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Mechanismen der Ökosystemdienstleistungen in Hartholz-Auwäldern:
Wissenschaftliche Analyse sowie
Optimierung durch Naturschutzmanagement

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Die biologische Vielfalt in Ökosystemen ist die Grundlage für vielfältige Leistungen der Natur: Hartholz-Auenwälder weisen eine hohe biologische Vielfalt auf und dienen über die Festlegung von CO₂ aus der Atmosphäre der Kohlenstoffspeicherung. Zusätzlich beeinflussen sie durch ihre Rauigkeit für strömendes Wasser die Hochwasserretention.

Naturnahe Hartholz-Auenwälder zählen zu den artenreichsten Ökosystemen Mitteleuropas. Neben ihrer Lebensraumfunktion erbringen sie auch wertvolle Ökosystemleistungen beispielsweise für die Hochwasserretention, den Klimaschutz und die Erholung. Trotz ihrer hohen naturschutzfachlichen und gesellschaftlichen Bedeutung bedecken Hartholz-Auenwälder aufgrund von Nutzungsansprüchen unterschiedlichster Art nur noch ca. 1% der aktiven Auen. Auch an der Unteren Mittelelbe wurden sie auf kleine, stark fragmentierte Bestände reduziert. Diese dynamischen Ökosysteme in unserer stark genutzten Landschaft zu erhalten und ihnen wieder mehr Raum zu geben, ist heute ein schwieriges Unterfangen. Nur wenn die Wichtigkeit ihrer Leistungen in der Gesellschaft wahrgenommen wird, ist auch mit einer Wertschätzung und daraus resultierenden verstärkten Anstrengungen zu ihrem Erhalt zu rechnen. Das MediAN-Projekt soll daher neue Erkenntnisse zu den Ökosystemleistungen von Hartholz-Auenwäldern liefern und diese für die Nutzung in Bildungsangeboten und Öffentlichkeitsarbeit, aber auch für politische Entscheidungsträger und lokale Akteure aufbereiten.

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rechts: Überfluteter Hartholz-Auenwald im Winter; Foto: Andre Kuenzelmann
oben: Hartholz-Auenwald an der Mittelelbe nach Frühjahrshochwasser; Foto: Mathias Scholz
unten: Hartholz-Auenwald mit typischen Frühlingsgeophyten, Foto: Philipp Gerhardt

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Forschung

Übergeordnetes Ziel der Forschungsarbeiten in MediAN ist es, die den Ökosystemleistungen von Hartholz-Auenwäldern zugrundeliegenden Mechanismen besser zu verstehen und die räumliche und zeitliche Variabilität der Leistungen zu erfassen. Gemeinsam arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Gebieten der Pflanzenökologie (Universität Hamburg), der Bodenkunde (Universität Hamburg), der Bodenzoologie (Senckenberg Gesellschaft Görlitz), der Naturschutzforschung (Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig) sowie der Landschaftsökonomie (TU Berlin) daran zu beantworten, welche Komponenten der Biodiversität in Hartholz-Auenwäldern an der Bereitstellung von Ökosystemleistungen maßgeblich beteiligt sind und wie die Leistungen der Natur bewertet werden können. Im Bereich der Unteren Mittelelbe werden für Vegetation und Boden Untersuchungen zur Biodiversität und zum Kohlenstoff-Haushalt in unterschiedlich alten Hartholz-Auenwäldern der rezenten Aue, der qualmwasserbeeinflussten Altaue sowie in der Aue der Nebenflüsse durchgeführt, wobei der prägende Standortfaktor Wasserhaushalt ebenfalls analysiert wird. Zur Quantifizierung der Beeinflussung der Hochwasserretention durch unterschiedlich alte Hartholz-Auenwälder wird deren Vegetationsstruktur analysiert, um Rauigkeitswerte abzuleiten und für hydraulische Modellierungen aufzubereiten. Schließlich erfolgen eine Hochskalierung sowie eine ökonomische Bewertung der Ökosystemleistungen der Hartholz-Auenwälder.

Publikationen:

• Heger A, Kleinschmidt V, Gröngröft A, Kutzbach L & Eschenbach A (2020) Application of a low‐cost NDIR sensor module for continuous measurements of in situ soil CO₂ concentration. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 183 (5): 557-561. https://doi.org/10.1002/jpln.201900493
• Heger A, Becker JN, Vásconez Navas LK & Eschenbach A (2021) Factors controlling soil organic carbon stocks in hardwood floodplain forests of the lower middle Elbe River. Geoderma 404: 115389. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115389
• Shupe HA, Hartmann T, Scholz M, Jensen K & Ludewig K (2021) Carbon stocks of hardwood floodplain forests along the middle Elbe: the influence of forest age, structure, species and hydrological conditions. Water 13 (5): 670. https://doi.org/10.3390/w13050670
• Leonova A, Heger A., Vásconez Navas LK, Jensen K & Reisdorff C (2022) Fine root mortality under severe drought reflects different root distribution of Quercus robur and Ulmus laevis trees in hardwood floodplain forests. Trees 36: 1105–1115. https://doi.org/10.1007/s00468-022-02275-3
• Shupe HA, Jensen K, Oldeland J & Ludewig K (2022) Droughts decrease and floods increase carbon sequestration rates of Quercus robur in hardwood floodplain forests. Trees, Forests and People 9: 100294. https://doi.org/10.1016/j.tfp.2022.100294
• Shupe HA, Jensen K & Ludewig K (2022) Adapting a Quercus robur allometric equation to quantify carbon sequestration rates on the Middle Elbe floodplain. MethodsX 9: 101800. https://doi.org/10.1016/j.mex.2022.101800
• Vásconez Navas LK, Becker JN, Heger A, Gröngröft A, Eschenbach A (2022) Are active and former floodplain soils of the lower middle Elbe similar? A study of soil characteristics and possible implications for forest restoration. CATENA 222: 106814. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106814

Akteursbeteiligung

Ein Austausch mit regionalen Akteuren der Forst- und Landwirtschaft, der Wasser- und Naturschutzbehörden, von NGOs sowie Tourismusverbänden wird während der Projektlaufzeit von MediAN durch die jährliche Organisation einer Akteursplattform sichergestellt. Die von Forschungs- und Umsetzungspartnern gemeinsam getragene Akteursplattform dient zudem dem Wissenstransfer und wird kontinuierlich neue Erkenntnisse zu Ökosystemleistungen von Auen mit Akteuren diskutieren.

Umsetzungsmaßnahmen

Für die geplante Entwicklung von Hartholz-Auenwäldern an Nebenflüssen der Elbe und in der Altaue der Elbe werden durch die Umsetzungspartner (BUND Auenzentrum im Trägerverbund Burg Lenzen e.V. und Loki Schmidt Stiftung) geeignete Flächen identifiziert und erworben. Dort entstehen durch wissenschaftlich begleitete Pflanzungen und die Einbringung von typischen Arten der Bodenvegetation bereits während des MediAN-Projektzeitraums Initialen der Hartholz-Auenwälder, deren Ökosystemleistungen langfristig der Region zugutekommen. Der Erfolg und die Wirksamkeit der durchgeführten Maßnahmen für die Optimierung der Ökosystemleistungen werden während des MediAN-Projektzeitraums evaluiert und der Erkenntnisgewinn in Form von Broschüren und Leitfäden zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus entwickeln die Umsetzungspartner neue Bildungskonzepte und –materialien, um die Ökosystemleistungen von Hartholz-Auenwäldern in der Öffentlichkeit bekannter zu machen und ihre Wertschätzung zu verbessern.

Broschüre "Was hat unser Hartholz-Auenwald mit Klima- und Hochwasserschutz zu tun": Die im Frühjahr 2021 erschienene Broschüre des BUND-Auenzentrums gibt einen Einblick in die Arbeitsweise, den Methodeneinsatz sowie erste Zwischenergebnisse im MediAN-Projekt. Es ist ein Lesetipp für all diejenigen, die sich für Besonderheiten des Lebens im Hartholz-Auenwald, für wissenschaftliches Arbeiten und für aktiven Auenschutz interessieren.

Wanderausstellung „Wilder Wald am großen Fluss“: Im Juni 2020 eröffnete die Loki Schmidt Stiftung im Rahmen des MediAN-Projektes eine szenografische Ausstellung, die Einblicke in ausgewählte ökologische Funktionen und Leistungen des Hartholz-Auenwaldes vermittelt. Die Ausstellung kann auch ausgeliehen werden. Weitere Informationen finden sich hier .

Sommeruni Integrative Landnutzung: Eine Fläche - viele Nutzungsinteressen und -konflikte; wie kann ein nachhaltiges Landmanagements entstehen, das von allen getragen wird? Studierende widmen sich im Austausch mit Landnutzer*innen dieser Frage und lernen mitten im UNESCO-Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe viel über Ökosystemfunktionen und gute Gesprächskultur. Über dieses Bildungsangebot des BUND-Auenzentrums Burg Lenzen informiert ein Film und ein Steckbrief.

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Das Wichtigste zum Mitnehmen: MediAN-Flyer

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Verbundpartner

Angewandte Pflanzenökologie, Universität Hamburg

• Prof. Dr. Kai Jensen
• Dr. Nikola Lenzewski
• Dr. Kristin Ludewig
• Dr. Christoph Reisdorff
• Heather Shupe
• Anastasia Leonova

Institut für Bodenkunde, Universität Hamburg

• Prof. Dr. Annette Eschenbach
• Dr. Alexander Gröngröft
• Dr. Joscha Becker
• Adrian Heger
• Lizeth Karina Vasconez Navas

Department Naturschutzforschung, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

• Mathias Scholz
• Timo Hartmann

Sektion Mesofauna, Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz

• Dr. David J. Russell
• Dr. Nicole Scheunemann

Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung, Technische Universität Berlin

• Prof. Dr. Volkmar Hartje
• Dr. Kati Häfner

BUND-Auenzentrum Burg Lenzen

• Dr. Meike Kleinwächter
• Sonja Biwer
• Maria Lindow

Loki Schmidt Stiftung

• Axel Jahn
• Dr. Kristin Ludewig
• Laura Jürgens

Förderung:

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Weitere Fördermittelgeber:

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