Klimawandel im Wald: Auswirkungen und Handlungsmöglichkeiten - Dr. Peter Brang, Eidg. Forschungsanstalt WSL Leiter des Forschungsprogramms Wald ...

Klimawandel im Wald:
Auswirkungen und Handlungsmöglichkeiten
                    Dr. Peter Brang, Eidg. Forschungsanstalt WSL
       Leiter des Forschungsprogramms Wald und Klimawandel (2009-2018)
            Jahrestagung, Bioterra, ZHAW Wädenswil, 22. Oktober 2021

Inhalt
• Facts zum Klimawandel
• Auswirkungen auf den Wald
• Handlungsoptionen

                                       2

Entwicklung der Jahresmitteltemperaturen 1864-2020 in der Schweiz
 (Messstationen: BAS, BER, CHD, CHM, DAV, ENG, GVE, LUG, SAE, SIA, SIO, SMA)
       Abweichung vom Mittelwert
             1961-1990 (°C)

                                   Jahre über dem Mittelwert 1961-1990
                                   Jahre unter dem Mittelwert 1961-1990
                                   20jähriges gewichtetes Mittel (Gauss Tiefpassfilter)
              Quelle: https://www.meteoschweiz.admin.ch/home/klima/klimawandel-schweiz/temperatur-und-niederschlagsentwicklung.html (19.2.19)   3

Der Klimawandel ist aussergewöhnlich
Globale Temperaturabweichung gegenüber Referenzperiode 1961-1990

       Temperaturabweichung [°C]

                                                        Quelle:
                                                        http://www.scilogs.de/
                                                        klimalounge/palaeoklima-
                                                        das-ganze-holozaen/

                                                                         4

Szenarien der saisonalen Erwärmung in der Schweiz
      Sommer                                          Winter
    Temperaturabweichung von der                          Temperaturabweichung von der
    Referenzperiode 1981-2010                             Referenzperiode 1981-2010                   Szenario
                  Globaler Treibhausgasausstoss
                                                                                                      «Mässig»
                                                                                                      «Stark»
Abweichung [°C]

                                                  Abweichung [°C]

                                                                       www.ch2018.ch/fr (12.9.2021)              5

Auswirkungen auf die Wälder
• Abnehmende Klimaeignung der heute standörtlich geeigneten Baumarten
• Langsame (verzögerte) Wanderung der Baumarten
• Vermehrte und stärkere Störungsereignisse
    – Trockenperioden     
    – Waldbrand           
    – Schädlinge          
    – Sturm, Schnee       ?
• Absterbephänomene wahrscheinlich,
  aber je nach Baumart, Alter, Vitalität,
  Standort unterschiedlich (mosaikartig)
• Keine Gefährdung des Waldes,                   Lusen, Bayerischer Wald
  aber von Waldleistungen
                                                                      6

Küblis: Fichtenmortalität infolge Borkenkäferbefall

                                                      7

Lusen, Bayerischer Wald

                          8

Ajoie, Buchenmortalität nach der Sommertrockenheit 2018. Foto: V. Queloz
                                                                      9

Gandberg GL: Totholzfläche infolge Borkenkäferbefall

               Waldleistungen gefährdet

Weisstanne 2019: Zwangsnutzung SH                                                10

Die Umwandlung von Fichten- in Laubbaumbestände ist im Gang

                                                                  Fichtenbestand,
                                                                    ca. 100jährig

      Fichtenbestand,
Pflanzung vor ca. 30 Jahren
                                     Laubbaumbestand,
                              Naturverjüngung vor ca. 20 Jahren

                                                                          11

Föhre

                                                            Tanne
Bäume sind Migranten!
                                                                    Kastanie

Pollendiagramm Lago d’Origlio (TI), bei Lugano
von vor 15’000 Jahren bis heute

Quelle: Tinner et al. 1999 Journal of Ecology 87: 273-289

                                                                               12

Habitateignung - Buche
 Klima 1950-2000                        Klima 2021-2050                             Klima 2051-2080

mit hoher Wahrscheinlichkeit           Wahrscheinlichkeit für geeignetes
                                                                                     Situation unklar
geeignetes Habitat                     Habitat gering

                           Zimmermann et al., WSL, http://www.wsl.ch/lud/portree/
                                                                                                        13

Habitateignung - Traubeneiche
 Klima 1950-2000                        Klima 2021-2050                       Klima 2051-2080

mit hoher Wahrscheinlichkeit           Wahrscheinlichkeit für geeignetes
                                                                               Situation unklar
geeignetes Habitat                     Habitat gering

                           Zimmermann et al. http://www.wsl.ch/lud/portree/
                                                                                                  14

Habitateignung - Fichte
 Klima 1950-2000                        Klima 2021-2050                       Klima 2051-2080

mit hoher Wahrscheinlichkeit           Wahrscheinlichkeit für geeignetes
                                                                               Situation unklar
geeignetes Habitat                     Habitat gering

                           Zimmermann et al. http://www.wsl.ch/lud/portree/
                                                                                                  15

Wahrscheinliches Verhalten der Baumarten
• Baumarten in Schwierigkeiten: Fichte, Buche

• Gewinner: Traubeneiche, Linden, Spitzahorn, Kirschbaum, Nussbaum, Föhre,
  Douglasie, wahrscheinlich Tanne etc.

• Aber: keine allgemeinen Rezepte für oder gegen eine Baumart – es kommt
  auf den Waldstandort an (Boden, Niederschlag etc.)!

                                                                      16

Baumart: Schlüssel zur Anpassung
• Junge Bäume erbringen nach 50-100 Jahren
  Waldleistungen …
• … wenn sie das heutige und das zukünftige Klima
  ertragen
• Baumarten haben unterschiedliche Klimaansprüche
• Wahl standortgerechter Baumarten schon bisher im
  Waldbau die Regel – ist nun für die Anpassung
  an den Klimawandel entscheidend

     Fachgrundlagen für Baumartenwahl
      angepasst
                                                     17

Grundidee für Beurteilung der Standortseignung:
     Orientierung an «analogen» Waldstandorten
• Wo ist es heute schon so warm und trocken, wie es hier in Zukunft sein wird?
• Baumartenempfehlung für diese
  zukünftigen Standorte berücksichtigen
• Grundlagen entwickelt, um an jedem
  Punkt im Schweizer Wald
  den analogen Waldstandort zu finden,
  für 2 Klimazukünfte
• Webapp: www.tree-app.ch

                                          Fichten-Tannenwald        Föhrenwald

www.tree-app.ch

                  19

Tannen-Fichtenwald     1400 m ü.M.
   hochmontan

Tannen-Buchenwald    3-4 °C Erwärmung
   obermontan           ≈ 500-700 m

   Buchenwald          900 m ü.M.
   untermontan

Vegetationshöhenstufen in der Schweiz

Losey et al. 2020, p. 20 https://doi.org/10.3929/ethz-b-000468765   21

Modellierte Höhenstufen             Klimawandel «mässig» / +3.1 °C, -2% N
inkl. Buchenareal und colline Stufe

                                      2070 - 2099
                                            Klimawandel «stark» / +4.3 °C, -19% N
  Heute

                                      2070 - 2099
      Quelle: Huber & Frehner 2019

Anpassung der Waldbewirtschaftung
• Weniger geplante Eingriffe, mehr Störungsbewältigung
• Kein Eingriff ohne Klimawandel im Hinterkopf
• In vielen Wäldern Anpassung der Baumarten nötig, um
  Unterbrüche bei Waldleistungen möglichst zu vermeiden
   den Baumartenwandel zulassen (Naturverjüngung)
  oder fördern (Jungwaldpflege, Pflanzung)
• Meist «sanfte Transformation», selten «radikale
  Umgestaltung»
• Einfluss von Hirsch und Reh auf Waldverjüngung (noch)
  problematischer
                                                      23

Förderung der Baumartenvielfalt: Zukunftsfähige Baumarten
in Mischbestände integrieren
• Erhalten/fördern, wenn natürlich verjüngt (mehrheitlich der Fall)
• Pflanzungen wo zukunftsfähige Baumarten fehlen, auch um Samenbäume zu etablieren

          Eiche, Malbun (FL), 1360 m ü.M.

                            Waldtest Jura                                       24

Vorsichtige Offenheit gegenüber
   gebietsfremden Baumarten
• Risikostreuung (erhöhte Baumartenvielfalt):
   – Mischwälder gegen ökologische Störungen
      (u.a. Sturm, Schädlinge) resistenter
   – Eine zusätzliche Baumart in einem Bestand
      grundsätzlich vorteilhaft
• Teilersatz der gefährdeten Fichte, die
  im Wirtschafts- und Schutzwald wichtig ist
• Risiken beachten (Invasivität, Einschleppung von
  Schädlingen, Habitatverlust)
• Erweiterung des Handlungsspielraums: Beteiligung
  in Mischwäldern
                                                     25

Anpassung an den Klimawandel in jeder Entwicklungsstufe
 Baumartenvielfalt
 Genetische Vielfalt
 Störungsresistenz Einzelbaum
 Strukturvielfalt
 Umtriebszeiten
bzw. Zieldurchmesser
                              Schlüsselsituationen
                                     nutzen

                                                                                                   Zeichnung: A. B. Nielsen
          Zeit [Jahre]
          submontan       0                20                   40               60          100
                                 Jungwuchs/          Stangen-        Schwaches     Starkes         Altholz
                                   Dickung             holz          Baumholz     Baumholz                    26

Fazit
• Es ist mit Baumsterben infolge extremer Hitze und Trockenheit
  und mit biotischen Folgeschäden zu rechnen
• Fichte gefährdet, fast alle Waldstandorte werden für Laubbäume geeignet
• Vielfältige Baumartenzusammensetzung = Schlüssel zur Anpassung und zur
  Sicherstellung von Waldleistungen

                                                                            27