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Dr. Horst Delb

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Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA)
Abteilung Waldschutz

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D-79100 Freiburg

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Artikel

Autor(en): Horst Delb
Redaktion: FVA, Deutschland
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Schädlingsmanagement im Wald - die Kernaufgaben des Waldschutzes

Beobachten, überwachen, kontrollieren – All das bedeutet der aus dem englischen abgeleiteten Begriff "Monitoring". Darunter werden alle Formen der systematischen Erfassung der Vorgänge in Zusammenhang mit Schadorganismen im Wald verstanden. Durch die dauerhafte und regelmäßige Durchführung und Dokumentation können anhand von Zustandsvergleichen und Zeitreihen wertvolle Rückschlüsse gezogen werden. Nimmt die Entwicklung einen kritischen Verlauf oder werden Grenzwerte überschritten, kann handelnd eingegriffen werden. Das Monitoring und die Prognose der Schädlingsentwicklung und der für Wald und Waldwirtschaft zu erwartenden Schäden gehen oft nahtlos ineinander über.

Monitoring und Prognose, ein zentraler Arbeitsbereich der Abteilung Waldschutz
Abb. 1: Monitoring und Prognose, ein
zentraler Arbeitsbereich der Abteilung
Waldschutz.

Inhalt

Die Schädlingsüberwachung (Monitoring) und die Prognose ist neben der waldgesundheitlichen Beratung und der forstzoologischen und forstpathologischen Forschung ein zentraler Arbeitsbereich der Abteilung Waldschutz. Monitoring und Prognose sind zentrale Aufgaben des Waldschutzes (Abb. 1) und bilden die Grundlage für ein effektives Schädlingsmanagement. Daraus kann abgleitet werden, wann, wo und in welcher Intensität Schadorganismen zu erwarten sind und welche Gefährdungspotenziale für die betroffenen Bäume – insbesondere Mortalität und Vitalitätsverlust – bestehen. Darüber hinaus können auch gesundheitliche Belastungen für im Wald tätige oder erholungssuchende Personen eingeschätzt werden.

Dabei erfolgt das Zählen, Messen, Wiegen nicht nur in Bezug auf die Schadorganismen selbst, sondern wird wesentlich flankiert durch die Erfassung von Witterungsdaten sowie die Dokumentation abiotischer Schäden wie die aufgrund von Stürmen oder infolge eines Schädlingsbefalls tatsächlich anfallenden Schadhölzer. Insbesondere die zeitliche und räumliche Verknüpfung dieser Daten untereinander aber auch mit Informationen beispielsweise aus der Forsteinrichtung und der Standortskartierung sind Grundlage einer wissenschaftlich fachgerechten Analyse, Interpretation und Bewertung der Befunde. Dies ist für eine treffende Risikoabschätzung im Rahmen der Beratung als Grundlage zur Entscheidungsfindung für die forstliche Praxis unerlässlich und entspricht der guten fachlichen Praxis im integrierten Pflanzenschutz. So kann die Notwendigkeit und Verhältnismäßigkeit von präventiven und kurativen Gegenmaßnahmen besser eingeschätzt werden. Diese Handlungsempfehlungen sind wichtige Größen für waldbauliche Entscheidungen und zur Steuerung der Forstbetriebe.

Waldmaikäfer Monitoring und Flugprognose anhand von Probegrabungen nach Entwicklungsstadien im Boden
Abb. 2: Waldmaikäfer Monitoring und Flugprognose anhand von Probegrabungen nach Entwicklungsstadien im Boden: Engerlinge, Puppen und Käfer in einem systematischen Stichprobennetz; die Befunde sind als Käferindividuen je Quadratmeter anhand von Farbsignaturen dargestellt.

Darüber hinaus können mit Hilfe eines eingehenden Monitorings der Schadorganismen Maßnahmen zur Regulierung von Schädlingen zum Beispiel durch Bestimmung des richtigen Behandlungszeitpunktes beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln optimiert und einmal getroffene Maßnahmen bewertet werden. In Bezug auf die Forschung stehen wesentliche Daten zur Ableitung und Prüfung von Arbeitshypothesen und zum besseren Verständnis komplexer Zusammenhänge zur Verfügung.

Rechtlicher Rahmen

Gemäß § 12 der Landwirtschafts-Zuständigkeitsverordnung in der Fassung vom 20. November 2012 und § 59 Pflanzenschutzgesetz (PflSchG) obliegen der FVA die Pflichten des Pflanzenschutzdienstes im Bereich der Forstwirtschaft. Ein wesentlicher Punkt dieser hoheitlichen Offizialaufgaben ist das Monitoring der Waldschädlinge; das heißt die Überwachung der Pflanzenbestände und Vorräte auf Schadorganismen sowie die Berichterstattung über das Auftreten und die Verbreitung. Diese Pflichten bestehen spätestens seit dem Inkrafttreten des Pflanzenschutzgesetzes im Jahr 1987. Seitdem sind in mehreren Neufassungen, zuletzt 2012, die Anforderungen an die Pflanzenschutzdienste insbesondere auch auf Grundlage von zahlreichen Richtlinien, Verordnungen und Durchführungsbeschlüssen der Europäischen Union (EU) kontinuierlich gestiegen. Zudem wird die Aufgabe einer staatlich organisierten und für alle Waldbesitzarten weitgehend unentgeltlichen Offizialberatung im Rahmen des neuen Pflanzenschutzgesetzes im "Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln" (§ 4 PflSchG) konkretisiert. Dort wird ausgeführt, dass die Länder die Waldbesitzer durch eine schlagkräftige und unabhängige Offizialberatung im Pflanzenschutz unterstützen werden. Mit diesen Regelungen sind auch im Bereich des Monitorings und der Prognose zentrale hoheitliche Aufgaben festgelegt.

Formen des Monitorings und der Prognose

Die Anforderungen an die räumlichen und zeitlichen Ausmaße sowie die Intervalle des Monitorings sind variabel und richten sich an den jeweiligen Erfordernissen aus. So müssen zum Beispiel die Schädlingsmeldungen der Forstbehörden, die Erfassung der aufgrund abiotischer oder biotischer Schäden genutzten Hölzer und einschlägige Messsysteme für die in Südwestdeutschland wichtigsten Schadorganismen dauerhaft erfolgen. Das während der Vegetationsperiode kontinuierlich durchzuführende Monitoring der Fichtenborkenkäfer – insbesondere des Buchdruckers – ist dabei von besonderer Bedeutung. Denn der Buchdrucker kann mit mehreren Generationen und Folge- und Geschwisterbruten innerhalb eines Jahres je nach Größe der Ausgangspopulationen bei entsprechendem Brutraumangebot und Witterungsverhältnissen sehr schnell erhebliche Probleme verursachen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt derzeit im Pufferstreifen des Nationalparks Schwarzwald als Grundlage für ein Borkenkäfer-Management zum Schutz benachbarter Fichtenwälder. Das Monitoring und die Prognose finden bei einigen Arten wie beispielsweise Frostspanner oder Schwammspinner in zweistufigen Verfahren statt. In einer ersten Stufe wird die Populationsentwicklung beim Frostspanner mithilfe eines landesweiten Netzes von Leimringkontrollen im Spätherbst und Winter erfasst, um regionale Prognose treffen zu können. Beim Schwammspinner erfolgt die erste Stufe mithilfe von Pheromonfallen. Erst wenn die Befunde im Zusammenspiel mit den Informationen aus den Schädlingsmeldungen besorgniserregende Ereignisse erwarten lassen, wird zusammen mit den betroffenen Forstbetrieben erwogen, in einer zweiten Stufe die Leimringkontrollen gegebenenfalls zu verdichten oder beim Schwammspinner Eigelegezählungen für raumbezogene Prognosen durchzuführen. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung von Regulierungsmaßnahmen mit Hilfe von Pflanzenschutzmittel ist das Monitoring zur Optimierung, Kontrolle und Reduzierung der Behandlungen auf das Notwendigste temporär zu intensivieren.

Probegrabungen Maikäfer Engerlinge
Abb. 3: Probegrabungen Maikäfer.
Abb. 4: Engerlinge.
Messung von Populationsdichten, Schwärmverlauf und Entwicklungszustand

Die in Südwestdeutschland durchgeführten Standardprogramme zum Monitoring wesentlicher Schadorganismen arbeiten in Bezug auf die Messung der Populationsdichten und Darstellung der Schwärmverläufe in den letzten Jahren überwiegend mit folgenden Verfahren:

  • Fangfallen mit Lockstoffen (Borkenkäfer, Schwammspinner, Eichenprozessionsspinner, Eichenwickler)
  • Leimringe (Frostspanner)
  • Eigelegezählungen (Schwammspinner, Eichenprozessionsspinner)
  • Probegrabungen (Maikäfer) (Abb. 3 und 4)
  • Winterbodensuchen (Kieferngroßschädlinge)
  • Photoeklektoren (Eichenwickler)
  • Bodenekletoren (Maikäfer, Borkenkäfer, Blattwespen) (Abb. 5)
  • Stammeklektoren (Borkenkäfer) (Abb. 6)
  • Prallflugfallen (Käfer) (Abb. 7)
  • Lichtfallen (Maikäfer)
  • Kotfalltafeln (Raupen, Maikäfer)
  • Auffangfolien (Maikäfer)
  • Schlagfallen (Mäuse)
Bodeneklektor für im Boden überwinternde Käfer Stammeklektor für aus der Rinde schlüpfende Käfer Prallflugfalle für bodennah fliegende Käfer
Abb. 5: Untersuchungen zum Buchenborkenkäfer: Bodeneklektor für im Boden überwinternde Käfer. Abb. 6: Stammeklektor für aus der Rinde schlüpfende Käfer.
Abb. 7: Prallflugfalle für bodennah fliegende Käfer.

Zur Prognose werden die ermittelten Dichten, wo möglich, sogenannten "kritischen Dichten" gegenübergestellt, ab denen unter bestimmten Rahmenbedingungen, oft in Abhängigkeit von der Witterung, mit Schäden zu rechnen ist.

Bei auftretenden Populationen wird der Schlüpfzeitpunkt und der Entwicklungszustand beispielsweise mit Hilfe von

  • Fangbäumen zur Brutbeobachtung (Borkenkäfer),
  • Eigelegen, die an Eichen markiert werden (Eichenprozessionsspinner),
  • Leinensäcken, die um Bäume gebundene werden (Schwammspinner),
  • Kopfkapselmessungen an eingesammelten Raupen (Schmetterlingsraupen),
  • Bodeneklektoren (Maikäfer) (Abb. 10) und
  • Eiablagebeobachtungen (Maikäfer)

festgehalten.

Beispiel einer Analyse der Schädlingsmeldungen: Zusammenhang von Schäden durch Eichenprachtkäfer und vorauslaufenden Massenvermehrungen von Frostspanner/Eichenwickler oder Schwammspinner
Abb. 8: Beispiel einer Analyse der Schädlingsmeldungen: Zusammenhang von Schäden durch Eichenprachtkäfer und vorauslaufenden Massenvermehrungen von Frostspanner/Eichenwickler oder Schwammspinner: Schwächung durch Blattfraß führt zu steigendem Befall der Käfer; der Schwammspinnerfraß führte in trocken-warmen Jahren zu erheblich stärkerem und länger anhaltendem Folgebefall durch Eichenprachtkäfer.
Schädlingsmeldungen der Forstbehörden

Die jährlichen Schädlingsmeldungen der unteren Forstbehörden geben in erster Linie Aufschluss über die aktuelle Waldschutzsituation und stellen damit ein wichtiges Instrument für die laufende waldgesundheitliche Beratung dar. Die daraus entstandenen langen Zeitreihen geben in der Retrospektive zumindest auf Landesebene aufschlussreiche Informationen über die Populationsentwicklungen der Schadorganismen unter den gegebenen Bedingungen und stellen somit eine entscheidende und zentrale Größe zur qualitativen Einschätzung der in der Prospektive unter verschiedenen Szenarien zu erwartenden Schadentwicklung dar (Abb. 8).

Aufgrund abiotischer oder biotischer Schäden genutzte Hölzer

Die bei der Holzaufnahme von den Mitarbeitenden der Forstbetriebe erhobenen Daten zu den aufgrund von abiotischen (Sturm, Schnee, Eis, Dürre) oder biotischen Schäden (Insekten, Pilze) außerplanmäßig genutzten Hölzern, die sogenannten "Zufällige Nutzungen", weisen aufgrund bekannter Zusammenhänge auf bestehende Gefährdungen hin und geben wichtige Informationen zu den Auswirkungen von Schadereignissen (Abb. 9). Beispielsweise steigern hohe "Zufällige Nutzungen" durch Sturm oder Schnee in Fichtenwaldgebieten aufgrund des hohen Brutraumangebotes die Borkenkäfergefahr erheblich. Dann gibt die Entwicklung der "Zufälligen Nutzungen" aufgrund von Insekten wichtige Signale zur akuten Gefahrenlage. Deshalb sind die hier monatlich zur Verfügung gestellten Daten eine wichtige Information für den Waldschutz.

Aufgrund von Insekten 1989 bis 2015 in Baden-Württemberg außerplanmäßige genutzte Hölzer
Abb. 9: Aufgrund von Insekten 1989 bis 2015 in Baden-Württemberg außerplanmäßige genutzte Hölzer nach abiotischen Schadereignissen wie Stürme und Sommerdürren.
Inspektion der Waldbestände auf Befalls-Symptome

In Zusammenhang mit den "Zufälligen Nutzungen" sind beim Borkenkäfer die regelmäßigen Inspektionen der Fichtenbestände auf Symptome eines Käferbefalls durch Mitarbeitende der Forstbetriebe von außerordentlicher Bedeutung, um zur Vorbeugung weiterer Schäden das betroffene Holz rechtzeitig zu identifizieren und innerhalb kürzester Zeit aus dem Wald zu schaffen oder den Käfer anderweitig unschädlich zu machen. Die so aufgearbeiteten Hölzer werden unter dem Merkmal "Insekten" verbucht. Über die Dringlichkeit dieser Kontrollen geben die Ergebnisse aus dem Borkenkäfer-Monitoring Aufschluss, so dass die Betriebe ihre Prioritäten und zeitliche Planung darauf abstellen können.

Kartierung von Besatzdichten und Blattverlusten

Mit Hilfe der Kartierung von Besatzdichten und Blattverlusten während des Auftretens der Schadorganismen werden die räumliche Ausdehnung und die Abundanz der Population festgehalten. Dies dient einerseits der Festlegung des Überwachungsgebietes und zum anderen der Dokumentation des Stresses für die betroffenen Bäume hinsichtlich der Einschätzung später entstehender Folgeschäden. Mit Hilfe leimbestrichener Kotfalltafeln kann neben den Populationsdichten auch die Wirkung von Pflanzenschutzmitteleinsätzen unmittelbar beurteilt werden. Dies kann beispielsweise beim Maikäfer, bei Schmetterlingsraupen oder Afterraupen der Blattwespen von Bedeutung sein.

Gezielte Inventuren und Umfragen
Bodeneklektor: hier zum Fang schlüpfender Maikäfer
Abb. 10: Bodeneklektor: hier zum Fang schlüpfender Maikäfer.

Bei besonders dringlichen Fragestellungen von besonderer Bedeutung werden gezielte Inventuren oder Umfragen durchführt. So bietet die Erstinventur des Eschentriebsterbens auf Basis der BWI schon heute bemerkenswerte Informationen und eine wichtige Grundlage für weitere Aufnahmen zur langfristigen Einschätzung des Schadgeschehens (Monitoring zu Ausmaß und Entwicklung des Eschentriebsterbens). Ein Beispiel für Umfragen, die aufgrund eines dringenden Bedarfs zeitnah erfolgen müssen, ist die im Sommer 2007 durchgeführte Erhebung des Eichenprozessionsspinners im Wald. Damals bestand eine außerordentlich hohe Gesundheitsgefährdung für die im Wald tätigen und sich erholenden Menschen.

Wetterdaten

Da die Witterung für die Vulnerabilität der Bäume einerseits und die Entwicklungsbedingungen der Schadorganismen andererseits oft entscheidende Größen sind, ist die Messung dieser Daten zusammen mit der Wetterprognose zur Einschätzung des Schadgeschehens von entscheidender Bedeutung. Dies erfolgt einerseits zum Beispiel beim Borkenkäfer durch eigene Messungen, da die Daten mit unmittelbarem räumlichem und zeitlichem Bezug zum Fallenstandort benötigt werden. Andererseits werden auch Daten aus anderen Quellen genutzt, beispielsweise Informationen zum Verlauf des Niederschlags und der Bodenwasser-Saugspannung in Fichtenbeständen aus der Abteilung Boden und Umwelt, die für die Vulnerabilität der Bäume wichtige Größen darstellen.

Einbindung von Modellen
Wetter-Messstation zur Überwachung des Maikäfer-Flugs
Abb. 11: Wetter-Messstation zur Überwachung des Maikäfer-Flugs.

Auf Wetterdaten basierende Modelle geben wichtige Informationen über Schlüpf- und Schwärmzeitpunkte oder die weitere Entwicklung von Schadorganismen, die im Wesentlichen auf Temperatursummen beruhen. So stellt beispielsweise das Modell PHENIPS ("Phenology of Ips typographus") die potentielle Entwicklung des Buchdruckers auf Grundlage der temperaturabhängigen Entwicklungsrate und Aktivitätsdynamik mit Hilfe von Wetterdaten dar. Eine Stärke des Modells ist, dass unter Einbindung von Wetterprognosen der Schwärmbeginn vorhergesagt werden kann. Da die Temperaturverhältnisse im Wald allerdings örtlich stark variieren, wird eine maximale Entwicklung des Buchdruckers auf Grundlage des Szenarios "Freifläche - liegendes Holz, unter Berücksichtigung von Rindentemperaturen" und eine minimale Entwicklung des Buchdruckers auf Grundlage des Szenarios "stehendes Holz bei starker Überschirmung" dargestellt. Deshalb bleiben Messungen zum Schwärmverlauf über Pheromonfallen und Erhebungen zur Brutentwicklung mit Hilfe von Fangbäumen, die die realen Verhältnisse im Wald abbilden, nach wie vor unersetzlich. Beide Systeme ergänzen sich jedoch in idealer Weise, indem die gewonnenen Informationen miteinander verglichen werden. Aus dem Modell können insbesondere Vorhersagen und wichtige Informationen über die Entwicklungsdauer und die Überwinterungsfähigkeit gewonnen werden, während die Fallendaten den tatsächlichen Schwärmverlauf und die Fangbaume die tatsächliche Entwicklung der Käfer verlässlicher darstellen. Diese Informationen in der Zusammenschau zu bewerten und in Empfehlungen "zu übersetzen", bleibt Aufgabe der Waldschutzexperten.

Befunde aus den laufenden Beratungstätigkeiten

Im Rahmen der laufenden waldgesundheitlichen Beratung werden wichtige Informationen zum akuten Schädlingsgeschehen gesammelt. So kann das auf Grundlage verschiedener Quellen beim Monitoring und bei der Prognose gewonnene Bild mit eingehenden, abgesicherten Befunden abrundet werden.

Quarantäne-Schadorganismen und gebietsfremde invasive Arten

Mit dem zu erwartenden Klimawandel steigt die Gefahr der Einwanderung gebietsfremder und Wärme liebender Schaderreger sowie in Verbindung mit der zunehmenden Globalisierung auch der Einschleppung und Etablierung von gebietsfremden Schadorganismen und Pathogenen. Aktuell ist in Bezug auf invasive Schadorganismen und Quarantäne der Umfang der Aufgaben im Monitoring erheblich gestiegen, weil in der EU die Verpflichtung zu einem spezifischen Monitoring bei zahlreichen potentiell invasiven gebietsfremden Schadorganismen deutlich erweitert wurde. Ziel ist es, durch eine verbesserte Informationsbasis die zunehmenden ökologischen und ökonomischen Risiken für heimische Pflanzen und Pflanzenprodukte präventiv und kurativ verringern zu können. Infolge aktuell auftretender Einschleppungsnachweise wie des Asiatischen Laubholzbockkäfers, der Dothistroma-Nadelbräune oder der Esskastanien-Gallwespe musste zudem umgehend mit verpflichtenden Notmaßnahmen begonnen werden (Monitoring im Bereich der Quarantäne bzw. bei invasiven Schadorganismen).

Informationstransfer

Die Ergebnisse des Monitorings und die darauf aufbauende Prognose zu den Schadorganismen sind über mehrere Wege zugänglich. Einerseits erfolgt jährlich ein Bericht zur Waldschutzsituation, der unter anderem jeweils in der siebten Ausgabe der AZF/Der Wald in Tabellen und Textform veröffentlicht wird. Die Ergebnisse zum Monitoring des Borkenkäfers im Nationalpark und des Eichenprozessionsspinners werden zusammen mit Handlungsempfehlungen in Newslettern bereitgestellt. Alle weiteren Informationen zum Borkenkäfer sind auf der Homepage der FVA (>Monitoring) zu finden. Bei akuter Gefährdung werden die Ergebnisse im Rahmen von Waldschutz-Infos oder mithilfe von Warnhinweisen veröffentlicht. In Bezug auf Quarantäne-Schadorganismen bestehen über weitere Behörden einschlägige Berichtspflichten gegenüber der Europäischen Union. Außerdem sind die Ergebnisse des Monitorings und der Prognose oft auch in Forschungsberichten und wissenschaftlichen Artikeln wichtige Bestandteile.

Ausblick

Ein aussagekräftiges Monitoring kann nur mit einem langen Atem erfolgreich betrieben werden. Die Verfahren zu Monitoring und Prognose von Schadorganismen müssen in einem ständigen Veränderungsprozess evaluiert und flexibel den wechselnden Anforderungen angepasst werden.

Als nächster großer Schritt soll das Waldschutz-Meldewesen bis 2017 grundlegend reformiert werden. Dabei ist beabsichtigt, die Meldungen fortlaufend digital zu erfassen, weiterzuverarbeiten und die Ergebnisse darzustellen. Wesentliche Vorteile werden die von Organisationseinheiten losgelöste räumliche Erfassung und die Möglichkeit von zeitnahen Meldungen mit sich bringen.

Ständige Anpassungen erfolgen weiterhin beispielsweise infolge der Prüfung von Pheromonen sowie der Weiterentwicklung von Fallentypen. Auch die Betrachtung potentieller Innovationen, wie beispielsweise der Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen oder Spürhunden zur Detektion von Borkenkäfern oder Quarantäne-Schadorganismen wie dem Asiatischen Laubholzbockkäfer werden in Erwägung gezogen. Darüber hinaus sollen die Schwachpunkte bestehender Modelle analysiert und nach Möglichkeit verbessert werden. So wird beispielsweise eine Anpassung des erwähnten Modells PHENIPS zur Borkenkäferentwicklung angestrebt, so dass beispielsweise unter Berücksichtigung von Wind- und Niederschlagsverhältnissen oder durch die Einbindung der Prädisposition der Wirte und des Brutraumangebots treffendere Prognosen möglich werden. Jedoch sind für die Entwicklung und Weiterentwicklung von über die Landesgrenzen hinaus gültigen Modellen in der Regel Kooperationen mit Partnern an den Universitäten, Fachhochschulen und Forschungsanstalten im Rahmen von Forschungsprojekten erforderlich. Ein großes Augenmerk wird in Zukunft auf der Online-Verfügbarmachung aller Monitoring-Ergebnisse, insbesondere zum Borkenkäfer, im Rahmen eines Web-Portals liegen.

Im Zusammenhang mit dem zu erwartenden Klimawandel und der steigenden Gefährdung durch Einschleppung und Einwanderung gebietsfremder invasiver Schadorganismen werden die Bedeutung und der Aufwand von Monitoring und Prognose weiter steigen. Die Kenntnis über die aktuellen und zu erwartenden Entwicklungen zu Schadorganismen ist eine zentrale Kompetenz für alle in Bezug auf den Wald handelnde Personen und wesentliche Grundlage zur Wahrung der Verantwortung für den Wald.

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