Einfluß von Bestandesstruktur und waldbaulicher Behandlung auf die Entstehung großflächiger Massenvermehrungen nadelfressender Kieferninsekten am Beispiel der Nonne (Lymantria monacha L.) in Dauerschadgebieten des Niedersächsischen Tieflandes

Göttingen

1999

200 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

56894

In Kiefernwäldern des nidersächsischen Flachlandes lassen sich mehrere Schwerpunkte für Insektengradationen lokalisieren. Diese großflächigen gleichaltrigen Kiefernreinbestände stocken auf nährstoffarmen grundwasserfernen Sandstandorten, weisen kaum Bodenvegetation und Nebenbaumarten auf und zeichnen sich durch hohe intraspezifische Konkurrenz aufgrund von Pflegerückständen aus. Periodisch auftretende Witterungsschwankungen induzieren in derart prädisponierten Beständen großflächig Massenvermehrungen verschiedener nadelfressender Insektenarten. Als Untersuchungsflächen der vorliegenden Arbeit wurden zwei ca. 20-jährige Kiefernreinbestände ausgewählt, die innerhalb von Dauerschadgebieten liegen. Zur Untersuchung von Möglichkeiten einer Dispositionssenkung durch waldbauliche Maßnahmen wurden im Winter 1995/96 unterschiedlich starke Stammzahlreduktionen (400 - 5.700 verbleibende Kiefern) in einem ca. 20 jährigen Kiefernstangenholz im Gräflich Bernstorff'schen Privatwald durchgeführt. Die Funktion von Kieferninsekten in überdichten Kiefernwäldern sowie die Regeneration befressender Kiefern wurde auf Privatwaldflächen in der Nähe von Scharbeck (LWK Celle) nach Nonnenbefall im Sommer 19996 beobachtet. Die Analysen in den Vegetationsperioden 1996 und 1997 umfaßten: - Erfassung der ökologischen Rahmenbedingungen (Witterung, Standort, Vegetation, Bestandesstruktur) - Erfassung von Entwicklungsdaten von unter Freilandbedingungen gezwingerten Nonneraupen an 48 Kiefern unterschiedlicher sozialer Stellung und waldbaulicher Vorbehandlung sowie physiologischer Parameter des Raupenkotes - Aufnahme physiologischer Parameter (Inhaltsstoffkonzentrationen von Kohlenhydraten, Zuckeralkoholen, Stärke, Proteinaminosäuren, organischen Säuren, phenolischen Verbindungen) zu ihrer Nahrungseignung bzw. Resistenzpotenz am Beispiel der 48 Einzelbäume - Befallsmusteranlayse und Regenerationsverhalten eines Kiefernbestandes nach Befall von Lymantria monacha L. Die besonders zu Beginn der Freilanduntersuchungen einsetzende kühl feuchte Witterung in beiden Versuchsjahren bewirkte gleichsinnig erhöhte Mortalitäten innerhalb der Veruschstierkollektive und keine induzierte Verstärkung der Prädisposition der Kiefern. Mit pH-Werten zwischen 3 und 4,5 liegen die untersuchten Böden bereits im Eisen- bzw. Aluminium-Pufferbereich und weisen auf eine deutliche Versauerung hin. Die effektive kationenaustauschkapazität ist als gering bis sehr gering, die Erdalkalisättigung und Magnesiumversorgung als gering und die mittelfristige Versorgung des Bodens als mäßig einzustufen. Die Vegetation der Versuchsflächen war artenarm und wies überwiegend auf bodensaure Verhältnisse hin. In der unbehandelten Versuchsparzelle der Fläche "Gorleben" fanden sich aufgrund des extremen Dichtschlusses sehr wenige Arten mit geringen Deckungsgraden. Mit zunehmender Auflichtung wurde Deschampsia flexuosa zur bestimmenden Art. Darüber hinaus wurden in den Weitverbandsflächen (450 verbliebene Kiefern) 7 weitere Baumarten und 18 krautige Arten festgestellt. Ungezäunte Versuchsparzellen wiesen auf den Schalenwildeinfluß besonders auf nachwachsende Baumarten hin. Auf der Fläche "Schmarbeck" wies Molinea caerulea auf Einfluß von Grund- oder Stauwasser hin. Die potentiell natürliche Vegetation wären auf beiden Flächen unterschiedliche Ausprägungen des Birken-Stieleichenwaldes. Durch die extremen Stammzahlreduzierungen entstanden auf der Fläche "Gorleben" zum Teil ungewohnte Waldstrukturen, in denen die Kiefer ihr volles Wuchspotential entwickeln wird. Der Nonnenfraß an Kiefern der Fläche "Schmarbeck" zeigte eine Stammzahlreduktion um 40% mit starkem niederdurchforstungsartigen Charakter. Die Ergebnisse der freilandökologischen Versuche mit Nonnenraupen zeigten bei Mortalitätsraten (1996: 63%; 1997: 51%), mittlerer Entwicklungsdauer (1996: 54 Tage; 1997: 49 Tage) und Puppengewichten keine einheitlichen Trends auf. Die im Mittel höchsten Individualgewichte erreichten in beiden Ansatzjahren Nonnenraupen, die an vorherrschenden Kiefern der unbehandelten Versuchsparzelle fraßen. Die Geschlechterverhältnisse wiesen im Vergleich der Versuchswiederholungen einen gegenläufigen Wechsel auf. Die Konzentrationen der Inhaltsstoffe in Kiefernnadeln entsprechen den Analysedaten vorheriger vergleichbarer Untersuchungen. Kiefernnadeln unterständiger Kiefern wiesen in der Regel höhere Kalium-, Magnesium-, Schwefel-, Phosphor- und deutlich höhere Aluminiumgehalte auf. Als Folge der stammzahlreduzierungen wurde ein Anstieg der löslichen Kohlenhydrate, Stärke, Inositol und Chinasäure, ein Absinken der Shikimisäure und Pinitol und ein zwischen beiden Jahren differierendes Verhalten der Proteinaminosäuren und Proanthocyanidine beobachtet. Die Errechnung von Nahrungswertindizes ergab in der Regel keine einheitlichen Trends. Als induzierte Abwehrreaktion auf Nonnenfraß zeigte sich ein Anstieg der Shikimi- und Chinasäure, Proanthocyandine und Gesamtphenole bei gleichzeitigem Absinken der löslichen Kohlenhydrate, Pinitol und Stärke. Dies führte bei nur geringem Ansteigen der Proteinaminosäuren zu einer Verschlechterung der Nahrungsqualität am Fraßort. Die Analyse des Raupenkotes ergab eine nahezu vollständige Assimilation der als Energiequelle fungierenden löslichen Kohlenhydrate Saccharose, Fructose, Glucose und Zuckeralkohole Pinitol und Inositol. Die als Stickstoffquelle benötigten Proteinaminosäuren wurden bei erkennbaren Präferenzen für einzelne Aminosäuren zu ca. 80% aufgenommen. Die als Störstoffe von der Pflanze eingesetzten Proanthocyanidine wurden zu 2/3 assimiliert, der Anteil der aufgenommenen Gesamtphenole schwankte zwischen 10% (1996) und 30% (1997), dagegen wurden Shikimi- und besonders Chinasäure im Raupenkot angereichert. Trotz der eingeschränkten kurzfristigen Reaktionsmöglichkeit auf die Freistellung und des Fehlens von dispositionsverstärkenden Witterungsextremen waren die nahrungsphysiologischen Auswirkungen der waldbaulichen Vorbehandlung bereits erkennbar. Der Einfluß der veränderten Waldstuktur auf das Bestandesinnenklima erwies sich als wichtiger hemmender Einflußfaktor auf die Individualentwicklung der angesetzten Versuchstiere. Als Regler eines ressourcengerechten Pflanzenwachstums dienen Insekten in überdichten Kiefernbeständen auf armen Standorten zur Konkurrenzentspannung und mobilisieren die in unterständigen Kiefern gebundenen Nährstoffreserven. Neben Witterungsextremen, Wasser- bzw. Nährstoffmangel wirken sich besonders anthropogene Fremdstoffeinträge und Fehler der Kiefernbewirtschaftung auf die Prädisposition von Kiefernbeständen aus. Zur Senkung der Gradationsgefahr werden kurzfristig der Wuchsdynamik der Kiefer entgegenkommende starke Stammzahlreduzierungen bereits während der Läuterungsphase empfohlen. Langfristige Planungen sollten beschleunigt die Laubholzeinmischung und sukzessive Umwandlung großflächiger Reinbestände in struktur- und nischenreiche Mischbestände aus Eichen, Birken und Kiefern zum Ziel haben. Auf die kostengünstige Nutzung von Eichen aus Hähersaaten und Nutzung von Füllbaumarten durch Anflug wird besonders hingewiesen.