktoren benützt. Mit zwei verschiedenen Modellen wurde der Einfluss dieser Faktoren auf die Resistenz und Resilienz analysiert. Der geographische Standort war nicht signifikant. Die Höhe hatte Auswirkungen auf die Resistenz der Buche gegenüber Störeinflüssen. Je höher der Forst desto niedriger ist die Resistenz. Die Buche zeigt außerdem eine Steigerung der Resistenz in Mischwäldern von 1987 bis 2013. Reine Buchenwäldern verzeichnen eine umgekehrte Entwicklung. Die Fichte ist heute auch weniger widerstandsfähig als vor 30 Jahren und die Tanne ist generell resilienter als die Fichte. An trockenen Standorten ist die Resistenz der Buche im Vergleich zur Vergangenheit signifikant gestiegen. Des Weiteren stellt es sich heraus, dass eine strukturelle Diversität im Sinne einer horst-artigen (aggregierten) horizontalen Verteilung der Bäume sich positiv auf die Resistenz und Resilienz des Waldes auswirkt. Das Kambialalter zeigt keine Signifikanz. Basierend auf den Ergebnissen, ist es ratsam strukturelle Diversität sowie das Mischen von Buche und Tanne in diesen Bergwäldern zu forcieren, um die Resistenz und Resilienz zu verbessern und die Ökosystemdienstleistungen auch in Zukunft zu erhalten.

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Ziel dieser Arbeit ist es die Resistenz und Resilienz von Misch- und Reinbuchenwäldern in europäischen Bergregionen gegenüber Störungen und Stressfaktoren in vergangenen Jahren sowie der Gegenwart zu untersuchen und zu analysieren, um daraus auf die Zukunft schließen zu können. Häufiger auftretende Wetterextreme und andere Störfaktoren sind die Konsequenz des Klimawandels, wobei die Auswirkungen in Bergregionen durchschnittlich intensiver sind als anderswo. Die Ziele waren es, herauszufinden ob und wie sich die Resistenz und Resilienz gegenüber den Beeinträchtigungen über die Jahre verändert hat und welchen Einfluss die Baumartenzusammensetzung und die strukturelle Vielfalt in diesen Wäldern darauf hat. Außerdem wurden mögliche Auswirkungen von Höhe, sowie der geografische Standort des Forstes berücksichtigt. Mit den Einzelbaumdaten, die in 51 Standorten vom europaweiten Forschungsnetzwerk CliMo gesammelt wurden, wurden Wachstumsresistenz und -resilienz Indices ausgerechnet. Diese Indices wurden dann als abhängige Variablen in einem generalisierten linear gemischten Modell verwendet. Die Mischung (gemischt oder monospezifisch), die Verteilung (aggregiert, normal oder zufällig), die Bodenfeuchtigkeit (PDSI - trocken, normal oder nass), die Spezies (Buche, Tanne, Fichte) und das Jahr (1987, 2000 und 2013 - Jahre mit auffällig negativem Wachstum) waren feste Faktoren in dem statistischen Modell. Die Höhe, der Standort und das Kambialalter wurden als zufällige Faktoren benützt. Mit zwei verschiedenen Modellen wurde der Einfluss dieser Faktoren auf die Resistenz und Resilienz analysiert. Der geographische Standort war nicht signifikant. Die Höhe hatte Auswirkungen auf die Resistenz der Buche gegenüber Störeinflüssen. Je höher der Forst desto niedriger ist die Resistenz. Die Buche zeigt außerdem eine Steigerung der Resistenz in Mischwäldern von 1987 bis 2013. Reine Buchenwäldern verzeichnen eine umgekehrte Entwicklung. Die Fichte ist heute auch weniger widerstandsfähig als vor 30 Jahren und die Tanne ist generell resilienter als die Fichte. An trockenen Standorten ist die Resistenz der Buche im Vergleich zur Vergangenheit signifikant gestiegen. Des Weiteren stellt es sich heraus, dass eine strukturelle Diversität im Sinne einer horst-artigen (aggregierten) horizontalen Verteilung der Bäume sich positiv auf die Resistenz und Resilienz des Waldes auswirkt. Das Kambialalter zeigt keine Signifikanz. Basierend auf den Ergebnissen, ist es ratsam strukturelle Diversität sowie das Mischen von Buche und Tanne in diesen Bergwäldern zu forcieren, um die Resistenz und Resilienz zu verbessern und die Ökosystemdienstleistungen auch in Zukunft zu erhalten.

Why it matters

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Key contribution

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Method / approach

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Main findings

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Limitations

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Applications

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Available abstract

Ziel dieser Arbeit ist es die Resistenz und Resilienz von Misch- und Reinbuchenwäldern in europäischen Bergregionen gegenüber Störungen und Stressfaktoren in vergangenen Jahren sowie der Gegenwart zu untersuchen und zu analysieren, um daraus auf die Zukunft schließen zu können. Häufiger auftretende Wetterextreme und andere Störfaktoren sind die Konsequenz des Klimawandels, wobei die Auswirkungen in Bergregionen durchschnittlich intensiver sind als anderswo. Die Ziele waren es, herauszufinden ob und wie sich die Resistenz und Resilienz gegenüber den Beeinträchtigungen über die Jahre verändert hat und welchen Einfluss die Baumartenzusammensetzung und die strukturelle Vielfalt in diesen Wäldern darauf hat. Außerdem wurden mögliche Auswirkungen von Höhe, sowie der geografische Standort des Forstes berücksichtigt. Mit den Einzelbaumdaten, die in 51 Standorten vom europaweiten Forschungsnetzwerk CliMo gesammelt wurden, wurden Wachstumsresistenz und -resilienz Indices ausgerechnet. Diese Indices wurden dann als abhängige Variablen in einem generalisierten linear gemischten Modell verwendet. Die Mischung (gemischt oder monospezifisch), die Verteilung (aggregiert, normal oder zufällig), die Bodenfeuchtigkeit (PDSI - trocken, normal oder nass), die Spezies (Buche, Tanne, Fichte) und das Jahr (1987, 2000 und 2013 - Jahre mit auffällig negativem Wachstum) waren feste Faktoren in dem statistischen Modell. Die Höhe, der Standort und das Kambialalter wurden als zufällige Faktoren benützt. Mit zwei verschiedenen Modellen wurde der Einfluss dieser Faktoren auf die Resistenz und Resilienz analysiert. Der geographische Standort war nicht signifikant. Die Höhe hatte Auswirkungen auf die Resistenz der Buche gegenüber Störeinflüssen. Je höher der Forst desto niedriger ist die Resistenz. Die Buche zeigt außerdem eine Steigerung der Resistenz in Mischwäldern von 1987 bis 2013. Reine Buchenwäldern verzeichnen eine umgekehrte Entwicklung. Die Fichte ist heute auch weniger widerstandsfähig als vor 30 Jahren und die Tanne ist generell resilienter als die Fichte. An trockenen Standorten ist die Resistenz der Buche im Vergleich zur Vergangenheit signifikant gestiegen. Des Weiteren stellt es sich heraus, dass eine strukturelle Diversität im Sinne einer horst-artigen (aggregierten) horizontalen Verteilung der Bäume sich positiv auf die Resistenz und Resilienz des Waldes auswirkt. Das Kambialalter zeigt keine Signifikanz. Basierend auf den Ergebnissen, ist es ratsam strukturelle Diversität sowie das Mischen von Buche und Tanne in diesen Bergwäldern zu forcieren, um die Resistenz und Resilienz zu verbessern und die Ökosystemdienstleistungen auch in Zukunft zu erhalten.

Key concepts: Fagus sylvatica, Beech, Resilience (materials science), Forestry, Resistance (ecology), Geography, Ecology, Biology

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