Dieses Projekt der Wilhelm-von-Oranien-Schule in Dillenburg
besteht aus 4 Protokollen zu einer Fachexkursion zum Vogelsberg

Ausarbeitung der Expedition Vogelsberg

 

 


1. Mittwoch, den 06.06.2001:

Unsere Expedition starteten wir am Mittwoch, den 06.06.2001, gegen 11.30 Uhr an der Schutzhütte Michelbach, am Rande eines Mischwaldes im Vogelsberg. Ziel sollte sein, herauszufinden, ob geschädigte Bäume in einem gemischten Wald anhand von Satellitenbildern erkennbar sind. Herr Heuchert-Frischmut und Herr Happel begleiteten uns durch die Gegend, um uns auf Schadbilder hinzuweisen. Neben einer Forstkarte, die Wege und Baumarten angab, benutzten wir Satellitenbilder des Komposits 542.

Forstkarte

 

Farbkomposit 542 vom 11.9.1999 (Landsat 7)

Der Vogelsberg bietet den Bäumen normalerweise gute Voraussetzungen, denn durch den vulkanischen Ursprung sind im Boden (Basalt) viele Nährstoffe enthalten. Auch die jährlichen Niederschläge (1000 mm) reichen dem Wald für ein gutes Wachstum aus. Dennoch ist an einigen Stellen Dürrestress, hervorgerufen durch Wassermangel, zu verzeichnen. Für landwirtschaftliche Nutzung ist der Vogelsberg wegen seiner niedrigen Temperaturen (= kurze Vegetationszeit) wenig geeignet. Zusätzlich wird die landwirtschaftliche Nutzung durch die geringe Höhe des Humusbodens über dem Gestein, sowie die Hanglage erschwert. Trotz guter Voraussetzungen für die Vegetation des Waldes ließen sich schon am Waldrand Baumschäden feststellen.

Es handelte sich um einen jungen Buchenbestand, der durch eine lichte Kronendichte auffiel (brauner Streifen auf Satellitenbild), was im Frühjahr normalerweise nicht vorkommen dürfte. Weil so Licht durch die Kronen auf den Waldboden fällt, breitet sich auch dort stärkeres Wachstum von Kleingräsern aus. Ursache dafür ist das Schwefeldioxid, das aus Verbrennungen der Industrie aufsteigt, mehrere 100 Kilometer weit fliegt und im Nebel zu Saurem Regen gelöst wird. Es ist also nicht die örtliche Industrie um den Vogelsberg, die für die Waldschäden verantwortlich ist, sondern auch die weiter entfernte Industrie (wie Frankfurt und Gießen) ist mitschuldig. Ein weiterer Schadensverursacher ist das Ozon, welches in den Mittelgebirgen aufgrund hoher UV-Strahlung besonders stark ist. Als Folge verfärben sich die Blätter gelb.

Durch Sauren Regen wurden auch die Fichten, die wir am Waldrand fanden, stark geschädigt, da dieser ihre Spaltöffnungen verätzte. Fichtenäste sind stark in Abschnitte gegliedert, die von zwei Knoten, sog. Jahreswachstumsknoten, begrenzt werden, wobei jeweils ein Abschnitt für das Wachstum innerhalb eines Jahres steht. Eine Fichte wirft nicht jedes Jahr ihre Nadeln ab, weshalb ihre Äste die Nadeln von mindestens sieben Jahren tragen sollten. Jedoch trugen die betrachteten Fichten des Waldrandes nicht in jedem Abschnitt Nadeln – teils gar keine, teils nur wenige.

 

Abbildung zeigt Fichtenzweig,
dessen Benadelung in den hinteren Bereichen nur gering ausgeprägt ist.

Auf der Schadensklassenskala von 1 bis 4 befanden sich die Bäume am Waldrand etwa in Klasse 2, was eine mittelmäßige Schädigung bedeutet („halbtot“). Diese Schäden ließen sich jedoch auf dem Satellitenbild nicht erkennen, da am Waldrand die Reflektion unterschiedlicher Vegetationen (z.B. Wald und Wiese) zusammengefaßt werden. Für eine genauere Analyse wäre eine genauere (kleinere) Auflösung der Satellitenbilder wichtig (ein Pixel entspricht ca. 30m x 30m).

In den homogenen Waldbeständen fielen besonders einzelne oben herausragende Bäume auf. Sie waren im Kampf um Licht die schnellsten, doch boten sie für den Wind die beste Angriffsfläche und waren dadurch besonders geschädigt. Dieses Schadbild läßt sich an auch an Prallhängen wiederfinden.

Andere Bäume, die nicht genügend Licht bekamen, setzten ihre Kronen zurück und bilden Triebe im mittleren Stammbereich um trozdem noch eine bestmögliche Photosynthese zu erlangen. Doch diese Bäume befinden sich bereits im Enstadium und haben nur wenig Chancen, noch längere Zeit zu überleben.

Einen Faktor, den man bei der Analyse des Waldes berücksichtigen sollte, ist die Pflanzung einzelner Walbestände durch den Menschen. Dadurch konnte man eine klare Trennlinie zwischen Fichten und Buchen erkennen. Beispielsweise haben Bauern nicht nutzbare Felder mit Fichten bepflanzt und so kommt es vor, dass Fichtenbestände keine geschlossene Struktur aufweisen und der Wald kein eigenes Innenklima bilden kann. Den Förster verwunderte es nicht, dass es in diesen Beständen auch häufig zu Sekundärschäden kommt. Es war nicht zu übersehen, dass die Fichten Harz nach außen aus dem Stamm abgaben. Erklären lässt sich dies dadurch, dass der Baum die Schädlinge, die sich unter die Rinde fressen um dort ihre Eier abzulegen, abwehren will.

Nun ging eine kleine freiwillige Gruppe mit Herrn Bernhard und Herrn Euchert-Frischmut genau in den Wald hinein, weil Herr Bernhard auf dem Satellitenbild sechs braune Pixel (B1/C1) innerhalb einer vollkommen dunklen Fläche bemerkte. Im Gelände bestätigte sich der bräunliche Fläche von 60m x 90m durch einen Kahlschlag. Dieser Kahlschlag könnte durch ein Käferloch verursacht worden sein. Die Käfer befallen die kranken oder schon abgestorbenen Bäume, die dann anschließend gefällt werden (Hiebmaßnahmen), um weitere Übersiedlungen der Schädlinge auf umliegende Bäume zu verhindern. Mittlerweile waren jedoch schon Neuwüchse zu sehen, deren Wachstum jedoch durch das Wild erschwert wird, weil dieses als Nahrung dient.

Ein weiteres Schadbild fiel uns auf, als wir auf dem Rückweg zur Gruppe waren. Der Stamm einer Fichte schien „flaschenförmig“; er wurde nach oben immer dünner. Der untere Stammbereich klang hohler (wir klopften mit einem Stein gegen den Stamm), was wir auf Fäulnis zurückführten. Dadurch wird der Baum instabil und ist anfälliger für Windwurf und Sekundärschädlinge, wie beispielsweise der Borkenkäfer.

Buchdrucker     (Quelle: Lernort Naturpark Hoher Vogelsberg - Materialien zur Umwelterziehung)

 

Die Weibchen bohren sich ein Loch durch die Rinde und sondern einen Sexualduft ab. Dieser lockt die Männchen an und es kommt zu einer Befruchtung. Das Weibchen legt einen Muttergang an, in welchen sie ihre Eier legt. Nach kurzer Zeit schlüpfen Raupen, die sich nach außen durchfressen. Sie verpuppen sich und der „fertige“ Borkenkäfer schlüpft. Schon gleich nach der Eierablage sucht sich das Weibchen erneut einen Partner, so dass jährlich ca. 5 Generationen zustande kommen. Folglich erleidet der Baum einen Massenbefall, an dem er zugrunde gehen kann.

Besonders wenn Buchdrucker und Kupferstecher gemeinsam einen Baum befallen, sind sie ein „unschlagbares Team“, das den Baum sowie mehrere hundert Hektar Wald zerstören können, wenn der Mensch nicht schnellstens eingreift. Die Schädlinge fressen sich nämlich durch den Assimilatreichen Bast, so dass der Baum auf kurz oder lang abstirbt.

Der Buchdrucker bekam seinen Namen dadurch, dass seine Spuren einem Abdruck eines Buches ähneln. Er befindet sich im unteren Stammbereich, wohingegen der Kupferstecher sich im oberen Stammbereich aufhält und dessen Spuren aussehen wie die Punkte von Kupferstichen.

Am gleichen Baum waren außerdem Schwarzspechtspuren zu erkennen. Der Förster erklärte uns, dass diese Spechte jedes Jahr eine neue Höhle anlegen uns somit vielen Tieren zusätzliche Unterschlupfmöglichkeiten bieten. Der Specht holt sich seine Nahrung aus mit Schädlingen befallenen Bäumen, was auch erklärt, warum einige Larven sich nicht vollständig entwickeln und die Gänge frühzeitig abgebrochen werden.

Wir beendeten um ca. 14.30 Uhr unsere Waldbesichtigung und trafen uns bei den Autos ein um anschließend zum Campingplatz zu fahren, von wo aus wir um ca. 17 Uhr Richtung Schotten aufbrachen, um dort in der Forstschule unsere Ergebnisse zusammenzutragen.

Herr Bernhard gab eine kurze Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse, die nicht sonderlich ergiebig schienen.

Zum einen war es wahrscheinlich, dass ein Farbpixel auf dem Satellitenbild nicht auf einen bestimmten Vegetationsschaden schließen lässt. Dies sei besonders an Waldrändern schwierig, da dort der Farbpixel ein Mischwert aus einzelnen Vegetationstypen darstelle.

 

 

Weiter kamen wir zu dem Ergebnis, dass weniger bewachsene Fichtenwälder als hellere Pixel auf den Satellitenbildern zu erkennen sind, die dann möglicherweise Windwurfflächen, Kahlschläge oder Käferlöcher darstellen.

In Hinsicht auf die Reflektion und Absorption sagte Herr Bernhard, dass je heller die Fläche sei, desto größer auch die Reflektion sein müsse. Ein Beispiel dafür seien die Wiesenflächen, die auf den Satellietenbildern hellgrün bis weißlich erscheinen.

Finde eine Absenkung der Reflektion statt, so erhöhe sich die Absorption.

Insgesamt kamen wir zu der Hypothese, dass schokoladenbraune Flächen (B1/C1) wahrscheinlich geschädigte Buchenbestände darstellen.Diese Annahme war bis jetzt auch noch nicht widerlegt.

Wir nahmen an, dass Waldschäden in Nadelbeständen durch hellere und in Laubbeständen durch dunklere Pixel gekennzeichnet sind.

 

2. Donnerstag, den 07.06.2001:

 

Am Donnerstag Morgen starteten wir um 10.15 Uhr um das Gelände bei Ludwigsbrunnen zu erkunden. Ziel sollte sein, farbig auffällige Pixel in einem Fichtenbestand zu analysieren.

Dies konnte jedoch nicht durchgeführt werden, da die Satellitenbilder bereits vor zwei Jahren aufgenommen wurden (1999) und dieser auffällige Bereich bereits abgeholzt war (Satellitenbilder entsprechen nicht mehr dem aktuellen Zustand des Waldes!).

Nun fuhren wir zum Segelflugplatz, in der Hoffnung, dort brauchbare Ergebnisse zu erzielen. An einigen Buchen ließen sich eindeutige Spuren von Saurem Regen nachweisen, denn die Haupttriebe der Buchen waren nach vorne deutlich länger als zur Seite. Dies gilt als Zeichen für erkrankte Bäume, die sich im ersten Reaktionsstadium befinden.

Insgesamt werden Buchen durch Sauren Regen stärker geschädigt, als andere Bäume.

Sie haben nach oben gerichtete Blätter, die das Regenwasser zum Stamm führen. ¾ des Wassers läuft in der Wasserrinne am Stamm herunter und gelangt zu den Wurzeln. Somit sinkt der pH-Wert des Bodens, der schon durch das Basaltgestein niedrig (sauer) ist. Als Folge davon können sich die Wurzelhaare nicht richtig entwickeln, es kommt zum Nährstoffmangel und die Buche kann nicht mehr normal wachsen.

Weitere Schäden ließen sich an Fichten erkennen, die nur wenig benadelt waren.

An der Bodenvegetation, zum Beispiel an der Ausbildung des Waldmeisters, stellten wir fest, dass das Wachstum im Vergleich mit Dillenburg um etwa 4 Wochen „nachhängt“. Somit lässt sich nicht genau sagen, ob die üppige Bodenvegetation normal für diese Jahreszeit ist oder ob es auf Schäden in den Baumkronen zurückzuführen ist. Anschließend kam die Frage auf, warum immer nur einzelne Bäume erkrankt sind. Wir konnten jedoch keine Antwort finden.

 

Abschließend stellten wir fest, dass dieser gemischte Laubwald uns keine weiteren Informationen über die Zuordung einzelner Pixel bot. Dafür benötige man ein besseres System (z.B. GPS).

Um ca. 12.30 Uhr erreichte uns Herr Bernhard mit Madeleine und Christine, denen endlich eine Zuordnung einzelner Farbpixel im Gebiet des gestrigen Tages gelungen war. Ein Braunton (B1/C1) ließ sich als Bereich von Windwurf/Kahlschlag nachweisen, wobei es keine Rolle spielte, ob es sich um Laub- oder Nadelwald handelt. Ein olivgrün bis bräunlicher Farbton (D1/E1) als lockere Bestände mit einer üppigen Bodenvegetation. (® Komposit 542)

Schließlich konnten wir die Expedition Vogelsberg um 13.00 Uhr erfolgreich beschließen. Es war uns gelungen, Schadbilder vor Ort ausfindig zu machen, auf Ursachen zu schließen und teilweise konnten wir Übereinstimmungen zwischen Satellitenbild und Baumschäden feststellen.

 

3. Fazit:

Zusammenfassend ist zu sagen, dass es durchaus möglich ist, Schadbilder anhand von Satellitenbildern zu erkennen. Jedoch ist eine genaue Differenzierung einzelner Schadbilder nicht zu teffen und auch an Waldrandgebieten ist eine Zuordnung kaum möglich, aufgrund der Mischwerte innerhalb der Farbpixel. Eine durch den Computer berechnete prozentuale Verteilung der Schadgebiete ist nicht möglich, da ein bestimmter Farbton nicht nur für einzelne Schadbilder, sondern auch für gesunde Vegetationsflächen steht.

 

4. Vergleich der Pixel(-markierungen)
von den Kompositen 453 und 542:

Es wurden auf beiden Kompositen unterschiedliche Schadbildbereiche markiert (Pixel), aber dennoch gleichen sich die markierten Pixel auf beiden Farbkompositen sehr.

Die Bereiche, in denen sich die Pixel der beiden Komposite nicht ganz gleichen, sollte man nochmals im Gelände untersuchen, um herauszufinden, worin die Unterschiede begründet sind.

 

Farbkomposit 453 vom 11.9.1999 (Landsat 7)

 

Alle Fotos stammen von Thomas Hennings, 12 WvO-Schule, Dillenburg

Zeichnung stammt von Stephanie Engel, 12 WvO-Schule, Dillenburg