Douglasie

Überblick der Projektarbeiten

Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) ist eine wichtige Wirtschaftsbaumart in Deutschland. Aufgrund ihrer höheren Trockenheitstoleranz im Vergleich zur Fichte sowie der Möglichkeit einer erfolgreichen Mischung mit Buche, eignet sie sich besonders als Ersatzbaumart im sich ändernden Klima. Steigende Nutzungskonflikte im Wald verringern den der Holzproduktion zur Verfügung stehenden Flächenanteil zunehmend, welcher in Zukunft zur Erfüllung der Nachfrage effektiver genutzt werden muss. Es gilt hochwertiges Vermehrungsgut mit gesteigerter Wuchsleistung und einem höheren Qualitätsholzanteil bereitzustellen, was im Projekt FitForClim mit diesen Ansätzen gewährleistet werden soll:

 

    • Erstmals erfolgt eine gemeinsame Auswertung der Nachkommenschaftsprüfungen bundesweit. Hierbei wird neben Kriterien der Vitalität, Qualität und Wüchsigkeit, Wert auf Frost- und Trockenheitstoleranz sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Pathogenen gelegt.
    • Basierend auf großklimatischen Unterschieden und den Ergebnissen der Auswertung vorhandener Versuchsflächen werden Verwendungszonen für züchterisch verbessertes Vermehrungsgut ausgewiesen. Dabei sollen Aspekte der prognostizierten Klimaänderung berücksichtigt werden.
    • Plusbäume mit herausragenden Eigenschaften (Wüchsigkeit, Vitalität und Qualität) werden auf Versuchsflächen und in Beständen ausgewählt und für den Aufbau von Zuchtpopulationen und der Anlage von Samenplantagen vegetativ vermehrt.
    • Absaaten von Samenplantagen aus dem In- und Ausland wurden zur Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung ausgesät. Erhebungen zu Austriebs- und Wuchsverhalten sowie abiotischer Resistenzen werden durchgeführt.
    • Molekulargenetische Untersuchungen dienen der Quantifizierung genetischer Variation und Differenzierung zur Einschätzung der Anpassungsfähigkeit. In Analysen zu Elternschaft und Bestäubungsverhältnissen werden Mindestanforderungen für Erntebestände der Douglasie ermittelt.

Eine Baumart mit Zukunftspotential

Das natürliche Verbreitungsgebiet der Douglasie erstreckt sich in Nordamerika im Norden von British Kolumbien, Kanada, über 4.000 km bis nach Mexiko, in Ost-West Richtung von Vancouver Island über 1.500 km bis zum Felsengebirge im Bundesstaat Colorado (Karte). Vielfältige topographische und klimatische Unterschiede innerhalb ihres Verbreitungsgebietes haben zu lokalen Anpassungsformen geführt.

Erst im 19. Jahrhundert wurde die Douglasie in Deutschland eingeführt. Forstliche Wissenschaft und Praxis beschäftigen sich seit über 50 Jahren systematisch mit der Erforschung hinsichtlich ihrer Anbaueignung. Dazu wurden über 300 Versuchsflächen angelegt, auf denen Bestandes-, Einzelbaumabsaaten und Klone aus dem natürlichen Verbreitungsgebiet sowie aus etablierten europäischen Beständen getestet werden (Karte zeigt Einsammlungsorte nordamerikanischer Herkünfte des Thünen Instituts). Eine Schlussfolgerung ist die Empfehlung des Anbaus von Herkünften der „Grünen Douglasie“ aus den Küstengebieten. Im Vergleich zu den Inlandsherkünften haben sie auf den meisten Standorten eine deutlich höhere Wuchsleistung, sind weniger spätfrostgefährdet und robuster gegenüber der Rostigen Douglasienschütte.

Einsammlungsorte Douglsaiensaatgut (Quelle: Liepe)

Mit 217.604 ha Waldfläche (BWI III) ist die Douglasie die am meisten angebaute fremdländische Baumart in Deutschland. Ihre enorme Wuchsleistung (durchschnittlicher Zuwachs 18,9m³ je ha und Jahr), eine guten Holzqualität und die geringe Anfälligkeit gegenüber biotischen und abiotischen Schäden macht sie zu einer vielversprechenden Ergänzung unseres heimischen Baumartenspektrums. Eine Einbringung als Mischbaumart in Buche oder Kiefer kann zur Wertsteigerung von Beständen beitragen. Ihre höhere Trockenheitstoleranz und die stabilisierende Wirkung ihres Herzwurzelsystems vermag zur Aufwertung und Stabilisierung sensibler Standorte beitragen auf denen ein klimatisch bedingter Rückgang der Fichte zu erwarten ist. Diese Eigenschaften, gepaart mit der vorhandenen Datengrundlage der zahlreichen Versuchsflächen als Voraussetzung für die Selektion herausragender Genotypen machen die Douglasie zu einem idealen Kandidaten für die Forstpflanzenzüchtung.

Genetische Mindestanforderungen an Erntebestände

Die genetische Vielfalt wird in Hinsicht auf die Unwägbarkeiten des Klimawandels als wichtiger denn je angesehen. Vor dem Hintergrund ihrer noch jungen Etablierung in Europa stellt sich die Frage ob die genetische Vielfalt deutscher Erntebestände den zukünftigen Ansprüchen der Forstwirtschaft genügt. Zahlreiche zugelassene Douglasienerntebestände in Deutschland befinden sich dicht an den gesetzlichen Mindestanforderungen für die Zulassung der Kategorie „Ausgewählt“ (40 Jahre, 0,25 ha, 40 blühfähige Bäume, wobei mindestens 20 beerntet werden müssen). Bei anderen Koniferenarten wurden erhöhte Inzuchtraten und Hohlkornanteile in vergleichbar kleinen Populationen ermittelt, die auf eine negative Korrelation zwischen Selbstbestäubungsrate und Populationsgröße bzw. –dichte hinweisen. Diese Erkenntnisse lassen vermuten, dass auch in deutschen Douglasienerntebeständen Effekte einer genetischen Einengung präsent sind. Im Projekt FitForClim evaluieren wir deshalb die Mindestanforderungen an Erntebestände der Douglasie aus populationsgenetischer Sicht.

Dafür wurden mehrere unterschiedlich strukturierte Douglasienbestände ausgewählt (je zwei kleine und große zugelassene Erntebestände der Küstenvarietät, zwei Samenplantagen, sowie zwei Mischbestände aus Küsten- und Inlandsvarietät). Von jedem Bestand werden Elternbäume und Nachkommenschaften (Saat- und/oder Pflanzgut) beprobt und mit hochvariablen Douglasien-spezifischen SSR-Markern genotypisiert (2 Sets mit insgesamt 9 Markern). Die anschließenden Elternschaftsanalysen dienen unter anderem dazu räumliche Bestäubungsverhältnisse und -distanzen nachzuvollziehen sowie Inzuchtraten zu ermitteln. Die Interpretation der Daten erfolgt im Zusammenhang mit Bestandesgröße und -struktur der Elterngeneration um Schlussfolgerungen zur Vermeidung von inzuchtbelastetem Vermehrungsgut abzuleiten und die Mindestanforderungen an zugelassene Erntebestände in Deutschland zu überprüfen.

Aufbau neuer Zuchtpopulationen

Forstliches Vermehrungsgut sollte eine hohe genetische Vielfalt aufweisen um bei Saat oder Pflanzung Waldproduktivität und -gesundheit zu gewährleisten. In Zukunft soll durch züchterische Verbesserung Vermehrungsgut erzeugt werden, welches neben einer hohen Wüchsigkeit, Qualität und Vitalität auch diesen Anspruch erfüllt. Dafür werden gezielt geeignete Genotypen (Plusbäume) auf Versuchsflächen gesucht und ausgewählt. Ergänzt wird die Auswahl durch einzelne Individuen aus etablierten Erntebeständen. In der Vegetationsruhe ernten zertifizierte Baumsteiger Reiser aus den Baumkronen, die anschließend durch Pfropfung vegetativ vermehrt werden. Für jeden einzelnen Plusbaum wird in Laboruntersuchungen ein genetischer Fingerprint erstellt.

Zur Sicherung des genetischen Potentials werden die erzeugten Klone zunächst in Archive gepflanzt, aus denen später Samenplantagen zusammengestellt werden. Langfristig wird so eine Grundlage für die Bereitstellung von hochwertigem, züchterisch verbessertem Vermehrungsgut geschaffen.

Ergebnisse bisheriger Studien lassen erwarten, dass die Züchtung mit gezielt ausgewählten Genotypen eine deutliche Steigerung der Wuchsleistung erzeugen kann. Die Verwendung von züchterisch verbessertem Vermehrungsgut kann somit zur Erhöhung der CO2-Speicherung im Wald beitragen.