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Since first of January 2015, the EU-regulation 1143/2014 obligates all member states to conduct costbenefit analyses in preparation of control programs for invasive alien species to minimize and mitigate their impacts. In addition, with ratification of the Rio Declaration and the amended Federal Nature Conservation Act, Germany is committed to control any further spread of invasive species. This is the first cost-benefit analysis estimating positive welfare effects and societal importance of H. mantagezzianum invasion control in Germany. The paper analyses possible control options limiting stands of giant hogweeds (H. mantegazzianum) based on survey data of n = 287 German districts. We differentiate between several control options (e.g. root destruction, mechanical cutting or mowing, chemical treatment and grazing) depending on infested area size and protection status. The calculation of benefits is based on stated preference results (choice experiment; n = 282). For the cost side, we calculate two different invasion scenarios (i) no re-infestation after successfully conducted control measures (optimistic) and (ii) re-infestation twice after conducting control measures occurring within ten years (pessimistic). Minimum costs of eradication measures including a time span of ten years and a social discount rate of 1% result in a total of 3,467,640 € for optimistic scenario and 6,254,932 € for pessimistic invasion scenario, where no success of the first eradication attempt is assumed. Benefits of invasion control in Germany result in a total of 238,063,641 € per year and overassessment-factor corrected in 59,515,910 € per year.
The management of invasive alien species (IAS) in protected areas has become increasingly important in recent years. In this study, we analyse IAS management in the bilateral National Park Thayatal-Podyjí at the Austrian-Czech border. Based on two surveys from the years 2001 and 2010 and on annual management data from 2001-2010 we analyse changes in distribution and the efficiency of IAS management of three invasive alien plants (Fallopia × bohemica, Impatiens glandulifera, Robinia pseudoacacia). In 2010, the three study species had invaded 161 ha (2%) of the study area. Despite a decade of management, F. × bohemica has become widespread, whereas I. glandulifera distribution has decreased strongly. The most widespread species, R. pseudoacacia, has declined substantially in cover, but the area invaded has increased. From 2001 to 2010, annual management effort declined by about half. Management effort per hectare and decade was highest for F. × bohemica (2,657 hours), followed by R. pseudoacacia (1,473 hours) and I. glandulifera (270 hours). Management effort for achieving the same amount of reduction in population size and cover was highest for R. pseudoacacia, followed by F. × bohemica and I. glandulifera. We conclude that substantial effort and resources are necessary to successfully manage the study species and have to be provided over prolonged time periods, and thus continued management of these species is recommended. We highly recommend a systematic approach for monitoring the efficiency of IAS management projects in protected areas.
In a recent Discussion Paper, Hoffmann and Courchamp (2016) posed the question: are biological invasions and natural colonisations that different? This apparently simple question resonates at the core of the biological study of human-induced global change, and we strongly believe that the answer is yes: biological invasions and natural colonisations differ in processes and mechanisms in ways that are crucial for science, management, and policy. Invasion biology has, over time, developed into the broader transdisciplinary field of invasion science. At the heart of invasion science is the realisation that biological invasions are not just a biological phenomenon: the human dimension of invasions is a fundamental component in the social-ecological systems in which invasions need to be understood and managed.
The Anthropocene Epoch is characterized by novel and increasingly complex dependencies between the environment and human civilization, with many challenges of biodiversity management emerging as wicked problems. Problems arising from the management of biological invasions can be either tame (with simple or obvious solutions) or wicked, where difficulty in appropriately defining the problem can make complete solutions impossible to find. We review four case studies that reflect the main goals in the management of biological invasions – prevention, eradication, and impact reduction – assessing the drivers and extent of wickedness in each. We find that a disconnect between the perception and reality of how wicked a problem is can profoundly influence the likelihood of successful management. For example, managing species introductions can be wicked, but shifting from species-focused to vector-focused risk management can greatly reduce the complexity, making it a tame problem. The scope and scale of the overall management goal will also dictate the wickedness of the problem and the achievability of management solutions (cf. eradication and ecosystem restoration). Finally, managing species that have both positive and negative impacts requires engagement with all stakeholders and scenario-based planning. Effective management of invasions requires either recognizing unavoidable wickedness, or circumventing it by seeking alternative management perspectives.
In Niedersachsen sind etwa 50 % der forstlichen Standorte in einem Maßstab 1 : 25 000 nach einem relativ komplexen Verfahren kartiert. Jede kartierte Einheit besteht aus Stufen für den Geländewasserhaushalt (WHZ; 43 Stufen), die Nährstoffversorgung (NZ; 16 Stufen) und die Substratund Lagerungsverhältnisse (SLZ; 105 Stufen). Das Ziel der Arbeit war es, WHZ und NZ Stufen der Niedersächsischen forstlichen Standortskartierung für nicht kartierte Gebiete vorherzusagen. Anhand von stratifizierten Zufallsstichproben der WHZ und NZ Stufen aus der Kartierung wurden zwei RandomForest-Modelle kalibriert. Das Modell klassifizierte etwa 77 % der Teststichprobe für die WHZ richtig. Die F1-Werte der einzelnen Stufen reichten dabei von 50–95 %. Falsche Vorhersagen mehrten sich bei Übergängen benachbarter WHZ (z. B. Übergang von Tälern zu Hängen) und bei WHZ mit ähnlichen Geländeeigenschaften, aber Abstufungen in der Wasserversorgung. Einige Modellfehler hängen aber offenbar auch von Unschärfen innerhalb der zugrundeliegenden Kartierung ab. Zusätzlich sagt das Modell im Vergleich zur Feldkartierung viel kleinräumigere Muster vorher, die zwar vom zugrundeliegenden Gelände her nachvollziehbar erscheinen, aber in dieser Genauigkeit nicht im Feld kartiert werden. Etwa 66 % des Testdatensatzes für die NZ wurden richtig klassifiziert. Falsche Vorhersagen traten hier vor allem in direkt benachbarten Stufen der Nährstoffversorgung auf. Unsicherheiten deuten zum einen auf weniger gut geeignete Kovariablen hin, sind möglicherweise aber auch durch zeitliche Änderungen der Bodeneigenschaften selbst sowie durch Ungenauigkeiten in der Kartierung zu erwarten, die wenige Regeln für die Vergabe der Nährstoffzahl vorgibt. Insgesamt beurteilen wir die Modelle als gut geeignet, um sie landesweit anzuwenden. Allerdings ist zu erwarten, dass eine lokale Kalibrierung der Modelle für einzelne Wuchsgebiete die Modellgüte deutlich erhöht. Gleiches kann eine Zusammenfassung ähnlicher Stufen zu waldbaulich relevanten Obergruppen leisten.
Ableitung von Leitbodenprofilen für die Punkte der Bundeswaldinventur in Sachsen und Thüringen
(2016)
Die Bundeswaldinventur (BWI) ist als Stichprobenverfahren zur Erhebung der Daten von Waldfläche und Baumartenverteilung sowie Holzzuwachs und Holzvorrat etabliert. Um das Wachstum der Bäume besser beschreiben, erklären und vorhersagen zu können, werden neben anderen Standortsfaktoren Bodeninformationen an den Traktecken dieser Inventurpunkte benötigt. Im Rahmen dieser Publikation wird die Ableitung der Leitprofile zur Charakterisierung des Bodens am BWI-Punkt aus Weiserprofilen der Standortserkundung für Sachsen und Thüringen aufgezeigt. An 81 % der sächsischen und 87 % der thüringischen Traktecken konnten Leitprofile mit vollständigen bodenphysikalischen Eigenschaften zugeordnet werden. Diese umfassen die Horizontabfolge in der Tiefe, für jeden Horizont die Horizontbezeichnung, Sand-, Schluff- und Tongehalte, Skelettgehalte, Angaben zur Trockenrohdichte, zum Stau- und Grundwassereinfluss sowie zu Geologie und Schichtung. Die Standortsverhältnisse an den Traktecken, als Stichprobe der kartierten Waldfläche, sind repräsentativ für die landesweiten Verhältnisse. Die aus der Methodik resultierenden Unsicherheiten konnten beispielhaft quantifiziert werden und erwiesen sich als akzeptabel. Es hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse der Aggregierung zu Leitprofilen recht robust gegenüber verschiedenen Aggregierungsansätzen sind. Damit ist es möglich, für die Traktecken der BWI Kenngrößen des Wasserhaushaltes zu berechnen, diese für die Standorts-Leistungs-Modellierung zu nutzen und damit das Waldwachstum besser zu beschreiben, zu erklären und zu prognostizieren.
Im Rahmen der forstlichen Standortserkundung werden Informationen über die für das Waldwachstum wichtigen Faktoren Lage, Klima und Boden erhoben. Diese Daten bilden die Grundlage für die Beurteilung eines Standortes hinsichtlich seiner Baumarteneignung, seines Leistungsvermögens und möglicher Produktionsrisiken. Die forstliche Standortskartierung ist föderal organisiert, sodass sich historisch länderspezifische Kartierverfahren entwickelt haben (Gauer 2009). Mit Ausnahme der ostdeutschen Bundesländer, in denen die Kartierung auf einer gemeinsamen Standortserkundungsanleitung basiert (Veb Forstprojektierung Potsdam 1974), existieren nur länderweise gültige Kartenwerke.
Die steigende Nachfrage nach großmaßstäblichen Standorts-und Bodeninformationen im Bereich der forstlichen Planungs- und Entscheidungsunterstützung umfasst auch die Grundwasserflurabstände. Diese gehen entweder direkt in statistische und prozessorientierte Modelle ein oder sind eine wichtige Grundlage für die digitale Standortsprognose. In dieser Untersuchung wurde für das niedersächsische Tiefland ein Disaggregierungsansatz entwickelt, mit dem der mittlere Grundwassertiefstand (MNGW) der flächendeckenden BÜK50 von Niedersachsen (1 : 50000) in die Grundwasserflurabstandseinstufung der Standortskartierung (1 : 25000) übersetzt werden kann, die nicht flächendeckend vorliegt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Disaggregierung eine Verbesserung der Ableitung von Grundwasserinformation für Waldstandorte aus der BÜK50 erreicht werden kann. Die Genauigkeit (AC) erhöhte sich von 0,64 auf 0,69 und der Kappa-Koeffizient von 0,34 auf 0,48. Trotzdem ist die Übereinstimmung zwischen modellierten und kartierten Einstufungen mit einem Kappa-Koeffizienten von 0,48 des Validierungsdatensatzes nur als „moderat“ zu bezeichnen.
Seit den 1980er Jahren wird in Baden-Württemberg die Bodenschutzkalkung angewendet, um Säureeinträge aus der Luft zu kompensieren. Die vorliegende Arbeit ist eine Auswertung der Kalkungsdokumentation aus Daten der Unteren Forstbehörden in Baden-Württemberg, die 2005 erstmalig von der FVA zusammengeführt wurde. Es wird dargestellt, dass der Fokus der Kalkungen bisher deutlich auf den Waldflächen des Schwarzwaldes lag, die durch die Grundgesteine des Buntsandsteins und des kristallinen Grundgebirges natürlicherweise und auch immissionsbedingt zu starken Bodenversauerungen neigen. Aber auch im Keuperbergland, dem Odenwald und im Verbreitungsgebiet der Altmoräne in Oberschwaben sind seit den 1980er Jahren regelmäßig Kalkungen durchgeführt worden. Die lehmigen Böden der Nördlichen Altmoräne wurden insbesondere seit 2005 deutlich mehr gekalkt, was die Veränderung der Kalkungsausrichtung hin zu den produktiveren, lehmigen Standorten zeigt. Die Auswertung der Kalkungsdokumentation geht auf verwendete Ausbringungsmaterialien und -techniken ein und stellt die unterschiedliche Flächenbedeutung der Waldkalkung für die zwei Schwerpunkt-Regionen Nordschwarzwald und Nördliche Altmoräne dar. Die Kalkungsdokumentation beruht auf analogen Karteneinträgen der Forstämter, welche die gekalkten Waldstandorte auf Ebene der Distrikte und Waldabteilungen abbilden, aber nicht detailscharf auf die Aussparung kalkungssensitiver Biotope eingehen.
Hartholzauwälder gehören mit bis zu acht Baumarten in der Kronenschicht zu den Wäldern mit der höchsten Baumartenvielfalt in Europa und beherbergen eine Vielzahl gefährdeter Pflanzen- und Tierarten. Das Fehlen von Eichen in der Etablierungsphase in ansonsten eichenreichen Waldgesellschaften wie Hartholzauen ist daher naturschutzfachlich gravierend. Vielerorts wird mit starken waldbaulichen Eingriffen und finanziellem Aufwand versucht, zumindest einen Anteil an Stieleiche in die nächste Bestandesgeneration hinüber zu retten. Hinzu kommt die eher konzeptionelle Frage der Natürlichkeit der Stieleiche in Hartholzauwäldern. In der Hartholzaue im Naturschutzgebiet Kühkopf-Knoblochsaue in Hessen wurde Stieleichenverjüngung in der Etablierungsphase auf zwei unterschiedlichen ungesteuerten Sukzessionsflächen untersucht, welche nach starken Hochwässern entstanden und von Hochwasser geprägt sind. Dies beinhaltet die Beschreibung des Standorts, die Quantifizierung der Eichenanteile, die Einschätzung ihrer Vitalität sowie die Charakterisierung des Wuchses der Stieleiche. Auf der insgesamt 4,53 Hektar großen Inventurfläche fanden sich fünf Strukturtypen (Straten) in Form (1) eines strauchreichen Pionierwalds; (2) eines offenen bis lückigen Gehölzkomplexes; (3) eines halboffenen bis geschlossenen Gehölzkomplexes; (4) eines fast geschlossenen Gebüschkomplexes, gezäunt; sowie (5) eines geschlossenen Pionierwalds, gezäunt. Auf diesen kamen insgesamt 155 Stieleichen vor und wurden aufgenommen (34 Stieleichen/ha). Es zeigte sich, dass Wildverbiss die Etablierung der Eiche zwar behinderte, dennoch in allen Straten stabile, vitale Jungeichen heranwachsen konnten. Starke Überschirmung und Konkurrenz durch Bodenvegetation wirkten sich negativ auf das Wachstum aus, bis hin zum Ausfall von Eichenverjüngung in Herden von Goldrute (Solidago canadensis) und Reitgras (Calamagrostis epigeios). Die Bestände am Kühkopf zeigen, dass sich die Stieleiche nach starken Hochwasserereignissen auf neu aufgelandetem Substrat unter den dann konkurrenzarmen Bedingungen und bei zugleich kontrolliertem Wildstand in Hartholzauen erfolgreich natürlich etabliert und auch in die Baumschicht einwächst, also Bestandteil der natürlichen Vegetation dieses Lebensraumes ist. Das Ausbleiben der natürlichen Eichenetablierung in den heutigen Überflutungsauen ist demnach auf die dort weitgehend fehlende Substratdynamik nach starken Hochwässern und damit fehlende natürliche Auensukzession sowie hohe Rehwilddichten zurückzuführen.