Sachgebiet Waldgenetik & Ökophysiologie
Wie können sich Bäume und Gehölze an den Klimawandel anpassen?
Die Erhaltung einer hohen Anpassungsfähigkeit von Gehölzen auf der Grundlage ihrer innerartlichen genetischen und physiologischen Variabilität ist eine wesentliche Voraussetzung für die Existenz von Wäldern. Extreme Witterungsereignisse stellen hier eine besondere Herausforderung dar.
Zu den Aufgaben des Sachgebietes gehören unter anderem die Erhaltung forstgenetischer Ressourcen seltener und besonders wertvoller Gehölzpopulationen, die Durchführung des genetischen Monitorings zur Dokumentation der Veränderung des Genpools von Populationen unter dem Einfluss von Umweltfaktoren, die Durchführung von Herkunftsversuchen zur Bewertung unterschiedlicher, auch nichtheimischer, Provenienzen unter Brandenburger Standortverhältnissen sowie Untersuchungen zur phänotypischen Plastizität auf der Grundlage von physiologischen und biochemischen Indikatoren (Biomarker).
Genetisch besonders wertvolle Gehölzvorkommen werden in Wäldern aller Besitzarten als Forstliche Genressourcen (Waldfunktion 7900) kartiert und ausgewiesen. Die langjährige Erhaltung waldgenetischer Ressourcen kann innerhalb natürlicher Waldbestände durch gezielte Bewirtschaftungsmaßnahmen (in-situ) oder in speziellen Erhaltungsquartieren (ex-situ) erfolgen. Im Land Brandenburg sind derzeit 733 Generhaltungsobjekte in elf Generhaltungszonen, die sich an den ökologischen Grundeinheiten orientieren, ausgewiesen. Für die Erhaltung besonders seltener Baumarten wurden 21 ex-situ Erhaltungsquartiere angelegt.
Die Mitarbeitenden beraten die forstliche Praxis und Waldeigentümer zur Erhaltung und Förderung besonderer genetischer Ressourcen, beispielsweise durch im Rahmen der Walderhaltungsabgabe geförderte Erhaltungsmaßnahmen (in Kooperation mit der Fördermittelstelle). Die generierten Informationen dienen der Politik- und Praxisberatung und erfüllen Berichtspflichten des Bundes und der EU.
Wie können sich Bäume und Gehölze an den Klimawandel anpassen?
Die Erhaltung einer hohen Anpassungsfähigkeit von Gehölzen auf der Grundlage ihrer innerartlichen genetischen und physiologischen Variabilität ist eine wesentliche Voraussetzung für die Existenz von Wäldern. Extreme Witterungsereignisse stellen hier eine besondere Herausforderung dar.
Zu den Aufgaben des Sachgebietes gehören unter anderem die Erhaltung forstgenetischer Ressourcen seltener und besonders wertvoller Gehölzpopulationen, die Durchführung des genetischen Monitorings zur Dokumentation der Veränderung des Genpools von Populationen unter dem Einfluss von Umweltfaktoren, die Durchführung von Herkunftsversuchen zur Bewertung unterschiedlicher, auch nichtheimischer, Provenienzen unter Brandenburger Standortverhältnissen sowie Untersuchungen zur phänotypischen Plastizität auf der Grundlage von physiologischen und biochemischen Indikatoren (Biomarker).
Genetisch besonders wertvolle Gehölzvorkommen werden in Wäldern aller Besitzarten als Forstliche Genressourcen (Waldfunktion 7900) kartiert und ausgewiesen. Die langjährige Erhaltung waldgenetischer Ressourcen kann innerhalb natürlicher Waldbestände durch gezielte Bewirtschaftungsmaßnahmen (in-situ) oder in speziellen Erhaltungsquartieren (ex-situ) erfolgen. Im Land Brandenburg sind derzeit 733 Generhaltungsobjekte in elf Generhaltungszonen, die sich an den ökologischen Grundeinheiten orientieren, ausgewiesen. Für die Erhaltung besonders seltener Baumarten wurden 21 ex-situ Erhaltungsquartiere angelegt.
Die Mitarbeitenden beraten die forstliche Praxis und Waldeigentümer zur Erhaltung und Förderung besonderer genetischer Ressourcen, beispielsweise durch im Rahmen der Walderhaltungsabgabe geförderte Erhaltungsmaßnahmen (in Kooperation mit der Fördermittelstelle). Die generierten Informationen dienen der Politik- und Praxisberatung und erfüllen Berichtspflichten des Bundes und der EU.
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- Wie hoch ist das physiologische und genetische Anpassungspotenzial bislang etablierter und zukünftiger potenziell geeigneter alternativer Arten/Herkünfte/Populationen? (Grenzen der Anpassung)
- Wie hoch ist die genetische Diversität von Gehölzbeständen und wie differenzieren sie sich von anderen Populationen innerhalb des Verbreitungsgebietes einer Art? (räumliche Variabilität)
- Wie ändern sich etablierte genetische Strukturen von Gehölzpopulationen innerhalb und zwischen den Generationen unter den Bedingungen von Selektionsfaktoren (z.B. extreme Witterungsereignisse)? (zeitliche Variabilität)
- Welchen Beitrag können physiologische und genetische Indikatoren für die Früherkennung von Belastungszuständen, Anpassungsprozessen und die Selektion geeigneter Genotypen leisten? (methodische Entwicklungen)
- Wie hoch ist das physiologische und genetische Anpassungspotenzial bislang etablierter und zukünftiger potenziell geeigneter alternativer Arten/Herkünfte/Populationen? (Grenzen der Anpassung)
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- Wie ändern sich etablierte genetische Strukturen von Gehölzpopulationen innerhalb und zwischen den Generationen unter den Bedingungen von Selektionsfaktoren (z.B. extreme Witterungsereignisse)? (zeitliche Variabilität)
- Welchen Beitrag können physiologische und genetische Indikatoren für die Früherkennung von Belastungszuständen, Anpassungsprozessen und die Selektion geeigneter Genotypen leisten? (methodische Entwicklungen)
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RubraSelect: Auslese und Erzeugung von hochwertigem und anpassungsfähigem Vermehrungsgut der Roteiche (Quercus rubra L.); Teilprojekt: „Phänotypisierung von Plusbäumen der Roteiche mit Biomarkern“ (FKZ 2220WK03F4)
FeMoPhys: Entwicklung eines fernerkundungsbasierten Monitoringverfahrens auf Grundlage einer physiologisch fundierten Vitalitätsbewertung von Hauptbaumarten in Mischbeständen
FraxRisk: Folgeprojekt zum Erhalt der Gemeinen Esche
FraxForFuture 2: Erhalt und Wiedereinbringung der Gemeinen Esche; Teilvorhaben 10: Monitoring und Erfolgskontrolle von Managementkonzepten (FraxRecovery): Teilvorhaben 10 Monitoring und Erfolgskontrolle von Managementkonzepten FKZ 2225 NR 151 J FNR/BMLEH
VariPine: Bewertung der physiologischen Plastizität und genetischen Variabilität der Kiefer (Pinus sylvestris L.) an ihrer westlichen Verbreitungsgrenze unter den Bedingungen des Klimawandels: Teilvorhaben 1: Bewertung der physiologischen Variabilität auf der Grundlage von Biomarkern FNR/BMLEH FKZ: 2224 NR 091A
Entwicklung eines Produktions- und Pflanzverfahrens mit Rohrförmigen Wurzelhüllen (RWH) Europäische Innovationspartnerschaft (EIP)
RubraSelect: Auslese und Erzeugung von hochwertigem und anpassungsfähigem Vermehrungsgut der Roteiche (Quercus rubra L.); Teilprojekt: „Phänotypisierung von Plusbäumen der Roteiche mit Biomarkern“ (FKZ 2220WK03F4)
FeMoPhys: Entwicklung eines fernerkundungsbasierten Monitoringverfahrens auf Grundlage einer physiologisch fundierten Vitalitätsbewertung von Hauptbaumarten in Mischbeständen
FraxRisk: Folgeprojekt zum Erhalt der Gemeinen Esche
FraxForFuture 2: Erhalt und Wiedereinbringung der Gemeinen Esche; Teilvorhaben 10: Monitoring und Erfolgskontrolle von Managementkonzepten (FraxRecovery): Teilvorhaben 10 Monitoring und Erfolgskontrolle von Managementkonzepten FKZ 2225 NR 151 J FNR/BMLEH
VariPine: Bewertung der physiologischen Plastizität und genetischen Variabilität der Kiefer (Pinus sylvestris L.) an ihrer westlichen Verbreitungsgrenze unter den Bedingungen des Klimawandels: Teilvorhaben 1: Bewertung der physiologischen Variabilität auf der Grundlage von Biomarkern FNR/BMLEH FKZ: 2224 NR 091A
Entwicklung eines Produktions- und Pflanzverfahrens mit Rohrförmigen Wurzelhüllen (RWH) Europäische Innovationspartnerschaft (EIP)
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- Ausweisung von Generhaltungsobjekten und Berichterstattung an Bund und Länder zum Stand der Erhaltungsmaßnahmen
- Biochemische Analyse von Blatt- und Holzproben zur Bewertung der Vitalität bzw. Stressbelastungen und deren Ursachen
- Vermittlung von genetischen Analysen von Gehölzpopulationen und deren Auswertung für unterschiedliche Fragestellungen
- Wissenschaftliche Gutachten zur Thematik
- Ausweisung von Generhaltungsobjekten und Berichterstattung an Bund und Länder zum Stand der Erhaltungsmaßnahmen
- Biochemische Analyse von Blatt- und Holzproben zur Bewertung der Vitalität bzw. Stressbelastungen und deren Ursachen
- Vermittlung von genetischen Analysen von Gehölzpopulationen und deren Auswertung für unterschiedliche Fragestellungen
- Wissenschaftliche Gutachten zur Thematik
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Häuser H., Pilger, A.; Ulrichs, Ch.; Kätzel, R. (2025): Phenolic leaf compounds in ash trees (Fraxinus excelsior L.) in the context of ash dieback. Forests-3812789: 1-25.
Häuser H.; Hauswald, J.; Kätzel, R. (2025): Comparative studies on the identification and assessment of basal stem necrosis in ash trees (Fraxinus excelsior) against the backdrop of the European ash dieback. Journal of Plant Diseases and Protection -New Series- 132(5); DOI: 10.1007/s41348-025-01126-w
Liesebach, M. Overrödder, V. (2025): Die Genressourcen der Roteiche erhalten und nutzen. AFZ-Der Wald 16/2025: 22-25.
Kätzel, R. (2025): Unsere Eichen – Sorgenkinder und Hoffnungsträger. Eberswalder Forstlichen Schriftenreihe, Tagungsband zum 20. Eberswalder Waldkolloquium am 20. Februar 2025 „Zwischen Utopie und Dytropie – Perspektiven für den Brandenburger Wald, Band 78: 46-63.
Fuchs, S.; Häuser H.; Peters, S.; Knauf L., Rentschler, F.; Kahlenberg ,G.; Kätzel, R.; Evers, J.; Paar, U.; Langer, G.J. (2024): Ash dieback assessments on intensive monitoring plots in Germany: influence of stand, site and time on disease progression. Journal of Plant Diseases and Protection. https://doi.org/10.1007/s41348-024-00889-y
Liesebach, H.; Eusemann, P.; Höltken, A.M.; Tröber, U.; Kuchma, O.; Karopka, M.; Becker, F.; Kätzel, R.; Fussi, B. (2024): Effective population size of adult and offspring cohorts as a genetic monitoring tool in two stand-forming and wind-pollinated tree species: Fagus sylvatica L. and Picea abies (L.) Karst. Conservation Genetics, 2024-02-11 , DOI: 10.1007/s10592-024-01600-2
Langer G.J., Fuchs S., Osewold J., Peters S., Schrewe F., Ridley M., Kätzel R., Bubner B., Grüner J. (2022): FraxForFuture—research on European ash dieback in Germany. Journal of Plant Diseases and Protection 129(6): 1285–1295. https://doi.org/10.1007/s41348-022-00670-z
Peters S., Langer G., Kätzel R. (2021): Bonitur geschädigter Eschen im Kontext des Eschentriebsterbens. AFZ-DerWald 76(12): 28–31.
Peters S., Langer G., Kätzel R. (2021): Eschentriebsterben – Kriterien zur Schadensbonitur an Eschen. Gülzow-Prüzen. 60 S.
Kätzel, R.; Liesebach, M.; Becker, F.; Löffler, S. (2021): Zur physiologischen Differenzierung der Rot-Buche am Beispiel einer Fläche des “Internationalen Herkunftsversuches 1996/98“ im Fläming. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 71: 68-85.
Liesebach M, Wolf H, Beez J, Degen B, Erley M, Haverkamp M, Janßen A, Kätzel R, Kahlert K, Kleinschmit J, Lemmen P, Paul M, Voth W (2021): Identifizierung von für Deutschland relevanten Baumarten im Klimawandel und länderübergreifendes Konzept zur Anlage von Vergleichsanbauten - Empfehlungen der Bund-Länder-Arbeitsgruppe „Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht“ zu den Arbeitsaufträgen der Waldbaureferenten. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 51 p, Thünen Working Paper 172, DOI:10.3220/WP1617712541000
Kätzel, R.; Löffler, S.; Becker, F. (2020): Untersuchungen zur Klimaanpassung südosteuropäischer Herkünfte der Trauben-Eiche (Q. petraea) in Brandenburg - Eine erste Auswertung. Thünen-Report 76: 23-36.
Kätzel, R.; Fleck, S.; Albert, M. (2017): Die Wälder des norddeutschen Tieflandes unter dem Einfluss aktueller und zukünftiger Risikofaktoren – Beispiele für eine Gefährdungsanalyse. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 64: 45-54.
Kätzel, R.; Becker, F.; Zander, M.; Leinemann, L.; Löffler, S. (2016): Vom genetischen und naturschutzfachlichen Wert der Alteichen der Schorfheide und über Wege zur Erhaltung ihrer genetischen Ressourcen. Thünen Report 45: 30-45.
Aravanopoulos, F.A., Tollefsrud, M.M., Graudal, L., Koskela, J., Kätzel, R., Soto, A., Nagy, L., Pilipovic, A., Zhelev, P., Božic, G. and Bozzano, M. (2015): Development of genetic monitoring methods for genetic conservation units of forest trees in Europe. European Forest Genetic Resources Programme (EUFORGEN), Bioversity International, Rome, Italy. xvi+46 p.; ISBN 978-92-9255-030-1, http://www.euforgen.org/publications/publication/genetic-monitoring-methods-for-genetic-conservation-units-of-forest-trees-in-europe
Kätzel, R.; Becker, F. (2014): Erhaltung und Nutzung forstlicher Genressourcen. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 58, 144 S.
Leinemann, L.; Kleinschmit, J.; Fussi, B.; Hosius, B.; Kuchma, O.; Arenhövel, W.; Lemmen, P.; Kätzel, R. Rogge, M.; Finkeldey, R. (2014): Genetic composition and differentiation of sloe (Prunus spinosa L.) populations in Germany with respect to the tracing of reproductive plant material. Plant Syst Evol (2014) 300:2115–2125, DOI 10.1007/s00606-014-1027-7.
Kätzel, R.; Löffler, S. (2014): Physiologische Indikatoren zur Bewertung von Trockenstress bei Bäumen. In: Generaldirektion der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg (Hrsg.): Wasserhaushalt und Pflanzen - Historische Gärten im Klimawandel – Empfehlungen zur Bewahrung: 152-157.
Becker, F.; Kätzel, R. (2014): Vorkommen und Erhaltung seltener und gefährdeter Baumarten in Brandenburg. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 55: 66-76.
Kätzel, R.; Löffler, S.; Schröder, J. (2013): Sterben vor der Zeit – Das Eichensterben als Komplexkrankheit. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Bd. 53: 21-34.
Kätzel, R.; Löffler, S. (2016): 20 Jahre Biomarker als Vitalitätsindikatoren im Forstlichen Umweltmonitoring - Ergebnisse und Erfahrungen. In: MLUL (Hrsg.): 30 Jahre forstliches Umweltmonitoring in Brandenburg. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Bd. 63: 174-189.
Häuser H., Pilger, A.; Ulrichs, Ch.; Kätzel, R. (2025): Phenolic leaf compounds in ash trees (Fraxinus excelsior L.) in the context of ash dieback. Forests-3812789: 1-25.
Häuser H.; Hauswald, J.; Kätzel, R. (2025): Comparative studies on the identification and assessment of basal stem necrosis in ash trees (Fraxinus excelsior) against the backdrop of the European ash dieback. Journal of Plant Diseases and Protection -New Series- 132(5); DOI: 10.1007/s41348-025-01126-w
Liesebach, M. Overrödder, V. (2025): Die Genressourcen der Roteiche erhalten und nutzen. AFZ-Der Wald 16/2025: 22-25.
Kätzel, R. (2025): Unsere Eichen – Sorgenkinder und Hoffnungsträger. Eberswalder Forstlichen Schriftenreihe, Tagungsband zum 20. Eberswalder Waldkolloquium am 20. Februar 2025 „Zwischen Utopie und Dytropie – Perspektiven für den Brandenburger Wald, Band 78: 46-63.
Fuchs, S.; Häuser H.; Peters, S.; Knauf L., Rentschler, F.; Kahlenberg ,G.; Kätzel, R.; Evers, J.; Paar, U.; Langer, G.J. (2024): Ash dieback assessments on intensive monitoring plots in Germany: influence of stand, site and time on disease progression. Journal of Plant Diseases and Protection. https://doi.org/10.1007/s41348-024-00889-y
Liesebach, H.; Eusemann, P.; Höltken, A.M.; Tröber, U.; Kuchma, O.; Karopka, M.; Becker, F.; Kätzel, R.; Fussi, B. (2024): Effective population size of adult and offspring cohorts as a genetic monitoring tool in two stand-forming and wind-pollinated tree species: Fagus sylvatica L. and Picea abies (L.) Karst. Conservation Genetics, 2024-02-11 , DOI: 10.1007/s10592-024-01600-2
Langer G.J., Fuchs S., Osewold J., Peters S., Schrewe F., Ridley M., Kätzel R., Bubner B., Grüner J. (2022): FraxForFuture—research on European ash dieback in Germany. Journal of Plant Diseases and Protection 129(6): 1285–1295. https://doi.org/10.1007/s41348-022-00670-z
Peters S., Langer G., Kätzel R. (2021): Bonitur geschädigter Eschen im Kontext des Eschentriebsterbens. AFZ-DerWald 76(12): 28–31.
Peters S., Langer G., Kätzel R. (2021): Eschentriebsterben – Kriterien zur Schadensbonitur an Eschen. Gülzow-Prüzen. 60 S.
Kätzel, R.; Liesebach, M.; Becker, F.; Löffler, S. (2021): Zur physiologischen Differenzierung der Rot-Buche am Beispiel einer Fläche des “Internationalen Herkunftsversuches 1996/98“ im Fläming. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 71: 68-85.
Liesebach M, Wolf H, Beez J, Degen B, Erley M, Haverkamp M, Janßen A, Kätzel R, Kahlert K, Kleinschmit J, Lemmen P, Paul M, Voth W (2021): Identifizierung von für Deutschland relevanten Baumarten im Klimawandel und länderübergreifendes Konzept zur Anlage von Vergleichsanbauten - Empfehlungen der Bund-Länder-Arbeitsgruppe „Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht“ zu den Arbeitsaufträgen der Waldbaureferenten. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 51 p, Thünen Working Paper 172, DOI:10.3220/WP1617712541000
Kätzel, R.; Löffler, S.; Becker, F. (2020): Untersuchungen zur Klimaanpassung südosteuropäischer Herkünfte der Trauben-Eiche (Q. petraea) in Brandenburg - Eine erste Auswertung. Thünen-Report 76: 23-36.
Kätzel, R.; Fleck, S.; Albert, M. (2017): Die Wälder des norddeutschen Tieflandes unter dem Einfluss aktueller und zukünftiger Risikofaktoren – Beispiele für eine Gefährdungsanalyse. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 64: 45-54.
Kätzel, R.; Becker, F.; Zander, M.; Leinemann, L.; Löffler, S. (2016): Vom genetischen und naturschutzfachlichen Wert der Alteichen der Schorfheide und über Wege zur Erhaltung ihrer genetischen Ressourcen. Thünen Report 45: 30-45.
Aravanopoulos, F.A., Tollefsrud, M.M., Graudal, L., Koskela, J., Kätzel, R., Soto, A., Nagy, L., Pilipovic, A., Zhelev, P., Božic, G. and Bozzano, M. (2015): Development of genetic monitoring methods for genetic conservation units of forest trees in Europe. European Forest Genetic Resources Programme (EUFORGEN), Bioversity International, Rome, Italy. xvi+46 p.; ISBN 978-92-9255-030-1, http://www.euforgen.org/publications/publication/genetic-monitoring-methods-for-genetic-conservation-units-of-forest-trees-in-europe
Kätzel, R.; Becker, F. (2014): Erhaltung und Nutzung forstlicher Genressourcen. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 58, 144 S.
Leinemann, L.; Kleinschmit, J.; Fussi, B.; Hosius, B.; Kuchma, O.; Arenhövel, W.; Lemmen, P.; Kätzel, R. Rogge, M.; Finkeldey, R. (2014): Genetic composition and differentiation of sloe (Prunus spinosa L.) populations in Germany with respect to the tracing of reproductive plant material. Plant Syst Evol (2014) 300:2115–2125, DOI 10.1007/s00606-014-1027-7.
Kätzel, R.; Löffler, S. (2014): Physiologische Indikatoren zur Bewertung von Trockenstress bei Bäumen. In: Generaldirektion der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg (Hrsg.): Wasserhaushalt und Pflanzen - Historische Gärten im Klimawandel – Empfehlungen zur Bewahrung: 152-157.
Becker, F.; Kätzel, R. (2014): Vorkommen und Erhaltung seltener und gefährdeter Baumarten in Brandenburg. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Band 55: 66-76.
Kätzel, R.; Löffler, S.; Schröder, J. (2013): Sterben vor der Zeit – Das Eichensterben als Komplexkrankheit. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Bd. 53: 21-34.
Kätzel, R.; Löffler, S. (2016): 20 Jahre Biomarker als Vitalitätsindikatoren im Forstlichen Umweltmonitoring - Ergebnisse und Erfahrungen. In: MLUL (Hrsg.): 30 Jahre forstliches Umweltmonitoring in Brandenburg. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe, Bd. 63: 174-189.
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