Wissenswertes Detail

Den Wald vor lauter Bäumen sehen

Wie verändert sich der Wald?

Auswirkung des Klimawandels auf den Wald – Extremwetterereignis Trockenheit

 

Der Klimawandel bringt Veränderungen. Wie sehen diese für das Ökosystem Wald aus? Dafür nehmen Wissenschaftler den Wald unter die Lupe, blicken in die Baumkronen und tief hinab ins Erdreich. Und suchen nach Erkenntnissen, die als Grundlage für den Waldbau der Zukunft dienen.

Als vor 12.000 Jahren der Eispanzer über Europa schmolz und die Temperaturen langsam stiegen, benötigten Buche, Eiche und Co tausende von Jahren, um den Kontinent wieder zu besiedeln. Auch wenn die Prognosen der aktuellen Klimaentwicklung - vor allem auf regionaler Ebene – noch mit Unsicherheit behaftet sind: Insgesamt ist sich die Wissenschaft sicher, dass die Durchschnittstemperaturen weiter steigen werden. Und das wesentlich schneller, als es bei der Klimaerwärmung in der Nacheiszeit der Fall war!

Vier Baumarten dominieren 75 Prozent der Waldfläche

Wie schlägt sich die rasante Klimaerwärmung im Waldökosystem nieder? Wie wirkt sich eine wahrscheinliche Zunahme an Extremwetterereignissen wie Trockenheit, Sturm und Hagel und infolge dessen Massenvermehrungen von Insekten auf den Wald aus? Einem Ökosystem, das von Holzgewächsen dominiert wird – langlebigen Pflanzen, die aufgrund ihrer Generationsdauer eine vergleichsweise langsame Anpassungsfähigkeit aufweisen.

Daher untersuchen Forstwissenschaftler, wo feuchtigkeitsliebende, in ozeanisch und nordisch geprägtem Klima verbreitete Baumarten ihre Toleranzgrenze erreichen. Sie ergründen, wo wärme- und trockenheitsunempfindlichen Baumarten diese Nische schnell füllen können und wie sich die Voraussetzung für Fichte, Buche, Kiefer und Eiche – die zusammen rund 75 Prozent der Waldfläche in Deutschland bestocken - entwickeln.

Mehr Waldwissen durch den Waldklimafonds

Entsprechend fördert die Bundesregierung mit dem Waldklimafonds Forschung, um die Auswirkungen des Klimawandels auf das Ökosystem Wald besser zu verstehen. Wenn etwa Extremwetterereignisse zunehmen, Waldflächen häufiger zerstört werden und kahl fallen, wie verlässlich kann da künftig auf das Mittel der natürlichen Wiederbewaldung durch Pionierbaumarten gesetzt werden?

Schließlich drohen durch Temperaturanstieg und abnehmende Wasserversorgung auch eine Verschlechterung des Verjüngungserfolgs von Pionierbaumarten wie etwa der wasserliebenden Birke. Wodurch wiederum eine Wiederbewaldung durch Sukzession im Falle neuer Schadkatastrophen gefährdet wäre.

Forstwissenschaftler der TU Dresden untersuchen daher im WKF-Projekt Wistupio, wie sich das Wiederbewaldungspotenzial durch Pionierbaumarten hinsichtlich ihrer Samenlebensdauer, Keimverhalten und Etablierung im Zuge sich ändernder ökologischer Rahmenbedingen im Klimawandel entwickelt.

Waldökosystem 

Als Ökosystem bezeichnet man einen Lebensraum mit allen darin lebenden Organismen. Ein nachhaltig genutztes Waldökosystem ist demnach ein Lebensraum mit Gemeinschaften von Tieren und Pflanzenarten, die durch die Waldbewirtschaftung in ihrem Fortbestand nicht gefährdet wird, sondern gesichert bleibt.

Artenwanderung im Mittelgebirge?

Wald spielt als Landnutzungsfläche vor allem in den Mittelgebirgen eine bedeutende Rolle. Wie wird sich dort der Klimawandel auf die Artenzusammensetzung auswirken? Gibt es mit einem Temperaturanstieg eine generelle Verschiebung in höhere Lagen? Erste Untersuchungen zeigen, dass diese Aussagen so nicht haltbar sind. Forschende der Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft beobachten zusammen mit Kollegen der TU München und der Uni Bayreuth auf Probeflächen, wie sich die Veränderungen entlang eines Höhengradients von 300 bis 1400 Meter darstellen.

Waldbrände und Insektenkalamitäten

Beim Klimawandel nimmt die zunehmende Trockenheit im Wald einen hohen Stellenwert ein. Das hat bereits dazu geführt, dass dem Thema Waldbrand auch in Mitteleuropa mehr Beachtung geschenkt werden muss (siehe Themendossier Waldbrand). Trockenheit schwächt nicht nur die Waldbestände, mit dem Temperaturanstieg breiten sich auch wärmeliebende Insekten aus, wodurch die Gefahr an Insektenkalamitäten steigt. Im Waldklimafonds wird dem mit der Erforschung und Entwicklung geeigneterpräventiver und kurativer Forstschutzmaßnahmen begegnet.

Toleranzgrenze der Buche ermitteln

Trockenheit bedroht auch die bedeutendste heimische Laubbaumart: Mit dem WKF-Projekt Beechlimits wollen Wissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen herausfinden, wo die Trockenstressgrenze bei Buchen liege und in welchen Regionen Nord- und Mitteldeutschlands der Anbau dieser häufigsten heimischen Laubbaumart künftig noch empfohlen werden kann.

Dazu analysiert das Team um Prof. Dr. Christoph Leuschner vom Lehrstuhl für Ökologie und Ökosystemforschung den Einfluss des Bodenwasserregimes und ermittelt regionale Zuwachstrends und zeitliche Veränderungen. Aber auch die Auswirkungen der Sonneneinstrahlung spielen bei diesem Projekt eine Rolle. Daher entnehmen sie mit Baumkletterern in 40 verschiedenen Beständen sonnenexponierte Äste, um so den Einfluss der Sonne auf Struktur und Hydraulik der Baumkronen und Stämme zu ermitteln.

Drehpunkt Wasserverfügbarkeit

Im WKF-Projekt WasMon dreht sich die Frage ebenfalls um die Beziehung von Wald und Wasser in Norddeutschland. Forschende der Landwirtschaftskammer Niedersachsen wollen herausfinden, wie sich der Wasserverbrauch entwickelt, wenn die für die Region typischen Nadelholz-Reinbestände zu Laubholz-Misch- und Reinbeständen umgebaut werden. Waldgebiete stellen aufgrund der bleibend hohen Sickerwasserqualität bevorzugte Räume von Wasserschutzgebieten dar, doch die Grundwasserspende ist vor allem unter Nadelholz aufgrund hoher Verdunstungsverluste stark reduziert. Womöglich ließe sich diese Situation mit einem Waldumbau verbessern.

Bodenwasserhaushalt ermitteln

Im WKF-Projekt BoWaKlim arbeiten Wissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen daran, Förstern die Ansprache des standörtlichen Bodenwasserhaushaltes im Klimawandel zu erleichtern. Mit neuen Datenerhebungen wollen sie die bisherigen Schätzwerte des verfügbaren Bodenwassers optimieren. Ziel ist, Waldbesitzenden und Förstern die Abgrenzung der Anbauwürdigkeit wichtiger Baumarten (Buche, Traubeneiche, Kiefer, Douglasie) verlässlicher als bisher aufzuzeigen.

Wie ändert sich die Kohlenstoffspeicherung?

Trockenheit und ein verändertes Niederschlagsregime wirken sich auf das Waldwachstum aus. Jedoch ist der Zusammenhang von Änderungen im Bodenwasserhaushalt und möglichen Auswirkungen auf die Kohlenstoffspeicherung bisher nur unzureichend erforscht. Im anlaufenden WKF-Projekt BENEATH wollen Forstwissenschaftler der TU Dresden das ändern und den Blick nach unten richten, um die Kohlenstoffspeicherung im Boden naturnaher Buchenwälder zu beobachten. Dazu entwerfen sie ein langfristiges Monitoringsystem, um den Einfluss räumlich-zeitlicher Bodenfeuchtemuster auf die ober- und unterirdische Kohlenstoffspeicherung zu bestimmen.

Fernerkundung

Doch auch der Blick aus der Ferne trägt dazu bei, die Veränderungen durch den Klimawandel auf den Wald besser zu verstehen. Forstwissenschaftler der TU München haben im kürzlich abgeschlossenen Vorhaben ForDroughtDet zusammen mit dem Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) und Fernerkundern der Universität Trier an einem Verfahren geforscht, wie der Einsatz der Fernerkundung zur frühzeitigen Erkennung von Trockenstress auf gefährdeten Waldstandorten besser genutzt werden kann.

Dabei griffen die Forscher auf Bilder zurück, die von Satelliten oder Flugzeugen aus aufgenommen wurden. Dank solcher hochaufgelösten Fotos konnten sie selbst kleinste Veränderungen der Struktur und der Farbe der Bäume identifizieren. Mit den Ergebnissen wollen sie künftig flächendeckend und automatisch erkennen, wann bei Waldbäumen Stress durch Trockenheit entsteht. Neu im Projekt ForDroughtDet war, dass die sogenannte Anisotropie, die ungleiche Rückstrahlung von Objekten, eingebunden wurde. Bisher war sie bei der Analyse ein Störfaktor und muss aufwendig herausgefiltert werden. Künftig soll sie aber als zusätzliche Informationsquelle dienen.

 

Ausgewählte Projekte:

BodenWasserWald – Wasserhaushalt von Waldböden in Zeiten des Klimawandels – Prognosemodell für die Entwicklung des Bodenwasserhaushalts von Waldstandorten

Wasserhaushalt im Klimawandel – Entwicklung eines Wasserhaushaltsmodellsystems für Trockenheits- und Luftmangel-Indikatoren in der forstlichen Standortskunde

 

Weitere Forschung und Entwicklung  

 

Pressekontakt:

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Jürgen Heup

Tel.: +49 3843 6930-315
Mail: j.heup(bei)fnr.de

Die Dürrephasen in den Jahren 2018 bis 2020 gaben einen Vorgeschmack, was dem Wald durch den Klimawandel bevorsteht. Durch Trockenstress und Borkenkäferbefall abgestorbene Fichten am Rande des Sauerlandes Foto: FNR/Siria Wildermann
Die Dürrephasen in den Jahren 2018 bis 2020 gaben einen Vorgeschmack, was dem Wald durch den Klimawandel bevorsteht. Durch Trockenstress und Borkenkäferbefall abgestorbene Fichten am Rande des Sauerlandes Foto: FNR/Siria Wildermann
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