Was kann eine dynamische Waldtypisierung leisten? - Michael Englisch Institut für Waldökologie und Boden - BFW

Was kann eine dynamische Waldtypisierung
leisten?

Michael Englisch
Institut für Waldökologie und Boden

BFW-Praxistag 2019

Was bestimmt den Waldstandort ?
             Lage       Lichtangebot
Temperatur                                Lage
        Niederschlag
                                            Vegetation
    Vegetation

Wasserangebot                                    Wärmeangebot

                                                  Lage
    Boden
              Klima                                      Klima
                                             Boden
         Geologie
                       Nährstoffangebot
                                                 Nutzung(sgeschichte)
                         Boden

Was kann sich durch den Klimawandel verändern ?

• erhöhte Gesteinsverwitterung → erhöhte Nährstoffnachlieferung
  BCw=z.500.(WRc-0.5).exp (A/281-A/273+T) [Sverdrup 1990]

• höhere Lufttemperatur (bei gleichem Niederschlagsniveau)
  → erhöhte (Evapo)Transpiration; → Trockenstreß → Sekundärschädlinge;
  → Extremfall Embolien, Absterben der Pflanze; → weniger CO2-Fixierung
  (geringere Biomasseproduktion)
  Projekt LTER-CWN

• Raschere Umsetzung organischer Substanz (erhöhtes
  Nährstoffangebot aber auch Nährstoffverluste, Kohlenstoffverlust auf
  Terrestrischen Humusböden (Rendzina, Ranker)

• Veränderung des Niederschlagsniveaus: regional/lokal unterschiedlich

Regionale und lokale Veränderung des mittleren
 Jahresniederschlags und der mittleren Jahrestemperatur

Quelle: Auer et al. 2007; Hohmann et al. 2018:
Raabtal
rote Linie: Südosten Österreichs; orange: inneralpin
Westen: blau; Norden: grün

Klimahüllen (Kölling, 2007)

Dynamische Waldtypisierung

   Klassische Standortskartierung
      statisches System aus Standorteinheiten (langfristig
      einheitliche Eigenschaften bei Wärme-, Wasser- und
      Nährstoffhaushalt → ähnliche Reaktion auf dynamische
      Einflüsse)
      potenziell natürliche Vegetation (hypothetisches Konzept)
   Standortskartierung in Zeiten des Klimawandels
      dynamisches System von temporären Standorts-Zuständen

Veränderung von Waldtypen über die Zeit

    2020                2050           2080

1   2      3   1    2          3   3    2     4

Baumartenansprüche - Ökologische Grenzen

          SEi TrEi Wi    So-   Bu Hbu BAh   Es SEr Bi Asp Kir Nuß FAh SAh
                   -Li    Li

nass      ●    ●    ●    ●     ●   ●   ●    ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●

trocken   ●    ●    ●    ●     ●   ●   ●    ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●

warm      ●    ●    ●    ●     ●   ●   ●    ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●

arm       ●    ●    ●    ●     ●   ●   ●    ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●

Über-     ●    ●    ●    ●     ●   ●   ●    ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●   ●
schw.

System der Standortsfaktoren

                                             Wasserhaushalt
Klimatische Höhenstufe

                         hochsubalpin
                         tiefsubalpin
                         hochmontan
                         mittelmontan
                         tiefmontan
                         submontan
                         collin
                                                  Trophie

Beispiel: mittelmontaner Erlenwald

  hochsubalpin
  tiefsubalpin
  hochmontan
  mittelmontan
  tiefmontan
  submontan
  collin

Beispiel: sehr frischer Fichtenstandort

  hochsubalpin
  tiefsubalpin
  hochmontan
  mittelmontan
  tiefmontan
  submontan
  collin

Standortsfaktoren: Zahlen statt Qualitäten

Wärmesumme [°C]

                                   Pflanzenverfügbare Nährstoff-
                                   vorräte, Säurestatus

Standortsfaktoren: mögliche Veränderungen

  hochsubalpin
  tiefsubalpin
  hochmontan
  mittelmontan
  tiefmontan
  submontan
  collin

Projekt FORSITE - Waldtypisierung Steiermark
Laufzeit: 34 Monate

Auftraggeber: Land Steiermark

Beteiligte:
BOKU: Inst. für Waldbau (Projektleitung), Inst. für Waldökologie, Inst. für
Meteorologie
BFW: Inst. f. Waldökologie und Boden, Inst. für Naturgefahren sowie ÖWI.
Universität Graz: Inst. für Erdwissenschaften
Joanneum Research, JR-AquaConSol GmbH
WLM Techn. Büro für Vegetationsökologie
Alpecom Wilhelmy Techn. Büro für Geowissenschaften
ZAMG Steiermark

Der Rahmen

Biomasseproduktion 2040 + 1,5°C; Niederschlag +20%; 0%;
    jahreszeitliche Verschiebung; -20 % (Wald u. Landw.)

Erwärmung führt zu
tendenziell steigender
Biomasseproduktion
im Westen und zu
Rückgängen im
Osten -
Modellberechnung

    Kirchner et al. (2015) Ecological
    Economics: Veränderung der
    Biomassenproduktion –
    unterschiedliche Klimawandel- und
    Politikszenarien (links); rechts:
    räumliche explizite Darstellung
    (Klimawandelszenarien)

Ablaufschema ForSite

Datenbasis
Alle relevanten Datensätze und Layer aus GIS Steiermark (Höhenmodell,
Forststraßennetz, Gewässernetz, Geolog. Informationen, Laserscan,
Franziszäischer Kataster, LULUCF …)

Datensätze des Instituts für Waldökologie und Boden: ca. 300 Flächen mit
Standortsparametern, chemischen und physikalischen Analysen, ca. 2000
Vegetationsaufnahmen; Standortskartierungen; Datensätze der ÖWI
(Wasserspeicherung im Boden, Luftbildinterpretation), Bodenphysikalische
Messflächen des Instituts für Naturgefahren, Klimatische Daten (ZAMG)

Neuerhebungen: Substratkarte der Steiermark,
1800 Standard-Erhebungsflächen
Erhebungsumfang: Standortsbeschreibung, Bodenbeschreibung,
Vegetationsaufnahme, Bestandesbeschreibung,Baum-Bohrkerne,
Baumwachstumsparameter
1800 Ergänzungsflächen – einige standortskundliche Parameter
auf 360 Flächen: Bodenproben zur chemischen und physikalischen Analyse

Vorgangsweise und Ergebnisse

Modellierung des Bodenwasserhaushalts (BFW), Gesamtwasserhaushalts
(BOKU), Wärme- (BOKU) und Nährstoffhaushalts (BFW)

Klassifizierung (Waldtypen); Regionalisierung (BFW)

Baumarteneignung aktuell/potentiell; Baumartenmischung aktuell/zukünftig
(BOKU)

Herausforderungen
Logistisch – Erhebungen 2019 abgeschlossen werden, Abfolge Erhebung,
Modellierung, Klassifikation, BA-Eignung, Produkte
großes Team, viele Partner

Wissenschaftlich – Wissenschaftl. Hypothesen der Standortskartierung (Primäre
Standortsfaktoren sind unveränderlich) gelten nicht mehr

4 Modelle, aufeinander aufsetzend

Qualitative Merkmale durch Zahlen ersetzen

Inhaltliche/Geometrische Ansprüche
an die Kartendarstellung

Nicht heimische Baumarten, zukünftige Standorte

                             Klimaanalogiegebiete 2080
                             für Landkreise Ansbach, Passau,
                             Rosenheim
                             Quelle: LWF

Was kann eine dynamische Waldtypisierung
leisten?

• Beschreibung der aktuellen Waldtypen; Waldbauliche Konzepte
  Kartendarstellung im Maßstab (1:25.000); operativ nutzbar;
• Beschreibung zukünftiger Waldtypen; Waldbauliche Konzepte
  Kartendarstellung im Maßstab (1:25.000); operativ nutzbar;
→ LANGFRISTIGE PLANUNG
• Erstellung von Themenkarten möglich (Bodenkarte, Substratkarte …),
  Störungen (Borkenkäfer, Windwurf ..) integriert, nicht-heimische
  Baumarten berücksichtigt
• Syn- und Autoökologie der Baumarten statt PNWG

Was kann eine dynamische Waldtypisierung
leisten?

• Quantitative Beschreibung ersetzt Qualitative Merkmale
  (wissenschaftliche Nachvollziehbarkeit)
• Offenes, modulares System (Ergänzung von Daten(sätzen) möglich,
  Modellverbesserungen können berücksichtigt werden)
• Vegetation = Zielvariable statt Indikator

Standörtliche und Waldbauliche
Charakterisierung Waldtypisierung Tirol

Betriebsziele als Entscheidung des
Bewirtschafters

  Quelle:

Danke für Ihre Aufmerksamkeit !
Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum
für Wald, Naturgefahren und Landschaft

Austria, 1131 Wien
Seckendorff-Gudent-Weg 8
Tel.: +43 1 878 38-0
direktion@bfw.gv.at
http://www.bfw.ac.at

Dynamische Waldtypisierung

Basis: Terrestrische Erhebungen zu Boden und Vegetation, Kartierung des
geologischen Ausgangssubstrates, Klassifizierung der Substrate →
Regionalisierung von Standortsdaten

Die Regionalisierung der Klimadaten (historische und zukünftig) ermöglicht eine
„dynamische Waldtypisierung“.
Es werden Standortstypen abgeleitet werden, die sich unter heutigen
Klimabedingungen ausbilden
Gleichzeitig soll dargestellt werden, mit welchen Veränderungen im Rahmen des
Klimawandels für diese Standorte zu rechnen ist.

Die Baumarteneignung wird auf Basis von Wärme, Nährstoff und Wasserhaushalt
abgeschätzt, waldbaulich sinnvolle Mischungen von Baumarten für die abgeleiteten
Waldtypen definiert.