Baumarteneignungsaspekte

Die überdurchschnittlich trockenen Jahre 2018-2022 haben in großen Teilen der deutschen Wälder beachtliche Spuren hinterlassen. Schon jetzt kämpfen viele Arten wie Fichte, Tanne, Buche und Kiefer ums Überleben, da ihnen vor allem an Standorten mit schlechter Wasserhaltekapazität das Wasser ausgeht.

Ob Standorte für das Wachstum der verschiedenen Baumarten auch in Zukunft genügend Wasser bereitstellen können, wird im Projekt mithilfe unterschiedlicher Ansätze untersucht. Diese reichen von der Ermittlung standörtlicher Wasserbilanzen aus dem Zusammenhang Klima-Gelände-Boden bis hin zur Berechnung von Trockenstressindizes aus hydrologischen Modellierungen.

Ein Novum ist dabei, dass durch die Breite der Modellansätze nun auch veränderte Klimabedingungen für die Standortseignung berücksichtigt werden können, welche zuvor meist nur für historische Bedingungen gültig war.

Folgende Arbeitspakete setzen sich mit dem Thema Wasser auseinander:

• AP 1.4: Projektionen der Standortwasserbilanz; Überprüfung der Sensitivität von Trockenstressindikatoren
  >> NW-FVA, Sachgebiet Intensives Umweltmonitoring
• AP 5.3: LWF-Brook90
  >> FVA-BW, Abteilung Boden und Umwelt

Europaweit sind Stürme bis heute der stärkste natürliche Störungsfaktor in Wäldern. In Kombination mit Trockenheit und Schädlingsbefall wurden in den Extremjahren 2018-2022 insgesamt 5% der deutschen Waldflächen schwer geschädigt.

Neben Aspekten wie Höhe und Dicke der Bäume spielt auch die Baumart eine Rolle für das Sturmschadensrisiko im Wald, z.B. im Hinblick auf die Standfestigkeit des Wurzelsystems und die Ausprägung der Kronenform. Besonders die Fichte ist dabei durch ihr Tellerwurzelsystem einem erhöhten Risiko ausgesetzt.

In „MultiRiskSuit“ wird das Sturmschadensrisiko durch verschiedene Ansätze untersucht, z.B. mithilfe eines inventurbasierten Modells, welches im Zusammenhang mit Witterungsverhältnissen baumartenspezifische Risiken berechnet.

Folgende Arbeitspakete befassen sich mit dem Risikofaktor Wind:

• AP 1.1: Sturmschadensprojektionen
  >> NW-FVA, Sachgebiet Wachstums- und Risikomodellierung
• AP 9.2: PAS-Fichte: Prädispositionsabschätzung Sturm, Borkenkäfer, Schnee
  >> Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha
   

Neben abiotischen Faktoren wirkt sich auch die Präsenz von Schadorganismen auf die Standortseignung der verschiedenen Baumarten aus. Oftmals sind diese wirtsspezifisch – befallen also gezielt einzelne Baumarten. So schädigt beispielsweise der Buchdrucker vornehmlich Fichtenbestände, die Nonne Kiefern und Eichen-Prozessionsspinner tragen ihre Baumart der Wahl bereits im Namen.

Aufgrund der komplexen Zusammenhänge zwischen Schädling und Wirt kommt im Projekt eine Vielzahl schädlingsspezifischer Wirkmodelle zur Anwendung. Diese decken ein großes Spektrum von Borkenkäfern über Nachtfalter bis hin zur Mistel ab.  Neben den modellgestützten Analysen werden zudem im Rahmen einer Meta-Studie zahlreiche weitere Schädlinge hinsichtlich ihres Schadpotenzials unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen eingeschätzt.

Arbeitspakete mit dem Schwerpunkt biotische Schadfaktoren umfassen:

• AP 1.2: Projektionen des Borkenkäferschadholzrisikos
  >> NW-FVA, Abteilung Waldwachstum (A) Sachgebiet Wachstums- und Risikomodellierung
• AP 2.1: Mistelbefalls-Modell
  >> LFOA-MV, Sachgebiet Waldbau und Waldwachstum
• AP 3.1: Klimasensitive Projektionen des Befallsrisikos durch Kieferngroßschädlinge
  >> LFE-BB, Fachbereich Waldressourcenmanagement
• AP 5.4: PHENIPS / BSO / CHAPY
  >> FVA-BW, Abteilung Waldschutz
• AP 5.6: Metaanalyse zu biotischen Schadfaktoren
  >> FVA-BW, Abteilung Waldschutz
• AP 9.2: PAS-Fichte: Prädispositionsabschätzung Sturm, Borkenkäfer, Schnee
  >> Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha

Mit erhöhten Temperaturen und zunehmender Trockenheit wird in Zukunft auch die Waldbrandgefahr steigen. Im Projekt wird dieses Risiko mithilfe verschiedener Waldbrandindizes untersucht. Diese leiten aus Faktoren wie der Streu- und Bodenfeuchte, Temperatur und Sättigungsdefizit die Entzündungsgefahr ab.

Analysen dazu erfolgen in AP 4.4: Waldbrandgefährdung
>> LWF-BY, Abteilung Boden und Klima

Die Überlebenswahrscheinlichkeit eines Baumes wird von einer Vielzahl an Faktoren bestimmt, wie z.B. Klima- und Witterungsbedingungen, Sturm, Schädlingsbefall, Alter, Baumart und Konkurrenz.

Wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Baum unter Zusammennahme verschiedener Risikofaktoren ein bestimmtes Alter erreicht, kann mithilfe sogenannter "Überlebenszeitmodelle" ermittelt werden. Mit Bezug auf die Extremjahre 2018-2022 wird im Projekt unter anderem auch geprüft, ob bereits bestehende Überlebenszeitmodelle die hohen Mortalitätsraten dieser Jahre adäquat abbilden oder ob sie aktualisiert werden müssen.

Überlebenszeitmodelle sind Bestandteil folgender Arbeitspakete:

• AP 1.3: Überlebenszeit-Projektionen
  >> NW-FVA, Sachgebiet Wachstums- und Risikomodellierung
• AP 4.2: Standort-Leistungs- und Überlebenszeitmodelle
  >> LWF-BY, Abteilung Boden und Klima

Grundsätzlich ist die natürliche Verbreitung von Baumarten stark abhängig von geeigneten Klima- und Bodenbedingungen. Durch den Klimawandel werden sich diese potenziellen Verbreitungsgebiete jedoch zunehmend verändern: sei es durch den Wegfall geeigneter Gebiete, eine Verschiebung z.B. in andere Höhenlagen oder die Ausweitung der Eignungsflächen auf neue Standorte. Wo Baumarten in Zukunft potenziell geeignete Umweltbedingungen vorfinden werden, kann mithilfe sogenannter „Artverbreitungsmodelle“ abgeschätzt werden. Die so generierten Verbreitungsprojektionen bilden eine wichtige Grundlage für die Baumarteneignungsempfehlung, insbesondere auch für bisher standortsfremde Baumarten.

Eine solche Potenzialanalyse erfolgt im Projekt in AP 4.1: Artverbreitungsmodelle
>> LWF-BY, Abteilung Boden und Klima

Die Standortseignung von Bäumen ist eng mit ihrer Leistungsfähigkeit verknüpft. Wachsen sie im ökologischen Optimalbereich, profitiert auch die Holzproduktion. Unter Stressbedingungen wie heißen, trockenen Sommern oder stark schwankenden Niederschlägen leidet jedoch auch die Produktivität und das Absterberisiko steigt.

Wie widerstandsfähig Baumarten unter zukünftigen Klimabedingungen sein könnten, wird in „MultiRiskSuit“ auf einer breiten Modellbasis untersucht. Dabei reichen die Simulationen von Standort-Leistungsmodellen über Jahrring-Modelle bis hin zu Kohlenstoffbilanzierungen der Wachstumstrends. Wie groß wiederum das Risiko eines vorzeitigen Absterbens eines Baumes ist, wird in einem weiteren Teilbereich des Projekts untersucht. Sogenannte „Überlebenszeitmodelle“ berücksichtigen dabei die Summe aller Risiken, denen ein Baum während seiner Lebenszeit ausgesetzt ist.

Diese und weitere Themen sind Bestandteil folgender Arbeitspakete:

• AP 1.3: Überlebenszeit-Projektionen
  >> NW-FVA, Sachgebiet Wachstums- und Risikomodellierung
• AP 4.2: Standort-Leistungs- und Überlebenszeitmodelle
  >> LWF-BY, Abteilung Boden und Klima
• AP 5.5: Umweltsensitives Bonitätsveränderungsmodell
  >> FVA-BW, Abteilung Waldwachstum
• AP 5.8: Berechnung der veränderten Biomassezuwächse und Kohlenstoffsequestrierung
  >> FVA-BW, Abteilung Biometrie und Informatik
• AP 9.2: Klimasensitives Jahrringwachstum Fichte
  >> Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha