Hintergrund und Zielstellung: Die Spätblühende Traubenkirsche aus Nordamerika stellt eine erhebliche Herausforderung für die Renaturierung von Kiefernforsten in Mitteleuropa dar. Die Bildung dichter Vegetationsschichten durch diese invasive Baumart führt zu erheblichen ökologischen Veränderungen am Waldboden. Das Ziel dieser Studie ist es, Wege zu finden, wie standortgerechte Laub- und Laubmischwälder durch das Zulassen natürlicher Prozesse wie Sukzession und Naturverjüngung entwickelt werden können, während gleichzeitig die menschliche Eingriffsintensität minimiert wird. Ein zentraler Aspekt dabei ist die Frage, ob sich heimische Laubbaumarten unter dem Einfluss der Spätblühenden Traubenkirsche erfolgreich verjüngen können und wie eine unterstützende Einbringung dieser Arten in die Dominanzbestände erfolgen kann, um langfristig eine Verdrängung der invasiven Art zu ermöglichen. Material und Methoden: Die Studie gliedert sich in drei Arbeitsschwerpunkte: Untersuchungen zur Bestandesarchitektur und Strahlungsmessungen, Pflanzversuche unter verschiedenen Dominanzbeständen und Gewächshausversuche zur Keimung und frühen Entwicklung von Baumarten. Die Freilanduntersuchungen wurden in zwei kieferngeprägten Gebieten in Sachsen und Brandenburg durchgeführt. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung der Dominanzbestände im Laufe der Zeit zu einer Selbstdifferenzierung führt, wobei die Strahlungsverfügbarkeit mit dem Alter der Bestände zunimmt, was die Etablierung von Schattbaumarten begünstigt. Die Reaktion der verschiedenen Baumarten auf die Wuchsbedingungen unter den Dominanzbeständen variiert, wobei einige Arten besser gedeihen als andere. Die Spätblühende Traubenkirsche beeinflusst die Keimung und frühe Entwicklung verschiedener Baumarten im Gewächshausversuch. Schlussfolgerung und Handlungsempfehlung: Es ist möglich, die Spätblühende Traubenkirsche langfristig durch die Integration sukzessionaler Prozesse zu verdrängen. Dies erfordert jedoch eine angepasste waldbauliche Strategie, um die Etablierung heimischer Baumarten zu fördern. Die künstliche Einbringung geeigneter Baumarten kann dabei helfen, den Verjüngungszyklus zu brechen. Allerdings ist eine vollständige Eliminierung der Traubenkirsche unwahrscheinlich, und Störfaktoren wie hoher Verbissdruck können die natürliche Sukzession hemmen. Es ist daher entscheidend, die Dynamik zwischen invasiver Art und natürlicher Vegetation sorgfältig zu steuern, um langfristig erfolgreiche Renaturierungsmaßnahmen umzusetzen.:Inhaltsverzeichnis II Abkürzungsverzeichnis VI 1. Allgemeine Einleitung 1 2. Stand des Wissens 6 2.1 Renaturierung von Waldökosystemen 6 2.2 Das Problem der Spätblühenden Traubenkirsche 7 2.3 Grundsätze zur Entwicklungssteuerung auf DBU-Naturerbeflächen 13 3. Allgemeine Methoden 3.1 Untersuchungsgebiet 16 3.2 Hemisphärische Fotografie 20 3.3 Mathematisch-statistische Auswertung 3.3.1 Angewandte statistische Methoden 27 3.3.2 Herleitung statistischer Modelle 31 4. Spezieller Teil I: Strahlungsentwicklung 4.1 Einleitung 35 4.2 Material und Methoden 4.2.1 Versuchsdesign 38 4.2.2 Datenerhebung 41 4.3 Ergebnisse 4.3.1 Charakterisierung der Versuchsbestände 46 4.3.2 Verjüngung der Spätblühenden Traubenkirsche 55 4.3.3 Modellierung der Strahlungsentwicklung 57 4.4 Diskussion 65 4.5 Zusammenfassung und Ausblick 88 5. Spezieller Teil II: Pflanz- und Aussaatversuch 5.1 Einleitung 91 5.2 Material und Methoden 5.2.1 Versuchs- und Referenzflächen 94 5.2.2 Pflanzversuch 105 5.2.3 Aussaatversuch 110 5.3 Ergebnisse 5.3.1 Vorbemerkung 115 5.3.2 Klimatische Wirkung der Versuchs- und Referenzbestände 115 5.3.3 Mortalität der Baumarten im Pflanzversuch 118 5.3.4 Wachstum der Baumarten im Pflanzversuch 5.3.4.1 Sprosslänge 122 5.3.4.2 Wurzelhalsdurchmesser 130 5.3.4.3 Trockenmasse 137 5.3.4.4 Allokationen 141 5.3.5 Modellierung des Pflanzenwachstums 5.3.5.1 Modellvoraussetzungen 143 5.3.5.2 Einfluss des Bestandestyps 144 5.3.5.3 Einfluss des Alters des Dominanzbestands 5.3.5.3.1 Vorbemerkung 149 5.3.5.3.2 Betrachtungszeitraum der Vegetationsperioden I–III 150 5.3.5.3.3 Betrachtungszeitraum der Vegetationsperioden IV–V 154 5.3.6 Entwicklung der Baumarten im Aussaatversuch 158 5.4 Diskussion 5.4.1 Aussagefähigkeit der Versuchsanlage 162 5.4.2 Wirkung der Versuchsbestände auf die Versuchsbaumarten 176 5.4.3 Keimung der Baumarten auf den Versuchs- und Referenzflächen 192 5.5 Zusammenfassung und Ausblick 195 6. Spezieller Teil III: Gewächshausversuch 6.1 Einleitung 199 6.2 Material und Methoden 6.2.1 Versuchsaufbau 202 6.2.2 Datenerhebung 212 6.3 Ergebnisse 6.3.1 Auflauferfolg und Pflanzenentwicklung 215 6.3.2 Modellierung des Keimlingswachstums 6.3.2.1 Modellformulierung 220 6.3.2.2 Sprosslänge 221 6.3.2.3 Wurzelhalsdurchmesser 224 6.3.2.4 Stabilitätsweiser: H/D-Verhältnis 227 6.3.2.5 Gesamttrockenmasse 228 6.4 Diskussion 6.4.1 Aussagefähigkeit der Versuchsanlage 233 6.4.2 Lebensfähigkeit, Keimfähigkeit und Auflaufprozent 239 6.4.3 Einfluss der Strahlungsverfügbarkeit 240 6.4.4 Einfluss des Substrats 246 6.5 Zusammenfassung und Ausblick 253 7. Zusammenführende Diskussion 7.1 Entwicklung und Dynamik in den untersuchten Waldbeständen 255 7.2 Einordnung in die Behandlungskonzepte 262 8. Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen 283 9. Ausblick 290 10. Zusammenfassung 292 11. Summary 297 Literaturverzeichnis 302 Abbildungsverzeichnis 326 Tabellenverzeichnis 335 Anhang i Selbstständigkeitserklärung

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Dramatische ökologische, ökonomische und soziale Veränderungen bedrohen die Stabilität von Ökosystemen weltweit und stellen zusammen mit neuen Ansprüchen an die vielfältigen Ökosystemdienstleistungen von Wäldern neue Herausforderungen für das forstliche Management und Monitoring dar. Neue Risiken und Gefahren, wie zum Beispiel eingebürgerte invasive Arten (Neobiota), werfen grundsätzliche Fragen hinsichtlich etablierter forstlicher Managementstrategien auf, da diese Strategien auf der Annahme stabiler Ökosysteme basieren. Anpassungsfähige Management- und Monitoringstrategien sind deshalb notwendig, um diese neuen Bedrohungen und Veränderungen frühzeitig zu erkennen. Dies erfordert jedoch ein großflächiges und umfassendes Monitoring, was unter Maßgabe begrenzter Ressourcen nur bedingt möglich ist. Angesichts dieser Herausforderungen haben Forstpraktiker und Wissenschaftler begonnen auch auf die Unterstützung von Freiwilligen in Form sogenannter „Citizen Science“-Projekte (Bürgerwissenschaft) zurückzugreifen, um zusätzliche Informationen zu sammeln und flexibel auf spezifische Fragestellungen reagieren zu können. Mit der allgemeinen Verfügbarkeit des Internets und mobiler Geräte ist in Form sogenannter sozialer Medien zudem eine neue digitale Informationsquelle entstanden. Mittels dieser Technologien übernehmen Nutzer prinzipiell die Funktion von Umweltsensoren und erzeugen indirekt ein ungeheures Volumen allgemein zugänglicher Umgebungs- und Umweltinformationen. Die automatische Analyse von sozialen Medien wie Facebook, Twitter, Wikis oder Blogs, leistet inzwischen wichtige Beiträge zu Bereichen wie dem Monitoring von Infektionskrankheiten, Katastrophenschutz oder der Erkennung von Erdbeben. Anwendungen mit einem ökologischen Bezug existieren jedoch nur vereinzelt, und eine methodische Bearbeitung dieses Anwendungsbereichs fand bisher nicht statt. Unter Anwendung des Mikroblogging-Dienstes Twitter und des Beispiels eingebürgerter invasiver Arten in Waldökosystemen, verfolgt die vorliegende Arbeit eine solche methodische Bearbeitung und Bewertung sozialer Medien im Monitoring von Wäldern. Die automatische Analyse sozialer Medien wird dabei als opportunistisches „Citizen Science“-Modell betrachtet und die verfügbaren Daten, Aktivitäten und Teilnehmer einer vergleichenden Analyse mit existierenden bewusst geplanten „Citizen Science“-Projekten im Umweltmonitoring unterzogen. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass Twitter eine wertvolle Informationsquelle über invasive Arten darstellt und dass soziale Medien im Allgemeinen traditionelle Umweltinformationen ergänzen könnten. Twitter ist eine reichhaltige Quelle von primären Biodiversitätsbeobachtungen, einschließlich solcher zu eingebürgerten invasiven Arten. Zusätzlich kann gezeigt werden, dass die analysierten Twitterinhalte für die untersuchten Arten markante Themen- und Informationsprofile aufweisen, die wichtige Beiträge im Management invasiver Arten leisten können. Allgemein zeigt die Studie, dass einerseits das Potential von „Citizen Science“ im forstlichen Monitoring derzeit nicht ausgeschöpft wird, aber andererseits mit denjenigen Nutzern, die Biodiversitätsbeobachtungen auf Twitter teilen, eine große Zahl von Individuen mit einem Interesse an Umweltbeobachtungen zur Verfügung steht, die auf der Basis ihres dokumentierten Interesses unter Umständen für bewusst geplante „Citizen Science“-Projekte mobilisiert werden könnten. Zusammenfassend dokumentiert diese Studie, dass soziale Medien eine wertvolle Quelle für Umweltinformationen allgemein sind und eine verstärkte Untersuchung verdienen, letztlich mit dem Ziel, operative Systeme zur Unterstützung von Risikobewertungen in Echtzeit zu entwickeln.