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Ökologischer Zustand und Umbau der Wälder zur Förderung von Klimaresilienz und Biodiversität. Schriftliche Stellungnahme als Einzelsachverständiger zur 89. Sitzung des Ausschusses für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit des Deutschen Bundestags, Mittwoch, 25. November 2020.

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Abstract

Zusammenfassung Die offenkundigen Schädigungen der von den Extremwitterungen der vergangenen Jahre betroffenen Wälder geben Anlass zu einer Diskussion, die über die Wahl ökonomisch relevanter Baumarten für zukünftige Pflanzungen weit hinausgehen muss. Es bedarf einer ökosystemaren Perspektive und der Einsicht, dass die Vulnerabilität der Wälder gegenüber dem Klimawandel wesentlich durch den Zustand des Gesamtsystems einschließlich aller Organismen wie etwa Pilze und Mikroorganismen sowie den Zustand der ökologischen Prozesse geprägt werden. Klimasystem und Ökosysteme sind überaus komplex und entziehen sich durch dynamisch neu auftretende Wechselwirkungen sowie Rückkopplungen einer verlässlichen Modellierung. Tatsächlich wurden diverse im Rahmen der globalen Erwärmung auftretenden Phänomene erheblich unterschätzt. Es ist kontraproduktiv und gefährlich, sich ein vermeintlich genaues Bild von der Zukunft zu machen und aus ihm Strategien abzuleiten. Sicher scheint nur, dass die globale Erwärmung noch für längere Zeit voranschreiten wird und zwar in einem Ausmaß, mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit und in solche Temperaturbereiche hinein, dass die bevorstehende Situation für die heutigen Ökosysteme als völlig neuartig gelten muss. In jedem Falle ist es in den Wäldern besonders relevant, die auftretenden Störungen bestmöglich abpuffern zu können und damit mehr Zeit für Anpassung bzw. Wandlung zu gewinnen. In Ökosystemen bilden sich durch Diversität und Redundanz ‚Sicherheitsnetze‘; zum anderen werden Puffer und Selbstregulation ausgebildet, die die potenzielle Verwundbarkeit reduzieren. Reife und ungestörte agierende Ökosysteme kennzeichnen sich durch eine ausgeprägte Regulation von Standortbedingungen wie Mikroklima und Wasserspeicherung sowie den fortgesetzten Aufbau des eigenen Substrats – Fähigkeiten, die es zu fördern gilt. Aktuell geschieht in Deutschland großflächig das Gegenteil. Forstliche Akteure agieren– auch im Rahmen von staatlich geförderten Maßnahmen - mit Kahlschlägen, der Befahrung und Räumung großer Flächen. Dies geschieht, ohne dass eine angemessene Abschätzung der Folgen und Risiken für Waldökosysteme, die Biodiversität in Deutschland und die gesamte Umwelt durchgeführt worden wäre. Es besteht Anlass zur Befürchtung, dass die Maßnahmen ganze Landschaftsökosysteme, die Biodiversität und den Naturhaushalt nachhaltig beeinträchtigen und damit nicht mit Biodiversitäts-, Wasser- und Bodenschutzgesetzgebung vereinbar sind. Hitze in der Landschaft ist ein zentrales Problem, dem noch zu wenig Beachtung geschenkt wird. Höhere Temperaturen wirken mehrfach schädlich auf Pflanzen. Neben Hitzestress und der Verringerung der Wasserverfügbarkeit durch Austrocknung des Bodens kommt die austrocknende Wirkung heißer Luft hinzu, wobei der Effekt mit steigender Temperatur nichtlinear zunimmt. Wälder und Forsten, landwirtschaftliche Flächen, Wasser, Siedlungen und industriell genutzte Flächen sind nicht voneinander isoliert zu betrachten, zu beplanen sowie so zu nutzen sind, als wären sie voneinander unabhängig. Eine ökosystembasierte Klimawandelanpassungsstrategie müsste eine entsprechende Integration leisten. Es erscheint dringend geboten, Wald und umgebende Landschaft so zu steuern, dass Kühlung und Wasserrückhaltung zur verbesserten Regeneration und Entwicklung von Wäldern beitragen. Es existieren nach wie vor Freiheitsgrade für die Waldentwicklung mit den in naturnahen Ökosystemen vorhandenen Arten. Die aktuellen Nutzungsformen gehören auf den Prüfstand. In naturnahen und vor allem älteren Laubmischwäldern muss ab sofort ein Einschlagsmoratorium verhängt werden. Dies muss gelten, bis klarer wird, wie die Wälder auf die aktuelle Periode von Extremwitterungen reagieren und wie v.a. unterschiedliche Bewirtschaftungsweisen die Waldvulnerabilität erhöhen. Mittelfristig ist ein Maßnahmenpaket zur Förderung der Waldfunktionalität umzusetzen. In den Nadelbaumforsten muss kurzfristig ein totales Verbot des Kahlschlags jeglicher Größe gelten. Für den Umgang mit Flächen, auf denen Kalamitäten aufgetreten sind, sich verstärken oder auftreten werden, müssen dringend für alle Besitzarten verbindliche Behandlungsrichtlinien verabschiedet werden. Die gesamtökonomische Bilanzierung der Waldbewirtschaftung ist auf ein gänzlich neues Fundament zu stellen. Vor allem muss die Verquickung betriebswirtschaftlicher und volkswirtschaftlicher Aspekte offengelegt werden. Versteckte oder mutmaßliche Kosten sowie Subventionen sind genauso zu identifizieren und darzustellen wie alle Quellen von Schad- und Wertschöpfung – einschließlich aller Ökosystemleistungen, die von Wäldern bereitgestellt werden. Benötigt wird eine ganzheitliche Gemeinwohlbilanzierung des Waldes. Eine Art Flächenprämie für die pauschale Förderung von Waldflächen unabhängig von ihrer Beschaffenheit ist kontraproduktiv. Es darf durch Förderung v.a. keine perversen Anreize zur Ökosystemdegradation wie etwa Kahlschläge und Totholzräumung geben. Aktivitäten zur Waldmehrung sowie biodiversitätsfreundliche Entwicklung von Kalamitätsflächen tragen kurzfristig zur Vermeidung von CO2-Emissionen und zur Bewahrung bzw. Entwicklung weiterer regulierender Ökosystemleistungen bei. Es gibt bereits privatwirtschaftliche Initiativen, die sich zum Ziel gesetzt haben, Besitzer*innen entsprechender Flächen den Zugang zu den entsprechenden Märkten zu ermöglichen und transparente Zertifikate auszustellen. Eine ‚Hitzesteuer‘ für Flächen, die überdurchschnittlich stark zur Erwärmung der Landschaft beitragen, könnte einen Anreiz für Maßnahmen bieten, die den Temperatureffekt eindämmen, sowie Einnahmen für die Förderung von Kühlung generieren. Zu besteuernde Flächen beträfen etwa großflächige Gebäude/Dächer, versiegelte Verkehrsflächen oder Tagebaue. Landnutzende könnte von einer entsprechenden Besteuerung ausgenommen werden, aber als Empfänger der Förderung kühlender Maßnahmen in Frage kommen. Vitale Waldökosysteme könnten so Einkommen generieren, und auf Kalamitätsflächen ergäben sich Anreize dafür, auf radikale Flächenbehandlungen zu verzichten.
1
Schriftliche Stellungnahme
Einzelsachverständiger
Prof. Dr. Pierre L. Ibisch
Centre for Econics and Ecosystem Management
Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde
Alfred-Möller-Str. 1, 16225 Eberswalde
Pierre.ibisch@hnee.de
22. November 2020
Ökologischer Zustand und Umbau der Wälder zur Förderung von
Klimaresilienz und Biodiversität
anlässlich der 89. Sitzung des Ausschusses für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit am
Mittwoch, dem 25. November 2020 des Deutschen Bundestages
Inhalt
Zusammenfassung.............................................................................................................................................. 2
Ökologischer Zustand der Wälder und klimawandelbedingte Risiken: komplexere Betrachtungen
erforderlich ................................................................................................................................................. 4
Waldökosysteme sind mehr als Bäume Biodiversität ist nicht allein Artenvielfalt .................................... 4
Zur Frage der Klimaresilienz: Zurück in eine völlig unvorhersehbare Zukunft? ............................................ 5
Klimawandel-Anpassung als „Spiel“, in dem sich sowohl die Mitspieler als auch die Spielregeln fortlaufend
verändern .................................................................................................................................................... 8
Kompetenter Umgang mit Nichtwissen benötigt: Faustregeln statt Patentrezepte ..................................... 8
Klimawandel-Resilienz ist ‚Überraschungs‘-Toleranz und beruht vor allem auf Puffern ............................... 9
Mutmaßlich illegale Waldverschlechterung und Vermehrung von Risiken durch aktuelles forstliches
Handeln ..................................................................................................................................................... 10
Wie viel Kühlung können und wollen wir der klimawandelgetriebenen Erhitzung entgegensetzen? ......... 14
Waldbewirtschaftung als Teil eines ganzheitlichen Landschaftsökosystemmanagements ......................... 17
Waldumbau, Waldentwicklung und adaptives Management .................................................................... 18
Ökonomie der Waldbewirtschaftung: Förderinstrumente zur Unterstützung der Entwicklung resilienter
Wälder und Möglichkeiten für die Entwicklung von Einkommensmöglichkeiten für Waldbesitzer*innen . 20
Kühlungswirkung von Wäldern fördern: Hitzesteuer und Kühlungsprämie ................................................ 21
Anhang 1 .......................................................................................................................................................... 23
Ökologisch-fachliche Beurteilung des 13-Punkte Plans des BMEL „Deutschlands Wald im Klimawandel
Eckpunkte und Maßnahmen“ vom 25.09.2019 ............................................................................................... 23
Ausschussdrucksache
19(16)503-C
23.11.2020
öFG am 25.11.20
Deutscher Bundestag
Ausschuss für Umwelt, Naturschutz
und nukleare Sicherheit
Die vorliegende Stellungnahme gibt nicht die Auffassung des Ausschusses wieder, sondern liegt
in der fachlichen Verantwortung des/der Sachverständigen. Die Sachverständigen für
Anhörungen/Fachgespräche des Ausschusses werden von den Fraktionen entsprechend dem
Stärkeverhältnis benannt.
2
Zusammenfassung
Die offenkundigen Schädigungen der von den Extremwitterungen der vergangenen Jahre
betroffenen Wälder geben Anlass zu einer Diskussion, die über die Wahl ökonomisch relevanter
Baumarten für zukünftige Pflanzungen weit hinausgehen muss. Es bedarf einer ökosystemaren
Perspektive und der Einsicht, dass die Vulnerabilität der Wälder gegenüber dem Klimawandel
wesentlich durch den Zustand des Gesamtsystems einschließlich aller Organismen wie etwa
Pilze und Mikroorganismen sowie den Zustand der ökologischen Prozesse geprägt werden.
Klimasystem und Ökosysteme sind überaus komplex und entziehen sich durch dynamisch neu
auftretende Wechselwirkungen sowie Rückkopplungen einer verlässlichen Modellierung.
Tatsächlich wurden diverse im Rahmen der globalen Erwärmung auftretenden Phänomene
erheblich unterschätzt. Es ist kontraproduktiv und gefährlich, sich ein vermeintlich genaues Bild
von der Zukunft zu machen und aus ihm Strategien abzuleiten. Sicher scheint nur, dass die
globale Erwärmung noch für längere Zeit voranschreiten wird und zwar in einem Ausmaß, mit
einer Durchschnittsgeschwindigkeit und in solche Temperaturbereiche hinein, dass die
bevorstehende Situation für die heutigen Ökosysteme als völlig neuartig gelten muss.
In jedem Falle ist es in den Wäldern besonders relevant, die auftretenden Störungen
bestmöglich abpuffern zu können und damit mehr Zeit für Anpassung bzw. Wandlung zu
gewinnen. In Ökosystemen bilden sich durch Diversität und Redundanz ‚Sicherheitsnetze‘; zum
anderen werden Puffer und Selbstregulation ausgebildet, die die potenzielle Verwundbarkeit
reduzieren. Reife und ungestörte agierende Ökosysteme kennzeichnen sich durch eine
ausgeprägte Regulation von Standortbedingungen wie Mikroklima und Wasserspeicherung
sowie den fortgesetzten Aufbau des eigenen Substrats Fähigkeiten, die es zu fördern gilt.
Aktuell geschieht in Deutschland großflächig das Gegenteil. Forstliche Akteure agieren auch im
Rahmen von staatlich geförderten Maßnahmen - mit Kahlschlägen, der Befahrung und
Räumung großer Flächen. Dies geschieht, ohne dass eine angemessene Abschätzung der Folgen
und Risiken für Waldökosysteme, die Biodiversität in Deutschland und die gesamte Umwelt
durchgeführt worden wäre. Es besteht Anlass zur Befürchtung, dass die Maßnahmen ganze
Landschaftsökosysteme, die Biodiversität und den Naturhaushalt nachhaltig beeinträchtigen
und damit nicht mit Biodiversitäts-, Wasser- und Bodenschutzgesetzgebung vereinbar sind.
Hitze in der Landschaft ist ein zentrales Problem, dem noch zu wenig Beachtung geschenkt
wird. Höhere Temperaturen wirken mehrfach schädlich auf Pflanzen. Neben Hitzestress und der
Verringerung der Wasserverfügbarkeit durch Austrocknung des Bodens kommt die
austrocknende Wirkung heißer Luft hinzu, wobei der Effekt mit steigender Temperatur
nichtlinear zunimmt. Wälder und Forsten, landwirtschaftliche Flächen, Wasser, Siedlungen und
industriell genutzte Flächen sind nicht voneinander isoliert zu betrachten, zu beplanen sowie so
zu nutzen sind, als wären sie voneinander unabhängig. Eine ökosystembasierte
Klimawandelanpassungsstrategie müsste eine entsprechende Integration leisten.
Es erscheint dringend geboten, Wald und umgebende Landschaft so zu steuern, dass Kühlung
und Wasserrückhaltung zur verbesserten Regeneration und Entwicklung von Wäldern
3
beitragen. Es existieren nach wie vor Freiheitsgrade für die Waldentwicklung mit den in
naturnahen Ökosystemen vorhandenen Arten.
Die aktuellen Nutzungsformen gehören auf den Prüfstand. In naturnahen und vor allem älteren
Laubmischwäldern muss ab sofort ein Einschlagsmoratorium verhängt werden. Dies muss
gelten, bis klarer wird, wie die Wälder auf die aktuelle Periode von Extremwitterungen reagieren
und wie v.a. unterschiedliche Bewirtschaftungsweisen die Waldvulnerabilität erhöhen.
Mittelfristig ist ein Maßnahmenpaket zur Förderung der Waldfunktionalität umzusetzen. In den
Nadelbaumforsten muss kurzfristig ein totales Verbot des Kahlschlags jeglicher Größe gelten.
Für den Umgang mit Flächen, auf denen Kalamitäten aufgetreten sind, sich verstärken oder
auftreten werden, müssen dringend für alle Besitzarten verbindliche Behandlungsrichtlinien
verabschiedet werden.
Die gesamtökonomische Bilanzierung der Waldbewirtschaftung ist auf ein gänzlich neues
Fundament zu stellen. Vor allem muss die Verquickung betriebswirtschaftlicher und
volkswirtschaftlicher Aspekte offengelegt werden. Versteckte oder mutmaßliche Kosten sowie
Subventionen sind genauso zu identifizieren und darzustellen wie alle Quellen von Schad- und
Wertschöpfung einschließlich aller Ökosystemleistungen, die von Wäldern bereitgestellt
werden. Benötigt wird eine ganzheitliche Gemeinwohlbilanzierung des Waldes.
Eine Art Flächenprämie für die pauschale Förderung von Waldflächen unabhängig von ihrer
Beschaffenheit ist kontraproduktiv. Es darf durch Förderung v.a. keine perversen Anreize zur
Ökosystemdegradation wie etwa Kahlschläge und Totholzräumung geben. Aktivitäten zur
Waldmehrung sowie biodiversitätsfreundliche Entwicklung von Kalamitätsflächen tragen
kurzfristig zur Vermeidung von CO2-Emissionen und zur Bewahrung bzw. Entwicklung weiterer
regulierender Ökosystemleistungen bei. Es gibt bereits privatwirtschaftliche Initiativen, die sich
zum Ziel gesetzt haben, Besitzer*innen entsprechender Flächen den Zugang zu den
entsprechenden Märkten zu ermöglichen und transparente Zertifikate auszustellen.
Eine ‚Hitzesteuer‘ für Flächen, die überdurchschnittlich stark zur Erwärmung der Landschaft
beitragen, könnte einen Anreiz für Maßnahmen bieten, die den Temperatureffekt
eindämmen, sowie Einnahmen für die Förderung von Kühlung generieren. Zu besteuernde
Flächen beträfen etwa großflächige Gebäude/Dächer, versiegelte Verkehrsflächen oder
Tagebaue. Landnutzende könnte von einer entsprechenden Besteuerung ausgenommen
werden, aber als Empfänger der Förderung kühlender Maßnahmen in Frage kommen. Vitale
Waldökosysteme könnten so Einkommen generieren, und auf Kalamitätsflächen ergäben sich
Anreize dafür, auf radikale Flächenbehandlungen zu verzichten.
4
Ökologischer Zustand der Wälder und klimawandelbedingte Risiken: komplexere
Betrachtungen erforderlich
1. Seit der Verkettung von Extremwitterungen und Klimarekorden in den letzten Jahren ist die
Dynamik des Absterbens von Bäumen unverkennbar. Die offenkundigen Schädigungen in
den Waldökosystemen geben Anlass zu vielerlei Analysen und Interpretationen. Dabei sind
grob zwei unterschiedliche Sichtweisen zu unterscheiden. Eine geht davon aus, dass die
heimischen Baumarten und Ökosysteme nunmehr vom Klimawandel überfordert werden,
während die andere Seite feststellt, dass die Schäden ein Ergebnis des komplexen
Zusammenwirkens vieler Faktoren ist, zu denen auch die forstliche Nutzung gehört. Die
beiden Perspektiven unterscheiden sich auch bezüglich des Waldverständnisses. Während
die eher ‚konventionelleund forstnutzungsgeprägte Seite besonders auf die ökonomisch
relevanten Baumarten fokussiert und auch das Thema der Klimawandelanpassung in der
Forstwirtschaft als eine Frage der Baumartenwahl diskutiert, geht die ‚ökosystemare‘ Seite
davon aus, dass die Vulnerabilität der Wälder gegenüber dem Klimawandel wesentlich auch
durch den Zustand des Gesamtsystems einschließlich aller Organismen wie etwa Pilze und
Mikroorganismen sowie den Zustand der ökologischen Prozesse geprägt werden. Einzelne
Arten stehen weniger im Fokus als vielmehr Funktionstüchtigkeit und Wandelungsfähigkeit
des Gesamtsystems.
2. Für eine solche ökosystemare Perspektive, die auch konventionellen, eher statischen oder
vergangenheitsorientierten Naturschutzansätzen gegenübersteht, soll im Folgenden
geworben werden. Die vorliegende Stellungnahme verweist ausdrücklich auf diejenige zur
41. Sitzung des Ausschusses für Ernährung und Landwirtschaft des Deutschen Bundestages
im Jahr 2019
1
. Die im entsprechenden Dokument geäußerten Positionen werden bestätigt
bzw. nunmehr unter Einbeziehung zusätzlicher Befunde erweitert. Es werden in diesem
Dokument nicht sämtliche Fakten einzeln durch wissenschaftliche Studien nachgewiesen;
stattdessen erfolgt hier der Verweis auch auf weitere Schriften zum Nach- und Weiterlesen
2
,
die auch weitere Literaturquellen umfassen. Zudem umfasst der () Anhang dieses
Dokuments
3
eine umfangreiche Darstellung von internationaler Literatur zur Problematik
von Kahlschlägen.
Waldökosysteme sind mehr als Bäume Biodiversität ist nicht allein Artenvielfalt
3. (Wald-)Ökosysteme sind sich stetig wandelnde Gefüge von interagierenden Lebewesen. Ihre
Existenz und Funktion hängen davon ab, dass sie Energie wandeln, die dem System
1
IBISCH, P.L. (2019): Umgang mit der aktuellen extremwetterbedingten Waldkrise (Deutscher Bundestag Ausschussdrucksache 19(10)280-
A) für die 41. Sitzung des Ausschusses für Ernährung und Landwirtschaft (DOI 10.13140/RG.2.2.21368.60163).
2
IBISCH, P.L. (2019): Umgang mit der aktuellen extremwetterbedingten Waldkrise (Deutscher Bundestag Ausschussdrucksache 19(10)280-
A) für die 41. Sitzung des Ausschusses für Ernährung und Landwirtschaft (DOI 10.13140/RG.2.2.21368.60163).
IBISCH, P.L. & J.S. BLUMRÖDER (2019): Wälder im Klimawandel. Was zu tun und was zu lassen ist. Naturmagazin Berlin-Brandenburg 33
(1): 10-12 (online: Schattenblick, WALD/163: http://www.schattenblick.de/infopool/umwelt/fakten/ufaw0163.html).
IBISCH, P.L. & J.S. BLUMRÖDER (2020): Für einen ökosystembasierten Umgang mit der Waldkrise. Ländlicher Raum (Agrarsoziale
Gesellschaft e.V.) 71. Jg (2/20): 28-30.
IBISCH, P.L. & J.S. BLUMRÖDER (2020): Waldkrise als Wissenskrise als Risiko. Universitas 888: 20-42.
IBISCH, P.L., J.S. BLUMROEDER, P.R. HOBSON, M. HAUCK (2019): Ecosystemic solutions needed in forest management under global change.
eLetter responding to Preventing European forest diebacks by Thorn et al. 2019 (Science 27 Sep 2019: Vol. 365, Issue 6460, pp. 1388, DOI:
10.1126/science.aaz3476), 23 October 2019 (https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1388.2/tab-e-letters).
3
Anhang 1: Ökologisch-fachliche Beurteilung des 13-Punkte Plans des BMEL „Deutschlands Wald im Klimawandel – Eckpunkte und
Maßnahmen“ vom 25.09.2019
5
regelmäßig zugeführt werden muss. Indem die Organismen Energie, Biomasse und
Information austauschen, entstehen immer komplexere ökologische Prozesse, die
Selbstorganisation und Selbstregulation bedingen. Sämtliche ökologische Prozesse und die
sie vermittelnden Organismen unterliegen der biologischen und ökologischen Evolution.
Dabei führen Mutation bzw. Innovation, Selektion und Anpassung zu steigender Effizienz,
aber auch Widerstands- und Erholungsfähigkeit (Resistenz und Resilienz). Die Ökosysteme
verbessern durch Energiewandlung und physikalische Arbeit ihre eigenen
Standortbedingungen dies gilt in ganz besonderem Maße für Wälder als ausgeprägt
dreidimensionale Gefüge mit vergleichsweise hohem Energie- und Stoffumsatz, relativ
großer Artenvielfalt und die Dominanz von sehr langlebigen Organismen, den Bäumen,
welche eine gewisse Stabilität in Zeit und Raum benötigen, sie aber auch selber
unterstützen.
4. Die Kenntnisse über Waldökosysteme haben sich in den letzten Jahrzehnten und Jahren
stark erweitert. Sie werden inzwischen nicht nur als energetisch-thermodynamisch
haushaltende Systeme besser verstanden, sondern der Fortschritt vieler Wissenschaften wie
etwa der Ökologie, der Molekularbiologie oder der Mikrobiologie suggerieren in verstärktem
Maße, dass ältere Ideen von ökologischen Gefügen als eine Art Überorganismen keineswegs
ins Reich der Esoterik zu verweisen sind. Moderne wissenschaftliche Befunde zeigen, dass
praktisch jegliche Mehrzeller ein kleines Teilökosystem für sich darstellen; es wird u.a. von
Pflanzen oder Tieren als Holobionten gesprochen, die wesentlich auch durch ihr Mikrobiom
funktionieren.
5. Diese Gesamtheit der Mikroorganismen auf, an und in Vielzellern greift stärker in die
Physiologie ein, als man sich dies bis vor kurzem überhaupt vorstellen konnte. Es zeigt sich,
dass damit auch das Ausmaß der Integriertheit in Ökosystemen und damit die Zahl,
Komplexität und Relevanz der Wechselwirkungen eklatant unterschätzt wurden. Im Sinne
der evolutiv begünstigten Effizienz vermitteln Kommunikation, Symbiosen und Kooperation
emergente Eigenschaften des Gesamtsystems, die dasselbe rückkoppelnd unterstützen. Im
Kontext der aktuellen physikalisch-energetischen und systemökologischen Kenntnisse
kommt auch der Biodiversität eine überragende Bedeutung zu. Die Vielfalt des Lebens ist
eben keine luxuriös ausschweifende Variation der Organismen, sondern eine wesentliche
Grundlage der Funktionstüchtigkeit von Ökosystemen.
6. Bis heute wird Biodiversität von vielen im Wesentlichen als Artenvielfalt verstanden. Dies
kann leicht zu irrigen Annahmen und Zielvorstellungen führen, wenn es scheinbar darum
geht, die Zahl von Arten an einem Ort zu maximieren.
7. Vielmehr ist die wohl wichtigste und gleichzeitig am wenigsten verstandene - Dimension
der Biodiversität die (weniger gut beobachtbare) Vielfalt der Interaktionen und ökologischen
Prozesse. Diese beruhen weniger auf der Zahl der Arten in einem System als vielmehr
darauf, dass diese Arten funktional in Beziehung miteinander treten können.
Zur Frage der Klimaresilienz: Zurück in eine völlig unvorhersehbare Zukunft?
8. Die popularisierte Beschäftigung mit dem Klimawandel und seiner Wirkungen auf
Organismen bzw. Ökosysteme führt zuweilen zu einem Mangel an sprachlicher und
konzeptioneller Präzision. Wenn etwa von klimatoleranten Baumarten gesprochen wird, ist
6
dies naturwissenschaftlich problematisch, da ja alle Arten ‚ein Klima vertragen‘, nämlich
einen mehr oder weniger langfristigen Durchschnitt von Witterungen bzw. Wetter. Vielmehr
haben sich alle Organismen ja an ein gewisses Klima angepasst, was dann Klimawandel
potenziell problematisch macht v.a., wenn er sehr schnell abläuft. Daraus ergibt sich
allerdings nicht allein semantisches bzw. sprachliches Problem, sondern es wird auch allzu
leicht ein falsches Verständnis von ökologischen Systemen bzw. auch vom Klimawandel
entwickelt.
9. Selbst das Wort ‚klimawandeltolerant‘ ist nichtssagend, wenn nicht klar ist, auf welchen
Zeitraum und welche Form und Geschwindigkeit von Klimawandel es sich bezieht. Selbst
wenn der Zeitraum eingegrenzt würde und z.B. nach Baumarten gesucht würde, die bis zum
Ende des Jahrhunderts den Klimawandel tolerieren sollen (ein angesichts typischer
Lebensalter von Baumarten im Grunde eher recht kurzer Zeitraum), bleibt völlig unklar,
welche Eigenschaften diese Bäume haben müssten. Denn es ist aktuell unmöglich
vorherzusagen, welche Klimabedingungen in wenigen Jahrzehnten vorherrschen werden
und noch unmöglicher, was diese klimatischen Verhältnisse für Organismen bedeuten.
10. Dies ist eine unbefriedigende und vor allem gefährliche Situation, die aber genau die
Herausforderung beschreibt, der die Menschheit aktuell nicht hinreichend ins Auge sieht.
Viele Akteure konnten sich vor 10-15 Jahren nicht vorstellen, dass Szenarien, die damals
durchaus beschrieben und diskutiert wurden (z.B. massives Absterben von Bäumen
bestimmter Arten) überhaupt eintreten könnten. Selbst vor 3 Jahren im Hitzesommer 2018
- lagen diverse Waldbesitzer*innen und Entscheidungsträger*innen bezüglich der kurzfristig
möglichen Auswirkungen von Hitze und Dürre auf den Wald noch völlig falsch.
11. Tatsächlich ist auch der Begriff der ‚Klimaresilienz‘ überaus unscharf bzw. sogar
unzutreffend. Viele Ideen zur Klimawandelanpassung implizieren, dass sich das Klima von
einem Zustand in einen anderen wandelt. In der forstlichen Klimawandelforschung wird seit
langem viel mit Karten der projizierten zukünftigen Verbreitung von Baumarten gearbeitet.
Wenngleich sie auf vielerlei zu stark vereinfachenden Annahmen beruhen, entfalten sie eine
starke Suggestionskraft, die zu falschen Vorstellungen führen kann. Zudem beziehen sich die
Karten immer auf einen bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft, so dass vermeintlich ein ‚Ziel-
bzw. Endklima‘ abgebildet wird, auf das man sich (und den Wald) einstellen solle.
Entsprechend bedeutet für manche Akteure Klimawandelanpassung zumindest implizit, dass
ein vermeintliches zukünftiges Klima antizipiert werden soll, für das dann passende
Organismen gesucht werden, die die ‚neuen Ökosysteme‘ bilden sollen. Leider spricht
derzeitig keinerlei Evidenz für die Stichhaltigkeit solcher Ideen.
12. Längst ist klar, dass sich zwar die (gedachten) Linien gleicher Temperatur (Isothermen) auf
der Landkarte polwärts verschieben, aber dass keinesfalls die Klimazonen wandern. Nicht
allein in den Tropen, sondern auch in unseren gemäßigten Breiten ist davon auszugehen,
dass ein völlig neuartiges Klima entsteht welches ja nicht nur von
Durchschnittstemperaturen geprägt ist, sondern auch von veränderter und ggf. stärker
variierender Saisonalität, veränderten Extremereignissen wie Starkregen, besonders
seltenen, aber späten Frösten oder außergewöhnlichen Kaltluft- und Heißlufteinbrüchen.
13. Das Klimasystem ist komplex und entzieht sich durch dynamisch neu auftretende
Wechselwirkungen und Rückkopplungen einer verlässlichen Modellierung. Tatsächlich
wurden diverse im Rahmen der globalen Erwärmung auftretenden Phänomene erheblich
unterschätzt. Interessante Beispiele für neu auftretende Treiber sind etwa Einflüsse der
7
Erwärmung des arktischen Meeres auf den Jetstream, dessen Veränderung neue
Wetterlagen generiert, oder die Rückkopplungen, die sich aus Vegetationsreaktionen wie
Baumsterben und Waldbrände ergeben. Auch die besten Klimamodelle scheitern weiterhin
daran, auch nur kurzfristig zukünftige Niederschlagsverhältnisse einigermaßen verlässlich zu
projizieren. Es wird vermutet, dass dies u.a. an Wechselwirkungen des Klimas mit der
Vegetation liegen.
14. Allerdings ist das Klimasystem an sich im Vergleich viel weniger komplex als die Ökosysteme,
in denen eine um Größenordnungen höhere Zahl von Komponenten aufeinander und die
sich dynamisch verändernden Rahmenbedingungen reagieren. Der anthropogene
Klimawandel ist ein aktuell sehr rasch anschwellender Stressor, der nicht allein auf einzelne
Arten wirkt schon gar nicht nur auf Bäume. Er wirkt simultan auf grundlegende
Rahmenbedingungen und Ressourcen wie etwa die Wasserverfügbarkeit, aber gleichzeitig
auch auf physiologisch relevante Extremtemperaturen oder die Veränderung von komplexen
‚raumzeitlichen‘ Gefügen zwischen Organismen.
15. Dies bedeutet die für exakt arbeitende Wissenschaftler verstörende Folgewirkung, dass
Ökosysteme inhärent unbestimmt sind ihre Zukunft kann nicht vorhergesagt werden.
Entsprechend unzuverlässig sind etwa Modellierungen zur zukünftigen Verbreitung von
Baumarten. Zwar kann man eine Vielzahl von klimatischen Parametern in Modelle
einspeisen und mit der aktuellen Verbreitung von Arten abgleichen doch das Ergebnis wird
nur widerspiegeln, wie Arten unter Berücksichtigung von vielerlei Annahmen reagieren
könnten. Wenn aber nur ein Parameter fehlt - wie etwa ein Jahrtausendhitzeereignis - , und
sich der Verlauf der biologischen und ökologischen Evolution schlagartig ändert, sind die
Modellierungsergebnisse wertlos.
16. Definitiv kann nicht modelliert werden, wie sich konkrete ökologische Prozesse mit dem
Klimawandel an konkreten Orten verändern werden z.B., wie Mykorrhizapilze oder
Trockenheitsresistenz vermittelnde Wurzelbakterien auf einzelne Wetterextreme reagieren
werden, oder unter welchen Bedingungen zwei Krankheitserreger auftreten werden, welche
Baumartenpopulationen kollabieren lassen. Ebensowenig ist modellierbar, wann sich welche
Konsequenzen aus der Kombination von mehreren Witterungsextremen (u.a. warme Winter,
langjährige Niederschlagsdefizite und Rekordextremtemperaturen) mit biologischen
Phänomenen ergeben (u.a. starke Schwächung von Bäumen, während gleichzeitig die
Massenvermehrung von ‚Schädlingen‘ wie Borkenkäfern und Krankheitserregern wie z.B.
Phytophthora-Pilzen erfolgt).
17. Einzelne Extremereignisse (oder perioden) können innerhalb weniger Jahre
jahrhundertealte Wald-Ökosysteme dramatisch verändern. Dieser theoretisch und aus der
Paläoökologie bekannte Sachverhalt bestätigt sich aktuell auf verschiedenen Kontinenten,
wo Kalamitäten wie Dürreperioden, und Feuer zum Kollabieren von alten Baumpopulationen
oder gar zum Biomwechsel führen wenn Wald etwa wie in den südwestlichen USA nach
Feuer nicht nachwächst.
18. Ein anderes Bild, das zuweilen bemüht wird, ist dasjenige von Förstern als Reisebegleitern.
Bäume würden aus anderen Regionen sozusagen als Gäste oder Passagiere auf der
Durchreise nach Deutschland kommen. Diese würde eine Weile bei uns bleiben, dann
weiterziehen und Platz machen für wiederum neue. Dabei wird verkannt, dass sich eben
nicht von Zeit zu Zeit ein neues Klima einstellt, das es jeweils Bäumen erlauben würde, für
einige Jahrzehnte oder gar länger zu wachsen, ehe dann wiederum die nächste noch
8
hitzetolerantere Baumart an die Reihe kommt. Vielmehr ist eben neben einer fortlaufenden
Erwärmung mit einer zunehmenden Klimavolatilität und entsprechenden Extremen zu
rechnen.
Klimawandel-Anpassung als Spiel, in dem sich sowohl die Mitspieler als auch die
Spielregeln fortlaufend verändern
19. Die vorstehenden Betrachtungen sind nicht allein von theoretischer oder rein akademischer
Bedeutung. Vielmehr werfen sie große Fragen auf, die u.a. die Definition, Ziele und
Strategien von Anpassung an den Klimawandel betreffen. Wie sollen Mensch und Natur sich
an den Klimawandel effektiv anpassen, wenn nicht hinreichend verstanden ist, welche
Herausforderungen drohen bzw. sich diese Herausforderungen im Laufe der Zeit ständig
wandeln? Vermutlich ist sogar der Begriff der Klimawandelanpassung völlig ungeeignet, da
er impliziert, dass sich Mensch und Natur auf einen neuen Klimazustand einstellen könnten,
der allerdings mittelfristig gar nicht eintreten wird.
20. Im Grunde ist die Situation vergleichbar mit einer Art taktisch-strategischem Spiel, in dem
sich nicht nur Zahl und Art der Mitspieler ständig und unvorhersehbar verändern, sondern
neue Mitspieler jeweils auch neue Spielregeln in das Spiel einbringen. Zudem können in dem
Spiel gewisse Überraschungsmomente dafür sorgen, dass einzelne Spieler abrupt
ausscheiden, wenn sie gewisse Puffer und Versicherungen aufgebraucht haben.
Deterministisch agierende Spieler, die nach festen, in der Vergangenheit gelernten
Spielregeln vorgehen (Algorithmen: „wenn …, dann …“) bzw. aus der Vergangenheit auf die
Zukunft schließen, müssen dabei scheitern.
21. Es ist unter derartigen ‚Spiel‘-Bedingungen regelrecht kontraproduktiv und gefährlich, sich
ein vermeintlich genaues Bild von der Zukunft zu machen und aus ihm Strategien abzuleiten.
22. Derartiges passiert gerade in Teilen der Forstwirtschaft und der Forstwissenschaften, wenn
sich Akteure der unauflösbaren Unsicherheit und dem entsprechenden Nichtwissen
verschließen und selbstsicher Maßnahmen ergreifen, die auf konkreten Szenarien beruhen
wenn also z.B. ein konkretes zukünftiges Klima vorausgesetzt wird, zu dem dann bestimmte
eingeführte Baumarten aus anderen Regionen passen sollen. So wird aktuell in ganz
Deutschland in Größenordnungen die nordamerikanische Douglasie gepflanzt, die
vermeintlich das zukünftige Klima besser ‚ertragen‘ soll als die nun massiv absterbenden
Fichten. Hierbei werden nicht allein die Unsicherheit und das Nichtwissen bzgl. zukünftiger
Klimaverhältnisse und der Reaktionen der Douglasie ausgeblendet, sondern gleichzeitig auch
erste Befunde, dass Douglasien auch in Europa bereits unter Trockenheit und
Schädlingsbefall leiden. Genauso wird neues Wissen um die Integration von Organismen in
Ökosystemen ignoriert (siehe oben).
Kompetenter Umgang mit Nichtwissen benötigt: Faustregeln statt Patentrezepte
23. Da das Eingestehen der aktuellen übergroßen Unsicherheit von Forstakteuren als
Kapitulationserklärung gedeutet wird, kommt es zu vermeintlich proaktivem Handeln
welches aber in diesem Falle sogar neues Nichtwissen, neue Unsicherheiten und
schlimmstenfalls sogar neue Vulnerabilität generieren kann.
9
24. Aktuell sieht es so aus, dass die globale Erwärmung noch für längere Zeit voranschreiten
wird und zwar in einem Ausmaß, mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit und in solche
Temperaturbereiche hinein, dass die bevorstehende Situation für die heutigen
Ökosysteme als völlig neuartig gelten muss. Die Produktivität ist rückläufig, und die
Bedingungen, die derzeit als extrem empfunden werden, könnten in naher Zukunft das neue
"Normal" darstellen
4
.
25. Klar ist: Nicht allein Forstleute haben keine Erfahrung mit den konkret drohenden
Verhältnissen, sondern auch die Ökosysteme haben sie nicht. Mensch und Ökosysteme
gehen nur jeweils unterschiedlich mit der entsprechenden Herausforderung um. Während
dem menschlichen Ingenieurwesen innewohnt, gewisse Situationen antizipierend nach
Bauplänen, mehr oder weniger einfachen Lösungen oder Patentrezepten also Algorithmen
zu streben, ‚wurstelt‘ sich die unbewusst agierende Natur ‚durch‘. Dabei wird allerdings
nicht nach völliger Beliebigkeit probiert, sondern es gelten evolutionsbedingte Regeln also
Heuristiken die die jeweiligen Systeme bezüglich Effizienz, Resistenz und Resilienz
optimieren.
26. Der mit der Natur wirtschaftende Mensch ist gut beraten, von diesen Prinzipien zu lernen,
nach denen sich die Ökosysteme entwickeln. Entsprechende Faustregeln oder Heuristiken
können strategisches Vorgehen orientieren.
Klimawandel-Resilienz ist Überraschungs-Toleranz und beruht vor allem auf Puffern
27. Die inhärente Unvorhersagbarkeit und der stete Wandel in komplexen Systemen sind schon
immer große Herausforderungen für lebende Systeme gewesen. Was Ökosysteme deshalb
benötigen, ist keineswegs die Fähigkeit, immer wieder in einen früheren Zustand
zurückzukehren oder direkt einen neuartigen, wie auch immer gearteten Zustand
einzunehmen, sondern vielmehr eine bestmögliche ‚Überraschungstoleranz‘ und eine
ausgeprägte Schockresistenz.
28. Es geht also um Resilienz in dem Sinne, dass nach abrupten und überraschenden Störungen
wieder möglichst schnell eine bestmögliche Funktionstüchtigkeit erlangt wird. Idealerweise
bedingt die Auseinandersetzung mit den Störungen und die Notwendigkeit, Funktionen zu
reparieren gleichzeitig eine Anpassung an sich verändernde Rahmenbedingungen. Denn
auch nach gemeisterten Störungen und Krisen wird die Situation nie wieder so sein wie in
der Vergangenheit. In jedem Falle ist besonders relevant, auftretende Störungen
bestmöglich abpuffern zu können und mehrere Optionen vorzuhalten. Tatsächlich folgen
Ökosystemen entsprechenden Strategien, indem zum einen Diversität und Redundanz
‚Sicherheitsnetze‘ bilden, zum anderen Puffer und Selbstregulation ausgebildet werden, was
die potenzielle Verwundbarkeit reduziert.
29. Reife und ungestörte agierende Ökosysteme kennzeichnen sich durch eine ausgeprägte
Regulation von Standortbedingungen wie Mikroklima und Wasserspeicherung sowie den
fortgesetzten Aufbau des eigenen Substrats.
4
Hari, V., Rakovec, O., Markonis, Y., Hanel, M., & Kumar, R. (2020). Increased future occurrences of the exceptional 2018 2019 Central
European drought under global warming. Scientific Reports, 10(12207).
Scharnweber, T., Smiljanic, M., Cruz-García, R., Manthey, M., & Wilmking, M. (2020). Tree growth at the end of the 21st century - the
extreme years 2018/19 as template for future growth conditions. Environmental Research Letters, 15.
10
30. Wesentlich ist eine steigende thermodynamische Effizienz in dem Sinne, dass immer mehr
Energie vom System aufgenommen und für längere Zeit im System verbleiben und für
intensivere physikalische Arbeit genutzt werden kann. Zentrale Zielfunktion und Ergebnis der
Ökosystemaktivität sind dabei die effektive Kühlung, weil der Energieverlust durch
Wärmeproduktion im System reduziert wird. Dies ist theoretisch untermauert und empirisch
nachgewiesen. Alte Wälder haben eine größere mikroklimatische Kühlungs- und
Pufferungskapazität
5
.
Mutmaßlich illegale Waldverschlechterung und Vermehrung von Risiken durch aktuelles
forstliches Handeln
31. Im Rahmen der aktuellen Waldkrise kommt es auf etlichen Hunderttausenden Hektar zum
massiven Absterben von Bäumen; bei überdurchschnittlich warmer und trockener Witterung
dürfte sich das Problem weiterhin verschärfen. Die im Rahmen des Maßnahmenprogramms
der Bundesregierung vorgesehenen und auch in diversen Bundesländern bereits
umgesetzten Strategien im Umgang mit den geschädigten Flächen bedeuten eine
umfassende und zum guten Teil irreversible ökologische Veränderung sehr großer
Waldflächen in Deutschland.
32. Die aktuellen Aktivitäten in den Wäldern, die auch im Zuge staatlicher Förderprogramme
eine erhebliche Unterstützung erfahren, gehen in erheblichem Maße über die bislang
übliche und gesetzlich geregelte Waldbewirtschaftung hinaus, ohne dass eine irgendwie
geartete und angemessen dokumentierte Abschätzung der Folgen und Risiken für
Waldökosysteme, die Biodiversität in Deutschland und die gesamte Umwelt durchgeführt
worden wäre. Es besteht Anlass zur Befürchtung, dass die forstlichen Maßnahmen auf den
geschädigten Flächen ganze Landschaftsökosysteme, die Biodiversität und der Naturhaushalt
nachhaltig beeinträchtigen. Ihre Umsetzung erfolgt ohne angemessene Berücksichtigung von
wissenschaftlicher Evidenz und trotz deutlich vorgebrachter und fachlich begründeter Kritik
v.a. an den großflächigen Räumungskahlhieben und Pflanzungen. Zu den vielfältigen und
komplexen Schäden, die sich aus Befahrung von Waldböden, Kahlschlägen bzw.
Räumungshieben ergeben, liegt eine Vielzahl von internationalen Studien vor, die
offensichtlich ignoriert werden. (vgl. Abb. 1; Anhang 1).
33. In verschiedenen Fällen sind bereits Juristen und politische Entscheidungsträger*innen mit
der aktuellen Waldbehandlung befasst. In Nordrhein-Westfalen war kürzlich ein Kahlschlag
in einem Buchenwald Gegenstand einer parlamentarischen Anfrage
6
.
34. In einem Positionspapier der AG Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität
Koblenz-Landau wird festgestellt, dass im Rahmen jüngster Kahlschläge in Rheinland-Pfalz
5
Vgl. u.a.: Frey, S. J. K., Hadley, A. S., Johnson, S. L., Schulze, M., Jones, J. A., & Betts, M. G. (2016). Spatial models reveal the microclimatic
buffering capacity of old-growth forests. Science Advances, 2(4), e1501392.
Norris, C., Hobson, P., & Ibisch, P. L. (2012). Microclimate and vegetation function as indicators of forest thermodynamic efficiency. Journal
of Applied Ecology, 49(3), 562570.
Thom, D., Sommerfeld, A., Sebald, J., Hagge, J., Müller, J., & Seidl, R. (2020). Effects of disturbance patterns and deadwood on the
microclimate in European beech forests. Agricultural and Forest Meteorology, 291(108066).
Zellweger, F., De Frenne, P., Lenoir, J., Vangansbeke, P., Bernhardt-Römermann, M., Baeten, L., … Coomes, D. (2020). Forest microclimate
dynamics drive plant responses to warming. Science, 368, 772775.
6
Vgl. Antwort der Landesregierung auf die Kleine Anfrage 4295 vom 8. September 2020 der Abgeordneten Norwich Rüße und Johannes
Remmel BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN Drucksache 17/10920, LANDTAG NORDRHEIN-WESTFALEN 17. Wahlperiode Drucksache 17/11270
05.10.2020
11
und Nordrhein-Westfalen empfindliche Lebensräume und bedrohte Arten gestört oder gar
lokal ausgelöscht wurden; dabei sind auch FFH-Gebiete betroffen, in denen offenbar keine
entsprechenden Umweltverträglichkleitsprüfungen bzw. Risikoabschätzungen umgesetzt
wurden
7
.
Abb. 1: Aktuell führen Kahlschläge im gesamten Bundesgebiet zu erheblichen ökologischen Schäden.
35. Wälder können regelrecht ‚heißgeschlagen‘ werden (vgl. Abb. 4). Im Falle einer starken
forstlichen Nutzung in einem europäischen Schutzgebiet zum Schutz von Buchenwäldern
(gemäß FFH-Richtlinie/ Natura 2000), die anscheinend zum Absterben von freigestellten
Buchen und zur Aufheizung der Landschaft um die Heiligen Hallen (der älteste Buchenwald
Deutschlands im Naturpark Feldberger Seenlandschaft, Mecklenburg-Vorpommern)
beigetragen hat, kommt ein Rechtsgutachten
8
zum Ergebnis, dass der Tatbestand der
Verschlechterung plausibel erscheint.
36. Es handelt sich um ein mittlerweile weithin beobachtbares Phänomen, dass Bäume in stark
aufgelichteten Wäldern besonders stark unter Hitze und Dürre leiden. Die entsprechenden
Behandlungen erfolgen auch auf Grundlage von waldbaulichen Empfehlungen, da
freigestellte Bäume vermeintlich der Konkurrenz entbunden einen verbesserten Zugang zu
Wasser haben sollen. Leider wird hierbei außer Acht gelassen, dass diese Praxis in extrem
heißen und trockenen nicht genauso zu beurteilen ist wie in kühleren und regenreicheren
7
Fischer, E., B. Leh & D. Killmann (2020): Waldentwicklung und Waldökologie in Rheinland-Pfalz und dem südlichen Nordrhein-Westfalen
Positionspapier der AG Botanik und Biodiversitätsforschung vom 17.11.2020; Schlussfolgerung im Dokument: “Im Hinblick auf den
Klimawandel ist es jetzt dringend notwendig, die Forstwirtschaft in Deutschland grundlegend zu reformieren. Nur mit einem Umdenken in
Richtung auf Erhaltung und naturnahe Bewirtschaftung von Wäldern lässt sich der negative Effekt der Klimaerwärmung aufhalten. Dies
wird sich positiv sowohl auf die CO2-Bilanz als auch auf die Erhaltung der reichhaltigen, teilweise noch unbekannten Biodiversität dieser
Lebensräume auswirken.” (https://www.researchgate.net/publication/345983247_Waldentwicklung_und_Waldokologie_in_Rheinland-
Pfalz_und_dem_sudlichen_Nordrhein-Westfalen)
8
Ziehm, C. (2020): FFH-Gebiet „Wälder bei Feldberg mit Breitem Luzin und Dolgener See“ mit Naturschutzgebieten „Heilige Hallen“ und
„Feldberger Hütte“ – Zum Erfordernis einer FFH-Verträglichkeitsprüfung und zur (Un)Zulässigkeit weiterer Einschläge in Buchenbestände.
3.11.2020, 26 S. (Aktenzeichen VR38/2020/cz).
12
Perioden. Bislang wird nicht hinreichend beachtet, dass höhere Temperaturen mehrfach
schädlich auf Pflanzen einwirken. Neben Hitzestress und der Verringerung der
Wasserverfügbarkeit durch Austrocknung des Bodens kommt die austrocknende Wirkung
heißer Luft hinzu, wobei der Effekt mit steigender Temperatur nichtlinear zunimmt (vgl. Abb.
2).
37. Studien weisen auf diesen Zusammenhang hin: “Ein oft übersehener Aspekt von hohen
Temperaturextremen ist die Auswirkung von Extremereignissen auf den atmosphärischen
Wasserdampfbedarf. (...) Die Auswirkungen von Temperaturextremen auf die Pflanze
könnten sich aus der kombinierten Wirkung der warmen Lufttemperaturen und des
steigenden atmosphärischen Bedarfs ergeben”
9
(…). Das Problem eines sich verstärkenden
Dampfdruckdefizits könnte zu einem bedeutenden Treiber von Vegetationsdynamik werden;
das Dampfdruckdefizit - welches die austrocknende Wirkung von Luft beschreibt wurde
bereits mit erhöhter Mortalität von großen Bäumen in Waldökosystemen in Verbindung
gebracht (Breshears et al., 2013; Williams et al., 2013). Erstaunlicherweise galt dem
Phänomen lange Zeit eine geringere Aufmerksamkeit als den direkten Temperaturwirkungen
oder dem Rückgang von Niederschlägen (Grossiord et al., 2020)
10
(vgl. Abb. 3).
Abb. 2: Exponentieller Anstieg des Sättigungsdampfdrucks mit der Temperatur. Die Verdunstung und
auch die austrocknende Wirkung von Luft steigen nichtlinear mit der Temperatur an
11
.
9
Hatfield, J.L., Prueger, J.H. (2015): Temperature extremes: Effect on plant growth and development. Weather and Climate Extremes,
USDA Research and Programs on Extreme Events 10, 410.
10
Absatz leicht verändert aus Gohr, C., J.S. Blumröder & P.L. Ibisch (2020): Thermische Wirkungen von Waldökosystemen und Autobahnen
unter den Bedingungen des Klimawandels Beurteilung der mikro- und mesoklimatischen Effekte des geplanten Baus des
Autobahnabschnittes der A49 auf den Dannenröder Forst, Hessen. Greenpeace, Hamburg.
Im Absatz zitierte Literatur:
Breshears, D.D., Adams, H.D., Eamus, D., McDowell, N., Law, D.J., Will, R.E., Williams, A.P., Zou, C.B. (2013): The critical amplifying role of
increasing atmospheric moisture demand on tree mortality and associated regional die-off. Front. Plant Sci. 4.
https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00266
Grossiord, C., Buckley, T.N., Cernusak, L.A., Novick, K.A., Poulter, B., Siegwolf, R.T.W., Sperry, J.S., McDowell, N.G. (2020): Plant responses
to rising vapor pressure deficit. New Phytologist 226, 15501566.
Williams, A.P., Allen, C.D., Macalady, A.K., Griffin, D., Woodhouse, C.A., Meko, D.M., Swetnam, T.W., Rauscher, S.A., Seager, R., Grissino-
Mayer, H.D., Dean, J.S., Cook, E.R., Gangodagamage, C., Cai, M., McDowell, N.G. (2013): Temperature as a potent driver of regional forest
drought stress and tree mortality. Nature Clim Change 3, 292297.
11
Aus Hatfield, J.L., Prueger, J.H. (2015): Temperature extremes: Effect on plant growth and development. Weather and Climate Extremes,
USDA Research and Programs on Extreme Events 10, 410.
13
Abb. 3: Vereinfachtes konzeptionelles Modell von Klimawandelwirkungen im Wald. Hitze, trockene Luft und
ausgetrocknete Böden schwächen Bäume als exponierte Organismen in mehrfacher Hinsicht. Die Wirkungen
fallen je nach Baumarten, Standortbedingungen und Ökosystemzustand differenziert aus. Stärkere Eingriffe in
das (geschädigte) Ökosystem verstärken Hitze und Dürre (eigene Darstellung).
Abb. 4: Ausgewählte Buchenwälder, in denen die durch starke Auflichtung in Extremjahren verursachte
Erwärmung und Austrocknung die verbliebenen Bäume schwächen bzw. absterben lassen (links: Brandenburg,
Anfang September 2020; rechts: Rheinland-Pfalz, August 2020) (Fotos: P. Ibisch).
14
Wie viel Kühlung können und wollen wir der klimawandelgetriebenen Erhitzung
entgegensetzen?
38. Mithilfe von Satellitenbilddaten [vgl. Abb. 5-7] kann die kühlende Wirkung von Waldflächen
(…) quantifiziert werden. Die Temperaturunterschiede sind vor allem an den heißesten
Tagen des Jahres besonders ausgeprägt: Der Temperaturunterschied der durchschnittlichen
Oberflächentemperaturen zwischen den kühlsten und bewaldeten Bereichen sowie den
wärmsten urbanen Gebieten [in einem Gebiet in Nordhessen] beträgt an diesen heißesten
Tagen über 10 °C. Eine dichte und geschlossene bzw. vitale Vegetation vor allem von
größeren Waldflächen wirkt sich deutlich kühlend auf die Oberflächentemperaturen aus.
Vitalität und Kühlung von Vegetation beeinflussen sich wechselseitig. In Zeiträumen, in
denen die Landschaft durch eine Vegetation mit geringer Vitalität geprägt ist (), fallen die
Oberflächentemperaturen höher aus als in Jahren mit vergleichsweise hohen
Vitalitätswerten der Vegetation.
12
39. Die mit Hilfe von Satellitendaten quantifizierbaren ‘Hitzeinsel’-Effekte von Städten und die
kühlenden Effekte von Vegetation sind schon eine geraume Weile bekannt. Im
Zusammenhang der Bemühungen zur Anpassung an den Klimawandel wird v.a. von
Städteplanern diskutiert, wie sich durch Bepflanzung Hitze und Trockenheit mäßigen lassen.
Bislang wird allerdings noch nicht genügend diskutiert, was die entsprechenden Phänomene
für das Ökosystemmanagement und die Waldbewirtschaftung bedeuten. Die Daten zur
Landschaftstemperatur verdeutlichen, dass die Förderung von Wald ein erhebliches
Potenzial bieten könnten, Extremtemperaturen zu dämpfen.
40. Die vergleichweise heißen Flächen mit entsprechenden sich erwärmenden und
aufsteigenden Luftmassen mit großer Kapazität, Feuchtigkeit aufzunehmen
(Advektionseffekte), tragen erheblich zur Landschaftsaustrocknung bei. Zudem wird
überdeutlich, dass die Oberflächentemperaturen (an heißen Tagen) einen sehr guten
Indikator für weitere Aspekte der Ökosystemqualität darstellen: Heiße Flächen sind in der
Regel sehr naturfern und häufig versiegelt. Entsprechend sind es meist Flächen, auf denen
kein Wasser aufgefangen und zurückgehalten werden kann. Gleichzeitig handelt es sich um
vegetationsarme und meist biologisch weniger vielfältige Gebiete.
41. Waldgebiete verdunsten zwar auch große Mengen Wasser, aber dafür gibt es eine Reihe von
Mechanismen, die der Austrocknung entgegenwirken. Dazu zählt der hydraulischen Auftrieb
(‘es gibt vielfältige, jedoch übereinstimmende Belege dafür, dass tiefe Wurzeln auf
verschiedenen Ebenen von der Rhizosphäre bis zu ganzen Einzugsgebieten eine wichtige
Rolle bei der Wasseraufnahme der Pflanzen, der Verfügbarkeit von Bodenwasser und dem
Wasserkreislauf spielen’
13
). Zudem scheinen Waldgebiete Bewölkung und Niederschläge
günstig zu beeinflussen. Die Beschaffenheit des Waldes beeinflusst neben der Kühlung auch
den Landschaftswasserhaushalt. Laubwälder sind für die Versickerung und Speicherung von
Wasser günstiger.
12
Absatz aus Gohr, C., J.S. Blumröder & P.L. Ibisch (2020): Thermische Wirkungen von Waldökosystemen und Autobahnen unter den
Bedingungen des Klimawandels Beurteilung der mikro- und mesoklimatischen Effekte des geplanten Baus des Autobahnabschnittes der
A49 auf den Dannenröder Forst, Hessen. Greenpeace, Hamburg.
13
Zitat Zapater, M., Hossann, C., Bréda, N., Bréchet, C., Bonal, D., and Granier, A. (2011): Evidence of hydraulic lift in a young beech and
oak mixed forest using 18O soil water labelling. Trees 25, 885894. (übersetzt aus dem Englischen). Vgl. Bengough, A. G. (2012). Water
dynamics of the root zone: rhizosphere biophysics and its control on soil hydrology. Vadose Zone J. 11. doi: 10.2136/vzj2011.0111
15
Abb. 5: Satellitenbildbasierte Karte der durchschnittlichen Sommer-Oberflächentemperatur (mittags) der
Landschaft um Bernau bei Berlin. Temperaturunterschiede als Abweichung von der mittleren Temperatur des
Untersuchungsgebiets dargestellt (maximale Differenz bis 16°C). Die überdurchschnittlich kühlen Räume sind
neben Gewässern sämtlich Wälder, Gehölze und Park- bzw. Grünflächen. Größere und biomassereichere
Wälder weisen kühlere Temperaturen auf. Zu den heißesten Flächen gehören z.B. Autobahnen (siehe am
unteren Bildrand: Berliner Ring/ Barnimer Kreuz, großflächig versiegelte und bebaute Flächen, ausgedehnte
Dachflächen, vegetationsloses Offenland oder eine Kiesgrube).
14
14
Aus: Geyer, J., M. Michaelsen, A. Diel, M. Hoffmann, P.L. Ibisch (2020): Strategie zur ökosystembasierten Anpassung an den Klimawandel
in Bernau bei Berlin. Anpassung an den Klimawandel in Bernau mittels ökosystembasierter und partizipativer räumlicher Planung.
Projektabschlussbericht und Dokument zur Verabschiedung durch die Stadtverordnetenversammlung. Projekt Bernau.Pro.Klima (Die
16
Abb. 6: Oberflächentemperaturen der heißesten Tage (≥ 25 °C) von 2002-2020 in einer von einer Autobahn
zerschnittenen Landschaft: Waldbereich zwischen Zell und Ehringshausen, durch den die Autobahn A5 verläuft.
Mittelwert: 26,4 °C; Mittelwert der reinen Autobahnpixel: 28,7 °C. Datengrundlage: Landsat 5,7, 8; LST - Ermida
et al. 2020. Projektion: WGS 84. Auflösung: 30 m.
15
Abb. 7: Waldbereich zwischen Zell und Ehringshausen, durch den die Autobahn A5 verläuft. Situation am 25.
Juli 2019, Google Earth. Der Vergleich mit dem Bild in Abb. 6 zeigt, dass unterschiedliche ausgestattete
Waldflächen differenzierte Oberflächentemperaturen aufweisen. (Bei der Interpretation ist relevant, dass Abb.
6 einen langjährigen Durchschnitt zeigt).
Anpassungsstrategie entstand im Rahmen des Projektes „Kommune im Dialog – Anpassung an den Klimawandel in Bernau mittels
ökosystembasierter und partizipativer räumlicher Planung“ (Bernau.Pro.Klima) gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit im Rahmen des Förderprogramms „Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel".
Förderkennzeichen 67DAS125).
15
Aus Gohr, C., J.S. Blumröder & P.L. Ibisch (2020): Thermische Wirkungen von Waldökosystemen und Autobahnen unter den
Bedingungen des Klimawandels Beurteilung der mikro- und mesoklimatischen Effekte des geplanten Baus des Autobahnabschnittes der
A49 auf den Dannenröder Forst, Hessen. Greenpeace, Hamburg.
17
Waldbewirtschaftung als Teil eines ganzheitlichen Landschaftsökosystemmanagements
42.
16
Der Klimawandel verdeutlicht, dass unterschiedliche Elemente der Landschaftsökosysteme
Wälder und Forsten, landwirtschaftliche Flächen, Wasser, Siedlungen und industriell
genutzte Flächen nicht voneinander isoliert betrachtet werden bzw. so beplant und
genutzt werden dürfen, als wären sie voneinander unabhängig. Vielmehr muss die
Landschaft in dem Sinne begriffen werden, welche ihrer Elemente für Input, Speicherung
und Output von Energie, Wasser und Nährstoffen verantwortlich sind. Dabei geht es auch
darum, welche Nutzungsformen in welchen Teilsystemen ungünstig für andere sind, wie die
Anteile der Ökosysteme und ihrer Ökosystemleistungen in der Landschaft ausgewogen
erhalten bzw. gefördert werden können. Eine ökosystembasierte
Klimawandelanpassungsstrategie müsste eine entsprechende Integration leisten.
43. Eine nationale Klimawandel-Wald-Land-Strategie muss u.a. Maßnahmen entwerfen, die
Wälder als öko-thermohydrologische Schlüsselsysteme fördern.
a. Im Offenland sind etwa eine ökologische Intensivierung und der Rückbau von
Entwässerungssystemen selbstverständlich auch aus der Perspektive des Waldes
überaus dringlich. Mehr Biomasse und entsprechende ökologische Strukturen können
und müssen den Wald unterstützen; hier geht es um Hecken, Gehölzkorridore und
gestufte Waldränder. Eine strategische Waldmehrung ist in gehölzarmen Regionen zu
betreiben.
b. In naturnahen und vor allem älteren Laubmischwäldern muss ab sofort ein
Einschlagsmoratorium verhängt werden. Dies muss gelten, bis klarer wird, wie die
Wälder auf die aktuelle Periode von Extremwitterungen reagieren und wie v.a.
unterschiedliche Bewirtschaftungsweisen die Waldvulnerabilität erhöhen. Mittelfristig
ist ein Maßnahmenpaket zur Förderung der Waldfunktionalität umzusetzen. Hierzu
gehört die erhebliche Ausweitung von Flächen ohne Holznutzung, der Rückbau von
Drainagen, die Arrondierung von empfindlichen Wäldern, der Rückbau von Wegen und
das Aufgeben von Rückegassen, die aktive Waldrandgestaltung, das totale Verbot von
Kahl- und Schirmschlägen jeglicher Größe und die Anpassung der waldbaulichen
Konzepte mit dem Ziel, den Vorratsaufbau und die Kühlungs- und Pufferungskapazität zu
stärken.
c. In den Nadelbaumforsten muss kurzfristig ein totales Verbot des Kahlschlags jeglicher
Größe gelten. Ein angemessenes und professionelles Wildtiermanagement ist
umzusetzen. Grundsätzlich sind Naturverjüngung und Selbstorganisation mehr Zeit und
Raum zu geben. Dies bedeutet allerdings nicht, dass man die Bestände lässt wie sie sind.
Es geht um ein behutsames Öffnen des Kronendachs und gleichzeitig auch das Erproben
kreativer und innovativer Ansätze zur Förderung der Waldentwicklung. Saat muss vor
Pflanzung priorisiert werden. Künstliche Totholzanreicherung kann als Investition in
regulierende Ökosystemleistungen, Bodenbildung und Strukturreichtum betrieben
werden. Erfahrungen mit Feuer unterschiedlicher Intensität in Kiefernforsten sowie
internationale Erkenntnisse legen zudem nahe, dass kontrolliertes lokales Brennen die
16
Abschnitte 42.-43. Verändert aus Ibisch, P.L. & J.S. Blumröder (2020): Waldentwicklung und Ökosystemleistungen im Klimawandel:
aktuelle waldökologische Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus Brandenburg. Empfehlungen für einen strategischen und
ökosystembasierten Umgang mit der Waldkrise. Vorgelegt anlässlich der Brandenburger Waldkonferenz 2020, Götz/ Groß Kreutz, 26.
Oktober 2020.
18
Förderung der Naturverjüngung mit Pionierlaubbaumarten fördern und entscheidende
Impulse für die Waldentwicklung geben kann. Auch in Nadelholzforsten muss der Boden
viel intensiver geschützt werden. Hier geht es dringend um die Vergrößerung der
Rückegassenabstände sowie das Unterlassen großflächiger Bodenmanipulationen.
d. Für den Umgang mit Flächen, auf denen Kalamitäten aufgetreten sind, sich verstärken
oder auftreten werden, müssen dringend für alle Besitzarten verbindliche
Behandlungsrichtlinien verabschiedet werden. Kurzfristig ist ein Verbot des Kahlschlags
und der flächigen Befahrung sowie der Bodenbehandlung zu erlassen. Angemessene
Mengen von Totholz sind auf den Flächen zu belassen und als Investition in regulierende
Ökosystemleistungen zu begreifen. Zudem muss die Unterdrückung der
Naturverjüngung mit Pionierbaumarten verboten werden. Grundsätzlich sind Prozessen
der Selbstheilung und Naturverjüngung Zeit und Raum zu geben. Auch hier muss zudem
Saat vor Pflanzung priorisiert werden, um die Entwicklung von angepassten und
strukturreichen Waldökosystemen zu fördern. Die Anlage neuer Monokulturen
jedweder Art ist zu verbieten.
Waldumbau, Waldentwicklung und adaptives Management
44. Anstelle eines übermäßigen Fokus der aktuellen Forst-Klimwandel-Diskussion auf den
Austausch von Baumarten erscheint es angesichts der vorstehend erläuterten Befunde
dringend geboten, Wald und Landschaft so zu steuern, dass Kühlung und Wasserrückhaltung
zur verbesserten Regeneration und Entwicklung von Wäldern beitragen. Es existieren nach
wie vor Freiheitsgrade für die Waldentwicklung mit den in naturnahen Ökosystemen
vorhandenen Arten.
45. Vor allem in homogenen Nadelforsten ist wiederholt gezeigt worden, das ein effektives
Schalenwildmanagement kurzfristig einen Beitrag zur naturnahen Waldentwicklung leisten
kann. Außerdem erhöhen Struktur- und v.a. Totholzreichtum die Überlebenschancen für die
Naturverjüngung.
46. Auf unterschiedlichsten Kalamitätsflächen in Deutschland zeigt sich nach wie vor ein gutes
natürliches Regenerationspotenzial. Dabei wird regelmäßig deutlich, wie sehr die jungen
Bäume von schützenden Totholzstrukturen (stehende und liegende abgestorbene Bäume)
profitieren.
47. Die mikroklimatische Regulation u.a. Kühlung, Pufferung, Hemmung der Verdunstung
trug auf einer ehemaligen Waldbrandfläche in Brandenburg (Treuenbrietzen) zu einer
überaus erfolgreichen Regeneration bei. Auf von verbrannten Bäumen geschützten
Untersuchungsflächen hatten sich bereits nach einer Vegetationsperiode deutlich mehr als
50.000 neue Individuen pro Hektar von 7 Baumarten spontan eingestellt. V.a. die flächigen
Bestände der Zitterpappeln haben innerhalb kürzester Zeit den Boden vor Besonnung und
Erosion geschützt, freigewordene Nährstoffe wieder festgelegt, mit der
Kohlenstoffspeicherung begonnen und Biomasse für Konsumenten bereitgestellt. Nach zwei
Vegetationsperioden sind viele Bäume bis über 2 Meter hoch gewachsen; unter ihnen
entsteht eine zarte Laubstreu, und es keimen weitere Bäume verschiedener Arten. Eine
19
kostenlose Ökosystemleistung: Die Sanierung von bewirtschaftungsbedingten Schäden und
der effektive Neustart von Bodenbildung und Waldentwicklung.
17
Natürliche Erholung von Waldbrandflächen in Treuenbrietzen, Brandenburg. Bereits nach zwei
Vegetationsperioden stellt sich eine große Zahl von jungen Bäumen von bis zu einem halben Dutzend Arten
ein. Die Laubpionierbäume senken das erneute Feuerrisiko; das Belassen von verbrannten bzw.
abgestorbenen Kiefern trug führte zur Senkung der Höchsttemperaturen auf den Flächen und begünstigt
die nachwachsenden Bäume (Foto: P. Ibisch).
48.
18
Statt in einem Strategieprozess präskriptiv erwartete Ergebnisse genau festzulegen, ist
eine neue Offenheit dafür erforderlich, was die Wälder werden leisten können. Adaptives
Management bedeutet eine regelmäßige Überprüfung aller Strategien und Taktiken, ohne
dass deshalb das Handeln einer Beliebigkeit anheimfallen darf. Jenseits der Holzproduktion
müssen auch die ökologischen Prozesse und Leistungen wie etwa Kühlung und
Wasserrückhaltung sowie die Resistenz und Resilienz von Wäldern quantifiziert werden. Auf
Grundlage eines wirkungsorientierten Monitoring- und Evaluierungssystems (M&E) darf und
muss experimentiert werden, aber Fehler müssen erkannt, analysiert und beseitigt werden.
17
Erste Ergebnisse aus Projekten CleverForst bzw. Pyrophob; Absatz leicht verändert aus Ibisch, P.L. & J.S. Blumröder (2020):
Waldentwicklung und Ökosystemleistungen im Klimawandel: aktuelle waldökologische Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus
Brandenburg. Empfehlungen für einen strategischen und ökosystembasierten Umgang mit der Waldkrise. Vorgelegt anlässlich der
Brandenburger Waldkonferenz 2020, Götz/ Groß Kreutz, 26. Oktober 2020
(https://www.researchgate.net/publication/344891893_Waldentwicklung_und_Okosystemleistungen_im_Klimawandel_aktuelle_waldok
ologische_Ergebnisse_und_Schlussfolgerungen_aus_Brandenburg_Empfehlungen_fur_einen_strategischen_und_okosystembasierten_Um
gang_mit)
18
Abschnitte 47.-48. Aus Ibisch, P.L. & J.S. Blumröder (2020): Waldentwicklung und Ökosystemleistungen im Klimawandel: aktuelle
waldökologische Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus Brandenburg. Empfehlungen für einen strategischen und ökosystembasierten
Umgang mit der Waldkrise. Vorgelegt anlässlich der Brandenburger Waldkonferenz 2020, Götz/ Groß Kreutz, 26. Oktober 2020.
20
Maßnahmen müssen kleinräumiger ausprobiert werden; aber ohne eine angemessene
Dokumentation kann aus Experimenten nicht gelernt werden.
49. Von Inventurdaten und von Beobachtungsflächen muss noch mehr profitiert werden als
bislang. Auch die Waldzustandsberichte müssen zusätzliche Parameter berücksichtigen, um
etwa die Vitalität von Bäumen nicht nur mit der Baumart in Verbindung zu bringen, sondern
auch mit der Größe von Beständen, mit Randeffekten und v.a. auch mit der waldbaulichen
Behandlung. Die Berichterstattung muss im öffentlichen Interesse explizit machen, wie sich
Waldschäden etwa auf Flächen unterschiedlicher Besitzarten darstellen.
Ökonomie der Waldbewirtschaftung: Förderinstrumente zur Unterstützung der
Entwicklung resilienter Wälder und Möglichkeiten für die Entwicklung von
Einkommensmöglichkeiten für Waldbesitzer*innen
50.
19
Die Entwicklung und Nutzung von Wäldern in Zeiten des beschleunigten Klimawandels ist
sehr viel mehr als Forst-Wirtschaft im Sinne einer Fokussierung auf betriebswirtschaftliche
Ziele. Es geht um das behutsame Fördern des Naturpotenzials, damit Wald erhalten bleibt
und möglichst viele Menschen von möglichst denjenigen Ökosystemleistungen profitieren
können, die besonders benötigt werden und zwar auch solchen, die (aktuell) nicht
monetär bewertet werden können, ohne Zweifel aber von Schlüsselbedeutung sind.
51. Die gesamtökonomische Bilanzierung der Waldbewirtschaftung ist auf ein gänzlich neues
Fundament zu stellen. Vor allem muss die Verquickung betriebswirtschaftlicher und
volkswirtschaftlicher Aspekte offengelegt werden. Versteckte oder mutmaßliche Kosten
sowie Subventionen sind genauso zu identifizieren und darzustellen wie alle Quellen von
Schad- und Wertschöpfung einschließlich aller Ökosystemleistungen, die von Wäldern
bereitgestellt werden.
52. Benötigt wird eine ganzheitliche Gemeinwohlbilanzierung des Waldes. Damit einher geht
eine angemessene Kommunikation mit den Bürger*innen über die Waldökosysteme und die
Schaffung von effektiven Möglichkeiten der Bürger*innenbeteiligung.
53. Eine Art Flächenprämie für die pauschale Förderung von Waldflächen unabhängig von ihrer
Beschaffenheit ist kontraproduktiv. Es darf durch Förderung v.a. keine perversen Anreize zur
Ökosystemdegradation wie etwa Kahlschläge und Totholzräumung geben (vgl. Auch Anhang
1).
54. Die aktuelle Regelung der Bundesregierung, dass die Bewilligung der Bundeswaldprämie
20
von Fördergeldern an die Zertifizierung mit ausgewählten Standards (z.B. FSC, PEFC)
geknüpft wird, verzerrt den Wettbewerb und entbehrt einer fachlichen Grundlage, da diese
Siegel keine angemessenen Behandlungsrichtlinien für Kalamitätsflächen umfassen. Auf
zertifizierten Flächen kommt es im Rahmen der Räumung von Kalamitätsflächen aktuell in
Deutschland zu (Groß-)Kahlschlägen. Das erscheint nicht hinnehmbar.
55. Es ist dringend erforderlich, die Quantifizierung und Belohnung von Ökosystemleistungen zu
betreiben, die v.a. Bodenschutz und entwicklung sowie thermohydrologische Leistungen
betreffen. Eine einseitige Konzentration auf Kohlenstoffspeicherung im Holz kann zu einer
19
Abschnitte 49.-52; 54. Verändert aus Ibisch, P.L. & J.S. Blumröder (2020): Waldentwicklung und Ökosystemleistungen im Klimawandel:
aktuelle waldökologische Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus Brandenburg. Empfehlungen für einen strategischen und
ökosystembasierten Umgang mit der Waldkrise. Vorgelegt anlässlich der Brandenburger Waldkonferenz 2020, Götz/ Groß Kreutz, 26.
Oktober 2020.
20
https://www.bundeswaldpraemie.de/fileadmin/waldpraemie/dateien/BMEL_Nachhaltigkeitspraemie_Wald_web.pdf
21
erheblich verzerrten Betrachtung des Waldes und seiner landschaftsökologischen Bedeutung
führen.
56. Aktivitäten zur Waldmehrung sowie die biodiversitätsfreundliche Entwicklung von
Kalamitätsflächen mit Retention von Totholz tragen kurzfristig zur Vermeidung von CO2-
Emissionen und zur Bewahrung bzw. Entwicklung weiterer regulierender
Ökosystemleistungen bei. Es gibt bereits privatwirtschaftliche Initiativen, die sich zum Ziel
gesetzt haben, Besitzer*innen entsprechender Flächen den Zugang zu den entsprechenden
Märkten zu ermöglichen und transparente Zertifikate auszustellen.
Kühlungswirkung von Wäldern fördern: Hitzesteuer und Kühlungsprämie
57. Angesichts der rasch fortschreitenden, vom globalen Klimawandel getriebenen Erwärmung
der Landschaft und der damit einhergehenden katastrophalen Folgen für den
Landschaftswasserhaushalt, den Zustand von Ökosystemen, die landwirtschaftliche
Produktion und die wachsenden Gefahren für die Gesundheit der Bevölkerung bedarf es
dringend der rderung von Strukturen, die Kühlung und Pufferung vermitteln. Gleichzeitig
müssen landschaftserhitzende und verdunstungsfördernde Strukturen bzw. Praktiken
möglichst reduziert oder so verändert werden, dass der erhitzende Effekt geringer ausfällt.
58. Grundsätzlich ist die Reduktion der Erhitzung mit zusätzlichen sozialen und ökologischen
Vorteilen verbunden so begünstigen etwa Entsiegelung von Flächen, Begrünung von
Siedlungsflächen, Dachbegrünung, Pflanzung von Hecken und Gehölzen u.a. auch die
Versickerung bzw. Rückhaltung von Niederschlägen, die Erhaltung von
Frischluftentstehungsgebieten sowie die Entstehung und Stabilisierung von
Kohlenstoffsenken. In der Regel kommt es im Falle der Kühlung durch naturnahe Wälder
auch zu einer Förderung der ökosystemtypischen biologischen Vielfalt.
59. Vitaler und produktiver Wald trägt effektiv zur eigenen mikroklimatischen Regulation und
der Kühlung der Landschaft bei. Nicht nachhaltige Nutzung von Waldflächen etwa durch
Kahlschläge führt wiederum zur Flächenerwärmung.
60. Satellitentechnologie erlaubt eine räumlich und zeitlich gut aufgelöste, kostengünstige
Quantifizierung der Erwärmungs- oder Kühlungswirkung konkreter Flächen (z.B. Abweichung
der Landsat-Oberflächentemperaturen an den heißesten Tagen vom Durchschnitt einer zu
betrachtenden Region; vgl. Abb. 5-6).
61. Eine ‚Hitzesteuer‘ für Flächen, die überdurchschnittlich stark zur Erwärmung der Landschaft
beitragen, könnte einen Anreiz für Maßnahmen bieten, die den Temperatureffekt
eindämmen, sowie Einnahmen für die Förderung von Kühlung generieren. Zu besteuernde
Flächen beträfen etwa großflächige Gebäude/Dächer, versiegelte Verkehrsflächen oder
Tagebaue. Die Steuer ließe sich in Kombination mit objektbezogenen Steuern erheben
(Grundsteuer, KFZ-Steuer).
62. Landnutzung könnte von einer entsprechenden Besteuerung ausgenommen werden, aber
als Empfänger der Förderung hlender Maßnahmen in Frage kommen. Vitale
Waldökosysteme könnten so Einkommen generieren, und auf Kalamitätsflächen ergäben
sich Anreize dafür, auf radikale Flächenbehandlungen zu verzichten.
63. Die Förderung kühlender Wälder könnte mit bestimmten ökologischen Kriterien der
Naturnähe verbunden werden, welche ökologische Zusatzeffekte sicherstellen würden (z.B.
22
Totholzmengen, durchschnittliches Baumalter, Schichtung, Baumarten,
Rückegassenabstand). Zusätzliche Satellitendaten etwa zur Biomasse oder zur
Vegetationsvitalität (NDVI) und der Kronendachstruktur könnten als Proxy-Indikatoren
hinzugezogen werden und damit ggf. mit großem Aufwand verbundenen Erhebungen im
Wald überflüssig machen.
23
Anhang 1
Extrakt aus einer für ClientEarth erarbeiteten Fachdokumentation:
Ökologisch-fachliche Beurteilung des 13-Punkte Plans des
BMEL „Deutschlands Wald im Klimawandel – Eckpunkte
und Maßnahmen“ vom 25.09.2019
Pierre L. Ibisch, Jeanette S. Blumröder, Léa Muller, Stefan Kreft
Centre for Econics and Ecosystem Management an der
Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde
Eberswalde/Berlin 06.04.2020
(…)
Hintergrund
“Nach 2018 hat sich die Situation durch das trocken-heiße Jahr 2019 noch einmal
deutlich verschärft. Mindestens 180.000 Hektar Wald sind abgestorben und mehr als
100 Mio. Kubikmeter Schadholz angefallen. Nimmt man die erwarteten Schäden für
das laufende Jahr 2020 hinzu, geht das BMEL von 160 Mio. Kubikmetern Schadholz
(Erntefestmeter ohne Rinde) und einer Fläche von 245.000 Hektar aus, die
wiederbewaldet werden müssen. Diese Zahlen sind in ihrer Dimension nur schwer
fassbar. Da helfen Vergleiche: Die Schadensfläche von 245.000 Hektar entspricht
fast der Gesamtfläche des Saarlandes. Würde man von den 160 Mio. Kubikmetern
Schadholz einen soliden Steg von 1 m Breite und 40 cm Dicke bauen, so würde er
von der Erde bis zum Mond reichen.”
(Thünen-Institut 2020)
Die Bundesregierung reagierte mit einem nationalen Waldgipfel und dem Vorschlag eines
Maßnahmenprogramms auf die sich seit 2019 verschärft entfaltende Waldkrise:
Die Forstwirtschaft in Deutschland trägt maßgeblich dafür Sorge, dass die Wälder
nachhaltig und multifunktional bewirtschaftet, gepflegt und an den Klimawandel
angepasst werden. Ein naturnaher Waldbau ist vielerorts bereits seit langem die
gängige Praxis. Mit Blick auf das aktuelle, dramatische Ausmaß der Waldschäden
und die sich abzeichnenden langfristigen Folgen des Klimawandels gilt es, diese
24
Bemühungen deutlich zu verstärken. Der Bund wird einen maßgeblichen Beitrag
dazu leisten, die akuten Schäden zu bewältigen, geschädigte Wälder
schnellstmöglich wieder zu bewalden sowie die Wälder in Deutschland in ihrer
Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel insgesamt zu stärken. Darüber hinaus ist
es das Ziel, den Klimaschutz durch Wald, nachhaltige Waldbewirtschaftung und eine
effiziente Holzverwendung weiter auszubauen”.
(Eckpunktepapier, BMEL 2019)
Auf Vorschlag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat der
Planungsausschuss der GAK (Gemeinschaftsaufgabe Agrarstruktur & Küstenschutz)
(PLANAK) bereits am 27. November 2018 einen neuen GAK Fördertatbestand „Förderung
von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im
Wald“ beschlossen (BMEL 2020). Bereits in diesem Rahmen werden die folgenden
Maßnahmen gefördert:
1. Maßnahmen zur bestandes- und bodenschonenden Räumung von
Kalamitätsflächen, einschließlich der Entnahme von Kalamitätshölzern zur
Beseitigung von resultierenden Gefahren.
2. Waldschutzmaßnahmen (Überwachung, Vorbeugung und Bekämpfung von
Schadorganismen mit Lockstoffen und anderen Maßnahmen des integrierten
Pflanzenschutzes; Bekämpfung von Schadorganismen durch Auffinden und
Aufarbeitung von befallenem oder unmittelbar befalls-gefährdetem Holz (z.B.
Sanitärhiebe, Entrinden, Rinde entsorgen, Rücken und Transport von Holz) oder
sonstige Maßnahmen, die die Bruttauglichkeit von Holz, Restholz, Reisig soweit
herabsetzen, dass Gefährdungen von diesem Material nicht mehr ausgehen oder gar
nicht erst entstehen; die Anlage von Holzlagerplätzen (Naß-und Trockenlager) zur
Lagerung der Kalamitätshölzer; Wiederherstellung von infolge von
Starkregenereignissen beschädigten Waldwegen und der dazugehörigen
notwendigen Anlagen (z.B. Durchlässe, Ausweichstellen); Maßnahmen zur
Prävention und Bekämpfung von Waldbränden.
3. Vor-, Nach-und Unterbau sowie Nachbesserung in lückigen oder verlichteten
Beständen, die durch Extremwetterereignisse und deren Folgen entstanden sind,
durch Saat oder Pflanzung sowie Naturverjüngung einschließlich Kulturvorbereitung.
Hierzu gehören auch der Schutz und die Sicherung der Kultur während der ersten
fünf Jahre.
Entsprechende Maßnahmen mit einem Schwerpunkt auf Sanitär- und Räumungshiebe
sowie Wiederaufforstungs- und Pflanzungsmaßnahmen werden derzeitig in allen Regionen
Deutschlands von den diversen öffentlichen und privaten Waldbesitzern durchgeführt.
25
Bewertung des BMEL-Maßnahmenkatalogs
Die im Rahmen des nationalen Waldgipfels im September 2019 vom
Bundeslandwirtschaftsministerium entworfenen und hernach entsprechend verfolgten
Maßnahmen lassen sich in zwei unterschiedliche Kategorien einteilen: Zum einen jene, die
direkt im Wald wirksam werden und Aktivitäten auf konkreten Flächen stimulieren bzw.
unterstützen und zum anderen jene, die eher institutioneller Art sind und etwa die
Unterstützung von Personal, Monitoring oder Forschung zum Ziel haben.
Bezüglich der Eingriffe und Maßnahmen auf Waldflächen ist festzustellen, dass sie allein
angesichts der außergewöhnlichen Umstände des massiven Absterbens von Bäumen und
der entsprechend sehr großen betroffenen Gesamtfläche sich weit jenseits von Praktiken
bewegen, die bislang unter ‘ordnungsgemäßer Forstwirtschaft’ verstanden werden konnten.
Es handelt sich um eine nationale Ausnahmesituation, die in besonderem Maße aber nicht
ausschließlich die in der Vergangenheit angelegten Monokulturen betrifft. Das Absterben
von Bäumen ist teilweise direkt hitze- und dürrebedingt, die starke Schädigung von
Nadelbäumen (aber auch einzelner Laubbaumarten) ist allerdings in großem Umfang
Resultat einer komplexen Krise, an der Witterungsbedingungen, physiologische Reaktionen,
Schadinsekten wie v.a. Borkenkäfer sowie auch Pilzkrankheiten beteiligt sind.
Bislang sind über 2 % der ca. 11,4 Mio. Hektar Waldfläche in Deutschland von den
massiven Absterbephänomenen betroffen. Darüber hinaus ist gemäß der
Waldzustandsberichte der verschiedenen Bundesländer ein hoher Anteil aller Bäume
geschädigt (z.B. 2019: in Brandenburg nur 14 % und in Bayern ca. 25 % der Bäume
augenscheinlich gesund).
21
Da Bäume und Wälder durchaus resistente und vergleichsweise
träge Systeme darstellen, die mit Verzögerung auf Stresssituationen reagieren - dafür aber
auch mehrere Jahre nach Extremsituationen wie etwa einer Dürre eine dauerhafte
Schwächung aufweisen - besteht das realistische Risiko, dass sich die
Schadenssymptomatik erheblich ausbreitet und immer größere Teile der Waldfläche betrifft.
Die konkreten Maßnahmen der Forstwirtschaft, die derzeitig in den meisten Bundesländern
bereits umgesetzt werden, sind in erheblichem Maße reaktiv und zielen darauf ab, die
aktuellen ökonomischen Schäden zu begrenzen, das anfallende “Schadholz” zu beseitigen
und Flächen wiederzubewalden (vgl. Maßnahmen 1 und 3 des Bundesprogramms). Sie
gehen einher mit folgenden Aktivitäten, deren Wirkung und Wirksamkeit zu prüfen sind:
1. Vorbereitung der Flächen und Schaffung des Zugangs durch Anlage bzw.
Verstärkung von Waldwegen und/oder Rückegassen;
2. Befahrung mit schweren Erntemaschinen (z.T. auch abseits der Rückegassen) und
Fällung von geschädigten, geschwächten und/oder toten Bäumen;
3. Räumung des Holzes und entsprechende Anlage von z.T. ausgedehnten Kahlflächen
mit freigelegtem Boden sowie Holzabtransport auf Rückegassen und Waldwegen;
21
Waldzustandsberichte 2019 Brandenburg und Bayern:
http://www.stmelf.bayern.de/mam/cms01/wald/waldschutz/dateien/waldzustandserhebung_2019_web.pdf
sowie https://mluk.brandenburg.de/sixcms/media.php/9/Waldzustandsbericht_2019_Land_Brandenburg.pdf
26
4. Ggf. Bodenbearbeitung im Vorfeld von Pflanzungen (z.T. Bodenverwundungen,
Pflügen, erneute Befahrung, z.T. vollflächig);
5. Pflanzung von Bäumen, zumindest z.T. mit exotischen, ökosystemfremden Arten.
Bemerkenswert ist, dass die genannten Aktivitäten gefördert und auch bereits umgesetzt
werden, ohne jegliche Verträglichkeitsprüfungen und Risikoabschätzungen vorzuschalten.
Allein im Zuge der Räumung des sogenannten Schadholzes werden erhebliche
Schädigungen von Böden und Wasserhaushalt, Mikro- und Lokalklima sowie Biodiversität
einschließlich von Waldartenvielfalt, ökologischen Interaktionen und Prozessen und der
Funktionstüchtigkeit von Ökosystemkomplexen in Kauf genommen. In ihrer Kombination
bergen sie das Potenzial, die Situation für die verbleibenden Waldbestände, die
nachwachsenden Bestände sowie insgesamt auch ausgedehnte Landschaftsökosysteme in
Deutschland zu verschlechtern. Dies legen unzählige wissenschaftliche Studien nahe, die
sich mit Kahlschlägen und der Degradation von Waldböden beschäftigen. Deutschland
gehört zu den wenigen Ländern, die eigentlich explizit von Kahlschlägen abgerückt sind (vgl.
BNatschG §5(3)); nunmehr werden sie im Rahmen von Sanitär- und Räumungshieben
regelmäßig und großflächig durchgeführt.
Die Wechselwirkungen der Beeinträchtigung von Biodiversität, Böden, Wasserhaushalt und
Mikroklima mit drohenden klimawandelbedingten Witterungsextremen werden nicht
beachtet. In Bezug auf etliche Folgeschäden besteht der Verdacht, dass diese in
ausgeprägtem Maße irreversibel sein könnten. Entsprechende Befunde und Risiko-
Szenarien ergeben sich aus der existierenden wissenschaftlichen Literatur, die bei Planung,
Förderung und Durchführung der Maßnahmen keine (angemessene) Beachtung findet.
Weiter unten wird ein Einblick in entsprechende wissenschaftliche Literatur gegeben, die
diesen Sachverhalt darstellen.
Ebenso erfolgen Borkenkäferbekämpfung und Pflanzungen zur Wiederbewaldung ohne eine
angemessene Abwägung auf Grundlage von dokumentierten Erfahrungen und
wissenschaftlicher Literatur. Hieraus resultiert auch ein erhebliches ökonomisches Risiko in
Bezug auf die eingesetzten Ressourcen sowie zukünftige Folgeschäden. Zudem wird die
langfristige Beeinträchtigung bzw. Verringerung von Ökosystemleistungen in Kauf
genommen, welche nicht mit der Holzproduktion in Verbindung stehen. Hier sind v.a.
regulierende Leistungen zu nennen, die mit Wasser- und Kohlenstoffhaushalt in Verbindung
stehen, aber auch mit der lokalen und regionalen Klimaregulation. Insbesondere geht es
auch um Leistungen, die mit der Anpassung an den Klimawandel in Verbindung stehen und
auf kühlenden und puffernden Ökosystemfunktionen beruhen.
Die aktuellen Maßnahmen zum Umgang mit der Waldkrise sind auch aus ökonomischer
Perspektive problematisch, da sie das Naturraumpotenzial und die Erbringung wichtiger
Ökosystemleistungen nachhaltig reduzieren, ohne dass dabei ein ökonomischer Nutzen der
Holzräumung und die entsprechende Flutung des Holzmarktes mit Schadholz nachgewiesen
wäre. Es steht zu befürchten, dass Waldbesitzer diverse Kosten externalisieren und die
Gesellschaft in erheblichem Maße für ökologisch schädliche und ökonomisch fragwürdige
Maßnahmen finanziell aufzukommen hat.
27
Wissenschaftliche Befunde zur Bewertung von Praktiken, die
direkte Wirkungen auf Waldflächen entfalten (mit direktem Bezug
zu Maßnahme 1 3 und Maßnahme 5)
Die hier im folgenden dargestellten Sachverhalte und Literaturangeben nehmen direkten
Bezug auf die vom BMEL erstellten Maßnahmen 1-3 und Maßnahme 5, die v.a. einen
flächigen (Schad-)Holzeinschlag, die Schadholzbeseitigung durch Befahrung und den
Holzabtransport sowie einem damit verbundenen Ausbau des Wegenetz sowie der
Wiederbewaldung vorsehen.
Maßnahme 1: Aktuelle Schäden begrenzen, Schadholz beseitigen und
Verkehrssicherungspflicht beachten.
Maßnahme 2: Holztransport und lagerung regional abstimmen und ausbauen.
Maßnahme 3: Geschädigte Flächen wiederbewalden und die Wälder insgesamt
stärker an den Klimawandel anpassen.
Maßnahme 5: Wegenetze, allg. Infrastruktur zum Schutz der Wälder sowie
Löschteiche instandhalten.
Waldböden und Befahrung
Der Waldboden ist die Grundlage für die Entwicklung eines funktionstüchtigen
Waldökosystems. Er ist das Wuchssubstrat, stellt die Nährstoffe für Bäume und andere
Pflanzen bereit, beeinflusst in besonderem Maße die Wasserversorgung der Bäume v.a. in
niederschlagsarmen Perioden und ist eine entsprechend kritische Ressource. Die für die
Ökosystemfunktionalität bedeutsamen Eigenschaften von Waldböden sind z.B. über lange
Zeit im Zuge der Ökosystementwicklung gereift - hierzu gehören etwa Porengröße und
Durchlüftung, die Besiedelung mit Organismen, chemische Parameter und der Anteil
organischen Materials.
Waldvegetation und Boden haben sich als gekoppelte Ökosystemkomponenten über einen
langen Zeitraum durch natürliche Sukzession an einem Ort entwickelt. Waldböden sind
entsprechend einzigartig und umfassen in der Regel poröse, aggregierte, gut differenzierte
Böden mit viel organischer Substanz, die oft eine Auflage auf dem Oberboden bildet (Osman
2012). Kennzeichnend für Waldböden ist eine hohe biotische Aktivität, die wesentlich ein
effizientes Nährstoffrecycling bedingt. Auf relativ armen Ausgangsböden können sich
deshalb im Laufe der Zeit dennoch relativ biomassereiche Wälder entwickeln (Osman 2012).
Die Bodenorganismen interagieren zudem in komplexen Wirkungsgefügen und befördern
die Funktionstüchtigkeit des Gesamtsystems. Wälder sind zudem gerade auch wegen der
Eigenschaften ihres Bodens effiziente Wasser- und auch Kohlenstoffspeicher.
Wenn die Waldwege berücksichtigt werden, gehören Wälder in einigen Regionen
Deutschlands zu den Landschaftsökosystemen, die am stärksten von der Zerschneidung
28
durch Wege und Straßen betroffen sind (Freudenberger et al., 2013). Selbst wenn die
eigentliche Befahrung selten sein mag, wirken Wege und Straßen in Wäldern z.B. als
Einfallspforten für invasive Arten und durch die Ausbildung von Waldbinnenrändern mit
Folgen für Mikroklima und Sturmempfindlichkeit ungünstig auf die Ökosystemfunktionalität.
22
Wasserhaushalt und Mikroklima
Eine besondere Beachtung verdient die Disziplin der Ökohydrologie (Li et al., 2017). Wälder
sind herausragende Regulatoren der Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreisläufe und
bekommen diesbezüglich noch nicht hinreichend Aufmerksamkeit im Rahmen von
Klimawandelanpassungsstrategien (Ellison et al., 2017); auch in Deutschland ist der
entsprechende Diskurs völlig unterentwickelt. Bäume bzw. Wälder haben eine
‘transformative’ Kraft und beeinflussen in erheblicher Weise die Wasserverfügbarkeit an
Standorten (Sheil et al., 2019). Exotische Baumarten und Nadelholzmonokulturen können
allerdings in dieser Hinsicht auch eine negative Rolle spielen. Besonders kritisch sind
Maßnahmen zu sehen, die Vegetation und Strukturen beeinträchtigen, welche für den
Wasserhaushalt bedeutsam sind.
Eine größere internationale Übersichtsstudie kam jüngst zum Ergebnis, dass ein
Paradigmenwechsel dringend ansteht: Die Betrachtung der Wäldern muss sich von rein
kohlenstoff-zentrierten Modellen abwenden und stärker den hydrologischen und
klimakühlenden Wirkungen von Wäldern widmen. Aus Gründen der Nachhaltigkeit müsse
die Leistung der Kohlenstoffspeicherung eher als zwar überaus wertvolles, aber sekundäres
Nebenprodukt der Bemühungen um Walderhaltung und Aufforstung angesehen werden. Die
Autoren riefen auf, die regionalen (und kontinentalen) Waldwirkungen auf Wasser und Klima
ins Land(nutzungs)management zu integrieren (Ellison et al., 2017).
Die Auswirkungen des globalen Klimawandels betreffen u.a. die Veränderungen von
Niederschlags- und Temperaturregimen (u.a. größere Schwankungen und Extreme,
zunehmende saisonale Schwankungen, Zunahme von Hitze- und Dürreperioden). Dabei
kommt es nicht nur zur Wechselwirkung der klimatischen Trends und Witterungsphänomene
(z.B. Hitze und Trockenheit), sondern auch zur Verstärkung der Klimawandelvulnerabilität
durch lokale Klimaveränderungen, die wesentlich durch die Landnutzung beeinflusst
werden. So kommt es zu einer verstärkten Erwärmung von vegetationsarmen Freiflächen,
von denen Beeinträchtigungen für benachbarte Waldgebiete ausgehen können. Höhere
Temperaturen wiederum steigern Hitzestress und Wasserverluste durch Verdunstung und
vertikale Advektion (Aufsteigen warmer und feuchter Luft über sich stark erwärmenden
Flächen, wobei Wasser der Landschaft entzogen werden kann) (Ibisch et al., 2019,
Blumröder et al., 2019, Ibisch et al., 2018, Ibisch & Blumröder 2018).
22
Teile der folgenden acht Absätze aus [IBISCH, P.L. (2019): Umgang mit der aktuellen
extremwetterbedingten Waldkrise (Deutscher Bundestag Ausschussdrucksache 19(10)280-A) für die
41. Sitzung des Ausschusses für Ernährung und Landwirtschaft (DOI 10.13140/RG.2.2.21368.60163)]
exzerpiert.
29
Grundsätzlich besteht das Risiko, dass für einzelne Organismenarten - inkl. Baumarten -
kritische Schwellenwerte überschritten werden, die sehr kurzfristig zu schweren
physiologischen Schäden und zum Ausfall führen können. Entsprechende Schwellenwerte,
die auch in Bezug auf die Kombination verschiedener Extremsituation existieren können,
sind meist ebenso unbekannt wie die konkreten organismischen Reaktionen. Große
Unsicherheit besteht auch beim Auftreten von neuartigen Phänomenen oder Rekordwerten
(z.B. Temperaturmaxima, Niederschlagsminima in der Vegetationsperiode, Länge von
Dürreperioden). Dies bedeutet, dass bezüglich der Empfindlichkeit von Arten und der
Wirkungen bestimmter forstlicher Maßnahmen (wie etwa starkes Auflichten und Freistellen
von Bäumen) nur sehr eingeschränkt von Erfahrungen aus der Vergangenheit über
Wirkungen in Gegenwart und Zukunft geschlossen werden kann.
Die Räumung von sogenanntem Schadholz auf von Kalamitäten betroffenen Flächen richtet
erhebliche Folgeschäden an; diese erfolgen durch die Befahrung und Beeinträchtigung der
Böden, aber wesentlich auch durch die auf Kahlschlägen auftretenden mikroklimatischen
Extreme. Das Waldökosystem wird seiner Substanz und vieler Nährstoffe beraubt. Die
Wasserspeicherungs- und Pufferungsvermögen gehen genauso verloren wie das Habitat
von Tausenden von Arten, die für die biotische Regulation von Bedeutung sind. Die
ungünstigen Wirkungen der Holzberäumung auf die Waldökosystemgesundheit zeigen auch
eindeutig Befunde der internationalen Forschung zum Beräumen von Kalamitätsholz und zu
den sogenannten Sanitärhieben, von denen dringend abgeraten wird (Thorn et al., 2019).
Klimawandel in Wäldern wirkt nicht nur auf die auffälligsten Organismen, die Bäume,
sondern betrifft alle Ebenen des Ökosystems (vgl. Geyer et al., 2011). Nur unzureichend
bekannt sind die komplexen Wechselwirkungen zwischen Böden, Wald und (Mikro-)Klima. In
besonderem Maße gilt dies für die Räumung von geschädigten Waldflächen. Es wird
deutlich, dass komplexe Interaktionen zu einer nichtlinearen Verstärkung von
physiologischem und ökologischem Stress führen können; dadurch droht auch der Verlust
von wichtigen Ökosystemleistungen (vgl. Leverkus et al., 2018a, b). Sollten regional große
Flächen betroffen sein, können die Folgen über mikroklimatische Veränderungen
hinausgehen. Positive Rückkopplungen können zu einer immer stärkeren Erwärmung und
Austrocknung von größeren Flächen führen, welche die verbleibende Waldvegetation
schädigt sowie die Wiederbewaldung hemmt. Derartige komplexe Risiko-Szenarien werden
im Rahmen des BMEL-Programms und der aktuellen Umsetzung durch Bundesländer und
Waldbesitzer nicht bedacht.
Pflanzung und Baumartenwahl
Exotische Baumarten von anderen Kontinenten gelten als eine einfache Lösung für die
Herausforderung des Klimawandels, obwohl bereits bekannt ist, dass auch eingeführte Arten
wie Douglasie, die Japanische Lärche und ähnliche Arten ebenso unter extremer Dürre,
Hitze und Krankheiten leiden (z.B. Sergent et al., 2012, Schenck et al., 2018, Vejpustková &
Čihák 2019). Auch in Deutschland gibt es erste Nachrichten zu Problemen von
vermeintlichen Zukunftsbäumen wie der nordamerikanischen Douglasie.
Ein bemerkenswertes Beispiel ist der Stadtwald von Rheinbach südlich von Bonn.
Nach Sturmwurf wurden Flächen noch mit Douglasien aufgeforstet (“Douglasien
30
sollten es sein, so [der lokale Forstexperte] Frank Bungart, „weil die sturmfest sind,
nicht so anfällig für Käfer und sich auch noch stark verjüngen“; Generalanzeiger
2017). Im Jahr 2018 wurde über starke Schäden in Douglasienbeständen geklagt:
Der Rheinbacher Stadtförster Sebastian Tölle sieht Teile des Waldes in einem
katastrophalen Zustand. Neben der Trockenheit setzen vor allem aus dem Ausland
eingeschleppte Schädlinge wie Pilze und Insekten den Bäumen zu. (...) ‘Die
[Douglasie] macht uns im Moment die meisten Sorgen.’ Zumal man in Rheinbach
gehofft hatte, diesen Baum anstatt der sturmanfälligen Fichte als Wirtschaftsbaum zu
etablieren. ‘Von dem Ziel können wir uns verabschieden’, glaubt [Stadtförster] Tölle.
Schuld ist ein Schädling in Gestalt der Douglasiengallmücke, die eigentlich in
Nordamerika zu Hause ist. Die Larven der Mücken verursachen eine Gallenbildung
an den Knospen und den Nadeln der Douglasie, was dazu führt, dass der Baum für
Pilzbefall anfällig wird und die Nadeln abwirft: ‘Ein Nadelbaum ohne Nadeln ist tot’,
unterstreicht er. Seit 2017 seien die gefräßigen Mücken auch hierzulande bekannt,
‘aber in diesem Frühjahr sind massive Schäden aufgetreten’, führt Tölle aus:
‘Praktisch alle Bäume sind betroffen.’ (Generalanzeiger 2018). 2019 schritten die
Probleme weiter voran: “Weiterhin schlecht gehe es der Douglasie. Hier seien
wirtschaftlich für die Zukunft die größten Einschnitte zu befürchten. Auch 2019 sei
der bereits aus dem Vorjahr zu erkennende Nadelabwurf weiter fortgeschritten. „Die
ersten beiden älteren Douglasienbestände mussten fast komplett gefällt werden.
Auslöser für diese Schädigung scheint weiterhin primär die Douglasiengallmücke zu
sein, die aus Nordamerika eingeschleppt wurde“, erklärte Tölle.” (Blick aktuell 2020).
31
Ausgewählte wissenschaftliche Befunde (unter Berücksichtigung von Studien
auch zu Wäldern anderer Biome/ Ökoregionen, wenn zu erwarten ist, dass die
gleichen Probleme, Prinzipien oder Wirkmechanismen in Deutschland gelten)
Schädigungen der Standorte (abiotisch)
1) Die Holzernte ist eine bodenstörende Tätigkeit, die Böden freilegt und zu
Sedimentation in Gewässern führen kann (Ballard 2000; Najafi et al., 2009; Lotfalian &
Bahmani 2011; Alexander 2012).
2) Kahlschläge sind mit schwerwiegenden Umweltauswirkungen verbunden (Ziegler et al.,
2006). Meist werden schwere Maschinen eingesetzt, was zu einer Verdichtung des
Bodens und einer Verringerung der Makroporosität und der Infiltrationskapazität führt
(Malmer und Grip, 1990).
3) Holzerntearbeiten führen zur Verdichtung von Waldböden (Naghdi et al., 2007; Naghdi
et al., 2009).
4) Bodenverdichtung wirkt sich langfristig negativ auf die Bodeneigenschaften und die
Wachstumsraten der Bäume aus, wobei besonders die erste Befahrung und das
maschinelle Rücken von Stämmen den Unterboden stören (Rab 2004).
5) Entscheidend sind die Art der eingesetzten Maschinen, die Häufigkeit der Befahrung
und die angewandten Waldschutzmaßnahmen (Sowa & Kulak 2008; Demir et al., 2010;
Servadio 2010).
6) Die ersten beiden Befahrungen von Waldböden mit schweren Maschinen führen zu
einer maximalen Zunahme der Bodenverdichtung und einer maximalen Abnahme der
Infiltrationsrate (Silva et al., 2008).
7) Die erste Befahrung hat den größten negativen Einfluss auf den Boden, v. a. auf die
oberste Bodenschicht (Tan et al., 2008; Cambi et al., 2015; Abdi et al., 2017).
8) Maschinell durchgeführte Kahlschläge führten zu einer 30-%igen Zunahme der
Bodenverdichtung (Weert 1974).
9) Das Rücken von gefällten Kiefern führte zu einer 20-%igen Zunahme der
Bodenverdichtung und zur Abnahme der Bodenporosität (Dickerson 1976).
10) Auf sandigen humusreichen Waldböden verursacht ein Anstieg des Kontaktdrucks um
100 kPa einer Abnahme der Bodenporosität in 10-15 cm Tiefe um 5,7 % nach 24
Befahrungen (Sakai et al., 2008).
11) Auf sandigen Böden sinkt der negative Einfluss auf die Bodenverdichtung mit
geringerem Gewicht der Maschinen. Die Häufigkeit der Befahrung ist weniger relevant
als das Gewicht, wobei die erste(n) Befahrung(en) den größten Einfluss haben, der
negative Einfluss auf nicht verdichtete Böden am stärksten ist und es sehr lange Zeit
dauert, bis die Böden sich erholen (Ampoorter et al., 2012).
32
12) Die prozentuale Zunahme der Bodenverdichtung auf einer Rückegasse war auf
vulkanischem Boden höher als auf granitischem Boden, aber die Erholungsraten waren
ähnlich. Mit Ausnahme des granitischen Oberbodens (obere 5,1 cm) ist nach 23 Jahren
keine der Fahrspuren wieder zum ursprünglichen Zustand, wie er vor der forstlichen
Maßnahme war, zurückgekehrt (Froehlich et al. 1985).
13) Die Bodenverdichtung reduziert die Gesamtporosität des Bodens (Silva et al., 2008)
und vor allem die Anzahl der Makroporen. Wasser versickert im unverdichteten Boden
schneller als in einem massiv verdichteten Boden desselben Typs (Hamza und
Anderson 2003).
14) Die Bodenverdichtung verursacht eine Abnahme der Sauerstoffdiffusion (Renault und
Stengel 1994) und kann zu anoxischen Bedingungen in verdichteten Böden führen,
wenn der Sauerstoffverbrauch schneller als die Diffusion ist (Schnurr-Putz et al., 2006).
15) Eine Bodenverdichtung kann aufgrund einer verringerten Wasserinfiltrationsrate dazu
führen, dass sich das Oberflächenwasser auf Fahrspuren staut, was wiederum alle
bodenkundlichen Prozesse, insbesondere die Eisengeochemie, beeinflussen kann
(Munch and Ottow 1983).
16) Die durch Holzrücken verursachte Bodenverdichtung führt zur Verringerung sowohl der
gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (HC) als auch der Infiltrationsrate (IR) des
Oberflächenbodens nach den ersten drei Malen an acht Standorten, an denen das
Bodenwasserpotenzial zum Zeitpunkt des Rückens höher als -15 kPa war. Zusätzliche
Befahrung, bis zu 12 Mal, verursachte keine weitere signifikante Abnahme der HC oder
IR. Auf intensiver befahrenen Böden blieb die Infiltration jedoch mindestens 3 Jahre lang
betroffen (Startsev & McNabb 2000).
17) Bodenverdichtung beeinflusst die Konzentration von Kohlendioxid (Conlin & Van den
Driessche 2000) und die Mineralisierung des organischen Kohlenstoffs und Stickstoffs
im Boden (De Neve & Hofman 2000). Die Bodenverdichtung führt direkt zu einem
geringeren CO2-Ausstoß aus verdichteten Böden (Silveira et al., 2010), kann aber
indirekt, durch den vermehrten Einsatz von Maschinen zum Pflügen des verdichteten
Bodens, zu einem höheren Verbrauch des Brennstoffs und letztlich zu einem höheren
CO2-Ausstoß führen (Voorhees & Hendrick 1977).
18) Die Denitrifikation nimmt mit der Bodenverdichtung zu (Arah & Smith 1989), was zu
einer erhöhten Emission von N2O in die Atmosphäre führt (Douglas & Crawford 1993).
19) Der Oberflächenwasserabfluss kann verstärkt und häufiger auftreten und zu
Sedimentauswaschung führen (Mohr et al., 2013; Birkinshaw et al., 2011; Carr &
Loague, 2012; Croke et al., 2001; Iroumé, et al., 2005; Iroumé et al., 2006; Jones &
Grant 1996; Malmer & Grip, 1990).
20) Auf Kahlschlägen und Großschirmschlägen wurde eine Reduktion des organischen
Bodenkohlenstoffs und Stickstoffs um bis zu 70 % im Vergleich zur unbehandelten
Kontrolle festgestellt (Christophel et al., 2015).
33
21) Anaerobe Bedingungen im Boden aufgrund der Bodenverdichtung können zu einer
verminderten Zersetzung von Pestiziden und schließlich zu einer erhöhten
Auswaschung von Pestiziden in das Grundwasser und in Grundwasserleiter führen
(Alletto et al., 2010). Ebenso kann eine verringerte hydraulische Leitfähigkeit zu einer
langsamen Abwärtsbewegung des Wassers und letztlich zu höheren Nitratgehalten im
Grundwasser führen (Alletto et al., 2010).
Schädigung der biologischen Vielfalt bzw. Ökosystemfunktionalität durch Befahrung,
Ernte und Kahlschläge
22) Bodenverdichtung beeinflusst die biologische Vielfalt des Bodens negativ und führt
zu einer Abnahme der mikrobiellen Biomasse, der enzymatischen Aktivität, der
Bodenfauna und der Bodenflora (Nawaz et al., 2013).
23) Die mikrobielle Biomasse des Bodens wird durch Bodenverdichtung negativ
beeinflusst (Frey et al., 2009; Pupin et al., 2009) und führte zu einer verringerten
Bodenbelüftung (13-36-%ige Abnahme der luftgefüllten Porosität), was zu einer
Verringerung des mikrobiellen Biomasse-Kohlenstoffs und des mikrobiellen Biomasse-
Stickstoffs führte (Tan & Chang 2007).
24) Jede Störung oder Belastung des Bodens kann die enzymatischen Aktivitäten im
Boden beeinflussen (Buck et al., 2000).
25) Die Bodenverdichtung verändert die physikalischen und chemischen Eigenschaften
des Bodens, was zu einer Verringerung der Phosphatase-, Urease-, Amidase- und
Dehydrogenase-Aktivitäten führt (Dick et al. 1988; Jordan et al., 2003; Pupin et al.,
2009; Tan et al., 2008) oder zur Erhöhung der Phosphatase-Aktivität (Buck et al., 2000).
26) Verdichtete Rückegassen zeigen eine 38 % niedrigere mikrobielle
Kohlenstoffbiomasse und eine 41-75 % geringere Enzymaktivität als nicht
verdichteter Boden (Dick et al 1988).
27) In stark verdichteten Böden kommt es zur Abnahme der bakterien- und allesfressenden
Nematoden bei gleichzeitiger Zunahme von pflanzenfressenden Nematoden (Bouwman
& Arts 2000).
28) Es wird berichtet, dass Regenwürmer durch die Bodenverdichtung beeinflusst werden
(Kretzschmar 1991; Radford et al., 2001) und ihre Population mit zunehmender
Bodenverdichtung abnimmt (Chan & Barchia 2007).
29) In gemäßigten Wäldern bestimmen Kronenschlussgrad und Lebensraum-Heterogenität
(Totholzsubstrate) die Diversität saproxyler Käfer und insbesondere in gemäßigten
montanen Mischwäldern sollte Totholz in Form von großen Stämmen in sonnigen
Lebensräumen vorhanden sein (Seibold et al., 2016).
30) Jede Störung eines Waldökosystems und/oder des Bodens wirkt sich nachteilig auf die
einheimische Bodenflora aus (Zenner et al., 2006; Demir et al., 2008).
34
31) Bodenverdichtung führt zu einer Veränderung der Bodenflora hin zu giftigen/invasiven
und störungstypischen Waldarten (Zenner & Berger 2008).
32) Durch Holzernte hervorgerufene Temperatur- und Niederschlagsänderungen
bewirken deutliche Veränderungen des Boden-Stickstoff-Zyklus. Stickstoffverluste im
Boden durch das Ernten ganzer Bäume könnte durch den Klimawandel verstärkt werden
(McDaniel et al., 2014).
33) Bedeutung von tiefgründigen und humusreichen Böden am Beispiel von genutzten und
alten Wäldern in den USA (Oregon): Der Artenreichtum der Mineralboden-Mesofauna
korrelierte signifikant (+) mit dem prozentualen Anteil der organischen Substanz und
der Bodenfeuchtigkeit, während der Reichtum der Waldboden-Mesofauna mit der Tiefe
des Waldbodens korrelierte (+). Die Bodenfeuchtigkeit korrelierte stark mit dem
Prozentsatz der organischen Bodensubstanz, wobei es keine Anzeichen für eine
Austrocknung an Standorten gab, die relativ spät in der Sommertrockenheit beprobt
wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Verluste an Oberflächenfeuchtigkeit zumindest
teilweise durch hydraulischen Auftrieb (hydraulic lift) ersetzt wurden (Perry et al.,
2012).
34) Biomassereiche Wälder mit hohen Humus- und Totholzvorräten wirken günstig auf
Bodenfeuchtigkeit und Baumwachstum und auf Mikroorganismen, die wiederum
zum Kohlenstoff-Haushalt im Waldboden beitragen (Magnússon et al., 2016).
35) Obwohl Wälder in Deutschland zu den Ökosystemen mit einer vergleichsweise
geringeren menschlichen Überprägung gehören, ist auch hier ein Rückgang der
Biodiversität zu verzeichnen. Eine aktuelle Studie hat dargelegt, dass in ausgewählten
Waldregionen Deutschlands die Artenvielfalt und Biomasse der (die Insekten
einschließenden) Arthropoden um 36 % bzw. 41 % zurückgegangen sind (Seibold et al.,
2019).
Mikroklima und Ökosystemfunktionalität
36) Insbesondere in heißen Sommern ist der Temperaturunterschied zwischen Wald und
Nichtwaldflächen besonders ausgeprägt. Im Falle des Kölner Beckens um den
Hambacher Forst in Nordrhein-Westfalen konnte gezeigt werden, dass der
durchschnittliche Unterschied der Oberflächentemperatur (Sommer, mittags/
nachmittags) zwischen den heißesten und den kühlsten Punkten (letztere in einem
Waldgebiet) über 20°C betrug (Blumröder et al., 2019, Ibisch et al., 2019).
37) Ausgedehnte, dichte und biomassereiche Wälder schaffen sich nicht nur ein die eigene
Stabilität förderndes Mikroklima (Norris et al., 2011), sondern kühlen zudem ganze
Landschaften in substanzieller Weise.
38) Zwischen Großstädten wie Berlin und größeren Waldgebieten kann der Unterschied der
Tagesoberflächentemperatur im Sommer über 12°C betragen; zwischen aufgelichteten
Kiefernforsten und alten, biomassereichen Buchenwäldern wurden an heißen Tagen
Unterschiede der durchschnittlichen Maximaltemperaturen von bis ca. 8°C beobachtet
(Ibisch et al., 2018, Ibisch & Blumröder 2018; intl. Publikationen in Vorbereitung).
35
39) Zwischen Kahlschlag und den umliegenden, nicht abgeholzten Wäldern ergibt sich aus
dem starken Temperaturunterschied ein Druckgradient, der zu lokal abweichenden
Windrichtung über dem Wald führt und es können systematische starke Aufwinde
während des Tages auftreten, gefolgt von nächtlichen Abwinden, wobei der Wind aus
dem abgeholzten Gebiet kommt. Dies deutet auf das Vorhandensein horizontaler
Advektion hin, die tagsüber warme Luft (oder nachts kühle Luft) vom Kahlschlag in das
Waldgebiet transportiert (Zhang et al., 2011).
40) Schnellere Windgeschwindigkeiten verringern die Feuchtigkeit der Bodenoberfläche
und durch eine Erhöhung der Bodenverdunstung sinkt die Bodentemperatur; diese
Effekte verringerten die Bodenatmung. Die hydrologischen Auswirkungen waren in der
Trockenzeit am deutlichsten, während die thermischen Auswirkungen das ganze Jahr
über zu beobachten waren (Tanaka & Hashimoto 2006).
41) Kahlschläge führen zu einer Erhöhung der durchschnittlichen Jahresmitteltemperatur
im Boden (in 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 m Tiefe um 3.2, 3.0, 2.2, und 1.8°C; Hashimoto & Suzuki
2004).
42) Eine satellitenbildbasierte Studie im Bayrischen Wald zeigt eine Erhöhung der
Oberflächentemperatur um 5,2 bzw. 3,5°C auf einer vom Borkenkäfer befallenen
Fläche, die geräumt wurde, im Vergleich zur nicht geräumten Kontrollfläche (Hais &
Kucera 2008).
43) Das Mikroklima (Durchschnittstemperatur, Maximaltemperatur,
Temperaturschwankungen, relative Luftfeuchte) auf Kahlschlägen unterscheidet sich
stark zum Primärwald (Blumröder et al., 2019).
44) Mit zunehmender Hitze erhöht sich das Risiko eines Borkenkäferbefalls. Sanitärer
Holzeinschlag und Bergungsarbeiten verringern die Entstehung von Borkenkäferbefall.
Die Räumungsarbeiten nach einem Windwurf sind im ersten Jahr dringender als spätere
Sanitärhiebe (Stadelmann et al., 2013).
45) In einer Pufferzone eines Schutzgebietes wurde die durch Borkenkäfer verursachte
Baummortalität durch frühere natürliche Störungen (Wind- und Borkenkäfer), das
Sanitärmanagement und die jahreszeitliche Temperatur modelliert: In Pufferzonen
blieben die Auswirkungen der Sanitärhiebe aufgrund der Wanderung der Borkenkäfer
aus nicht bewirtschafteten Gebieten begrenzt (Mezei et al., 2017).
46) Sanitärhiebe (in einem realistischen Szenario werden < 95 % der befallenen Bäume
entfernt) hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Borkenkäferdynamik und den
Kohlenstoff in lebenden Bäumen und reduzierten den gesamten in der Landschaft
gespeicherten Kohlenstoff. Darüber hinaus wurde die Wind-Störungsanfälligkeit erhöht
(Dobor et al., 2020).
47) In komplexen Systemen können synergistisch oder rückkoppelnd wirkende, also sich
gegenseitig oder selbst verstärkende Prozesse zu überraschenden kumulativen
Wirkungen, zur Eskalation von Änderungen oder zu ökologischen Kettenreaktionen
führen. Die dürrebedingte verringerte Infektionsresistenz von Organismen (vgl. u.a.
Eastburn et al., 2011), wie etwa bei Bäumen, die in Folge von Dürre weniger
36
Abwehrstoffe produzieren, kann z.B. mit der Ausbreitung und stärkeren Vermehrung von
neuartigen Krankheiten zusammenkommen. Starke Effekte können also verzögert
auftreten. Die Beurteilung von Klimawandelwirkungen in Ökosystemen wird durch diese
nicht-linearen Dynamiken erschwert.
48) Das Absterben einer einzelnen von einer Krankheit betroffenen Baumart kann dazu
führen, dass mehr Sonnenstrahlung auf den Waldboden trifft, diesen stärker austrocknet
und verbleibende Bäume unter vermehrtem Strahlungs- und Trockenstress leiden
müssen. Die Interaktion von Bodeneigenschaften, Dürreperioden und dem Zustand des
Boden-Mikrobioms verdient eine deutlich größere Aufmerksamkeit als bisher
(Sangüesa-Barreda et al., 2015, Gazol et al., 2018, Colangelo et al., 2018).
49) Trockniswirkungen auf Pilze im Wurzelraum wurden bereits mit Folgen für die
Waldgesundheit in Verbindung gebracht (Hopkins et al., 2018).
50) Im Falle von Buchenwäldern ist festgestellt worden, dass die Bäume in genutzten
Beständen trockenheitsempfindlicher waren als in geschlossenen ungenutzten
(Mausolf et al., 2018).
51) Das Auflichten von Beständen und die Entnahme von Baumbiomasse können nicht
nur zur größeren Erwärmung und Austrocknung führen, sondern auch die
Empfindlichkeit des Waldes gegenüber Sturmwirkungen erhöhen. Die Windenergie, die
auf einzelne Stämme wirkt, kann sich in aufgelichteten Beständen erheblich erhöhen;
der Wind wirkt tiefer in das Waldesinnere, Bäume schwingen stärker, und der positive
Effekt eines verwobenen Wurzelwerks entfällt; nach der Auflichtung bleiben die Bäume
u. U. jahrelang sturmempfindlicher (vgl. Ruel 1995). Sturmwurf ist wiederum oftmals
Startpunkt für insektenbedingte Kalamitäten.
52) Wälder können für eine gewisse Zeit durchaus Resistenz gegenüber Stressoren zeigen,
ehe dann erst die mehrfache Überschreitung von kritischen Schwellenwerten zu
Reaktionen führt (Itter et al., 2016).
53) Derartige Reaktionen unterscheiden sich von Art zu Art, aber auch je nach Alter und
Zustand von individuellen Bäumen (Vanoni et al., 2016).
54) Langlebige Organismen wie Bäume zeichnen sich zudem durch ein physiologisches
Gedächtnis aus, welches die Erholungsfähigkeit nach Dürreereignissen betrifft
(Camarero et al., 2018).
55) Pflanzen können ein immunologisches Gedächtnis ausbilden, das als "defense
priming" bezeichnet wird. Versuche mit subletalen Pilzimpfungen oder der Anwendung
des Phytohormons Methyljasmonat (MeJA) auf die Resistenz von 48-jährigen Fichten
(Picea abies) gegen den Massenbefall durch einen 35 Tage später beginnenden
baumzerstörenden Borkenkäfer zeigen, dass Borkenkäfer unbehandelte Bäume
befielen und töteten, aber pilzgeimpfte Bäume und MeJA-behandelte Bäume
weitgehend mieden. Die Quantifizierung der defensiven Terpene zum Zeitpunkt des
Borkenkäferbefalls zeigte, dass die Pilzimpfung eine 91-fach höhere
Terpenkonzentration im Vergleich zu unbehandelten Bäumen induzierte, während die
Anwendung von MeJA die Terpene nicht signifikant erhöhte (Mageroy et al., 2020).
37
Wirkung von Befahrung und Räumung von ‚Schad‘-Holz/ Totholz auf Verjüngung und
Waldentwicklung
56) Bodenverdichtung führt zu eingeschränktem Wurzelwachstum, verminderter
Zugänglichkeit von Nährstoffen und erhöhtem Verlust der Bodennährstoffe durch
Auswaschung, Abfluss und Gasverluste in die Atmosphäre, die das Pflanzenwachstum
beeinträchtigen können. Die Durchwurzelungsfähigkeit wird durch die Bodenverdichtung
aufgrund der erhöhten Bodenfestigkeit und der verringerten Anzahl von Makroporen
negativ beeinflusst (Gerard et al. 1982; siehe auch Hamza & Anderson 2005; Kirby &
Bengough 2002; Masle & Passioura 1987; Taylor et al. 1966; Taylor & Ratliff 1969;
Voorhees et al. 1975). Bodenverdichtung führt zu einer Verringerung der Wurzellänge,
der Eindringtiefe und der Wurzeltiefe (Glinski & Lipiec 1990; Kristoffersen & Riley 2005).
57) Bodenverdichtung kann bei einigen Pflanzenarten Wurzelkrankheiten verschlimmern
(Fritz et al. 1995).
58) Das Feinwurzelwachstum von Zuckerahorn wurde auf Rückegassen und in deren
unmittelbaren Umgebung um ein Fünffaches reduziert. Da die Maschinenspuren
zwischen 15 % und 25 % (nach Durchforstung) eines Bestandes ausmachen, könnte
dies für das Wachstum und Überleben der verbleibenden ausgewachsenen Ahornbäume
kritisch werden (Malo & Messier 2011).
59) Pflanzenwachstum und Ernteertrag sind auf vorgeschädigten Böden (z.B. erhöhter
Salzgehalt) doppelt so stark von einer Bodenverdichtung betroffen (Saqib et al., 2004).
60) Keimung von Baumsamen wird durch Bodenverdichtung negativ beeinflusst (Dürr und
Aubertot, 2000). Eine Erhöhung von 1,3 auf 1,8 Mg/m3 führte zum späten Aufgehen von
Eichenjungpflanzen, einer Mortalitätsrate von 70 % und geringeren Höhe der jungen
Jungpflanzen und einer geringeren Stickstoff-Erholung (Jordan et al., 2003; Corns 1988;
Moehring & Rawls 1970; Tworkoski et al. 1983). Die Reaktion des Wachstums der
Sämlinge auf die Bodenverdichtung ist auch von den Bodentypen und Pflanzenarten
abhängig, da manchmal eine moderate Verdichtung von Sandböden für das Wachstum
von Sämlingen von holzigen Pflanzenarten nützlich sein kann (Alameda & Villar 2009).
61) Kahlschläge beeinträchtigen das natürliche Verjüngungspotential und
Regenerationsprozesse. Die Artenzusammensetzung nach einer natürlichen Störung
im Ökosystem unterscheidet sich u. U. dauerhaft von der eines Kahlschlages (Ough
2001).
62) Nach Sanitärhieben wurde eine erhebliche Reduktion der anfänglichen Regeneration
festgestellt (Donato et al., 2006). Ähnliche Verringerungen der Verjüngungshäufigkeit
und Änderungen der Sukzession sind an anderer Stelle dokumentiert worden (Stuart et
al. 1993, Van Nieuwstadt et al., 2001). Andere Arten von Folgen sind Auswirkungen auf
die Tierwelt (Nappi et al., 2003), die Hydrologie (Foster et al. 1997) und die
Bodennährstoffe (Brais et al., 2000).
38
63) Das Belassen von (einigen) verbrannten Baumstümpfen auf Waldbrandflächen ist
wichtig für die biologische Vielfalt und trägt zu einer nachhaltigeren
Waldbewirtschaftung bei (Nappi et al., 2004).
64) Retentionsbäume (1) liefern einige der für frühe Sukzessionsarten wichtigen
Substrattypen, (2) mildern die schwerwiegendsten Folgen des Kahlschlags auf die Biota,
aber (3) können die Merkmale intakter, reifer Wälder nicht erhalten. Größere
Holzvolumina und mehr Bäume erhalten die Vielfalt tendenziell besser (Gustafsson et
al., 2010).
65) Vom Borkenkäfer befallene montane Fichtenwälder zeigen, dass unbehandelte Flächen
eine Pionierphase überspringen und direkt bzw. eher zur natürlichen
Artenzusammensetzung zurückkehren. Sanitärhiebe zeigten negative Auswirkungen
auf die Artenzusammensetzung der Fichtenwälder, verzögerten die Walderholung und
sollten im Nationalpark nicht zugelassen werden (Jonášová & Prach 2008).
66) Die Bedeckung und Vielfalt der Krautvegetation wurde Gebieten mit Sanitärhieben
reduziert und die Zusammensetzung in Richtung einer stärkeren Dominanz von Gräsern
verschoben (Rumbaitis del Rio 2006).
67) Peterson und Leach (2008) zeigen wiederum, dass es nach Sanitärhieben keine
negativen Auswirkungen auf die Dichte, den Reichtum oder die Vielfalt der
Baumverjüngung gibt. Allerdings war die Artenzusammensetzung betroffen.
68) Mit oder ohne Räumung von Sturmholz kommt es zu Regeneration durch
Naturverjüngung (Kramer et al., 2014).
69) Auf einer kahlgeschlagenen Fläche Waldbrandfläche (Sanitärhieb) betrug die
Überlebensrate nach drei Vegetationsperioden 96 % für gepflanzte Setzlinge, 90 % für
gesäte und 100 % für natürliche Verjüngung (Gustafsson et al., 2019).
70) Die Baumdichte ist nach einem Sturm in den beräumten Lücken höher als in den
belassenen Lücken, was mit den Ergebnissen anderer Studien übereinstimmt (Ilisson
et al., 2007; Schönenberger, 2002). Bei den Holzbergungsarbeiten werden die
Vegetation entfernt und der Boden gestört, was zu einem guten Keimsubstrat führt, das
früh nach der Störung frei von Konkurrenz ist (Connell, 1978; Davis et al., 2000;
Wohlgemuth et al., 2002).
71) Im Gegensatz dazu ist Totholz in feuchten Fichtenwäldern in höheren Lagen
entscheidend für die Baumverjüngung, wie in vielen Studien in Nordamerika (z.B.
Harmon und Franklin, 1989; McKee et al., 1982), in Schweizer Bergwäldern (Imbeck und
Ott, 1987) und im Böhmerwald in Tschechien (Svoboda et al., 2010) festgestellt wurde.
Zehnjähriges Totholz ist jedoch noch kein geeignetes Saatbeet. Seine Bedeutung als
Substrat nimmt mit dem Alter zu (vgl. Priewasser et al., 2013; Zielonka, 2006).
Entsprechend sei es nicht verwunderlich, dass Totholz in den ersten 10-20 Jahren
nach der Störung keinen signifikanten (positiven) Effekt auf die Regeneration hatte
(Priewasser et al., 2013).
39
72) Sanitärhiebe können die Artenzusammensetzung über mehrere Jahrzehnte hinweg
verändern, weil sie Pionierarten fördern (Močalov & Lässig, 2002; Schönenberger,
2002).
73) Die Anzahl an vorzufindenden Eicheln war in geschlossenen Wäldern hoch, mittelmäßig
auf “preparation cuttings“ und in retention tree groups”, gering in Lücken, auf
Kahlschlägen gleich Null. Vier Jahre nach den Eingriffen war kein nachweisbarer Effekt
der verschiedenen forstlichen Behandlungen auf die Anzahl der nachwachsenden
Baumarten festzustellen, doch die Überlebensrate nahm im Vergleich zur Kontrolle zu.
Der Höhenzuwachs war auf den Lücken und Kahlschlägen am größten, auf
“preparation cuttings” mittelmäßig und bei den “retention tree groups” und Kontrollen am
geringsten. Arten mit unterschiedlichen Ausbreitungsmechanismen reagierten
unterschiedlich auf die Behandlungen: Eichen waren in den Lücken und Kahlschlägen
begrenzt, während anemochore Arten (z.B. Hainbuche und Manna-Esche) bei jeder
Behandlung vorhanden waren (Tinya et al., 2020).
74) Vier Jahre nach der Holzernte hat sich die Baumdichte eines Espenbestandes um das
100-fache erhöht, wobei die Dichte nach der Vollbaumernte höher ist als nach der
konventionellen Ernte. Zwischen 2 und 4 Jahren nach der Ernte kam es zu keiner
Selbstausdünnung der Espe. Es besteht die Gefahr, dass die Vollbaumernte auf weniger
fruchtbaren Standorten in der Region dichte, unproduktive Espenbestände mit geringer
Durchforstungsrate produziert (Hendrickson 1988).
75) Verschiedene Behandlungsvarianten von Waldbrandflächen zeigen unterschiedliche
Effekte auf die Baumverjüngung: Sanitärhiebe und damit verbundene
Biomasseberäumung führen zu extremen Bedingungen wie erhöhte Bodentemperatur
und signifikant verringerte Bodenfeuchtigkeit. Die höchste potentiell kurzwellige
Strahlung, die den Boden erreichte, wurde immer auf Räumungsflächen verzeichnet.
Das Beräumen von Totholz beeinflusst die mikroklimatischen Bedingungen stark und
verändert die Verfügbarkeit und das Muster von "sicheren Standorten" für die Keimung
von nachwachsenden Bäumen. Die Bedeutung dieser sicheren Mikrohabitate, an denen
eine bevorzugte Verjüngung stattfindet, wird besonders deutlich an klimatisch
gestressten Standorten. Belassen von Totholz verbessert die mikroklimatischen
Bedingungen für nachwachsende Bäume. Eine bevorzugte Strategie zur
Beschleunigung der natürlichen Prozesse und zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der
Verjüngungsstandorte könnte das Fällen von stehenden toten Bäumen sein, während
das Totholz (zumindest teilweise) am Boden freigesetzt wird. Totholz kann eine
entscheidende Rolle bei der Bestimmung von Verjüngungsmustern spielen. Sein
Vorhandensein kann die Verfügbarkeit geeigneter Standorte für die Etablierung und das
Überleben von Jungpflanzen erhöhen und als Schutz oder Abschirmung gegen mehrere
limitierende Faktoren dienen (Marcolin et al., 2019).
76) Untersuchungen auf älteren Waldbrandflächen auch in Deutschland belegen das
Potenzial der Naturverjüngung (Stähr et al., 2019). Die entsprechende Studie konnte
auch häufig geäußerte Befürchtungen bzgl. der Vergrasung von Flächen zerstreuen und
aufzeigen, dass die Sukzession aus wirtschaftlicher Sicht zum Aufbau einer akzeptablen
Waldstruktur führt. Die Beräumung von Flächen habe zunächst einen
Sukzessionsvorsprung bewirkt, der sich aber nach einer Dekade rasch verringerte.
40
77) Zwei verschieden Waldbewirtschaftungsvarianten (Kahlschlag und Schirmschlag)
zeigten 27 Jahren nach dem Eingriff keinen unterschiedlichen Einfluss auf die Dichte
oder das Wachstum der sich verjüngenden Arten, während Bodenverwundung
hochsignifikante Auswirkungen hatte. Im Jahr 1999 waren die vertikutierten Flächen mit
Weißfichtensämlingen und Setzlingen dicht besiedelt. Die nicht aufgeforsteten Gebiete
hatten weit weniger Fichtenstämme, waren aber dennoch gut bestückt. Anfangs wuchs
die Fichte am besten auf vertikutierten Flächen, aber nach 27 Jahren war Höhe der
höchsten Fichtenschösslinge auf nicht vertikutierten Flächen deutlich größer als auf
vertikutierten Flächen. Nach 27 Jahren hatte die Bedeckung mit Calamagrostis
canadensis bei allen Behandlungsarten wieder den Stand von vor der Ernte erreicht
(Wurtz & Zasada 2001).
78) Nach einem Kahlschlag sind vorwiegend ruderale Baumarten oder Pionierbaumarten in
der Verjüngung vorzufinden, wobei die Gesamtzahl an nachwachsenden Bäumen sogar
geringer als die in einem nie bewirtschaften Referenzwald sein kann (Blumröder et al.,
2019).
79) Die Abundanz und das Wachstum von Keimlingen wird oft durch Mechanismen
begrenzt, die in feinen Maßstäben arbeiten, wobei die Wahrscheinlichkeit des
langfristigen Überlebens streng mit dem physischen Lebensraum, der einen Keimling
umgibt, verbunden ist (Collins et al. 1987).
80) Die Verbesserung von Mikrostandorten kann durch reife Pflanzen, Sträucher, Totholz
oder Steine durch die Senkung der Bodentemperatur und die Erhöhung der relativen
Luftfeuchtigkeit und der Bodenfeuchtigkeit erreicht werden (Callaway 2007, Flores &
Jurado 2003, Al-Namazi et al., 2017).
81) Die Rolle des Totholzes bei der Etablierung von Keimpflanzen als Keimsubstrat und als
Samenfalle wurde schon oft betrachtet, wobei erstere Funktion streng mit dem
Zersetzungsgrad und letztere mit der Dimension und der Art zusammenhängt (Pounden
et al., 2008).
82) Totholz kann auch Regenerationsprozesse stark beeinflussen, indem es die
mikroklimatischen Bedingungen durch die Verringerung der Sonneneinstrahlung
(Verschattungseffekt) und die Erhöhung der Feuchtigkeitsaufnahme modifiziert (Pichler
et al., 2012).
83) Studien hoben eine positive Beziehung zwischen Keimlingen (insbesondere Kiefern)
und Totholz hervor, wobei die Keimung bevorzugt an den Schattenseiten von
schützenden Elementen erfolgt, die in den sonnigsten Stunden einen entscheidenden
Schutz vor Strahlung bieten (Beghin et al., 2010, Marzano et al., 2013).
84) Liegendes Totholz ist essentiell für die Naturverjüngung (im untersuchten Fall von
Eichen) in naturnahen Wäldern, indem es die jungen Pflanzen gegen Verbiss durch
herbivore Großsäuger schützt (Smit et al., 2012).
85) Nach Beräumung - in Reaktion auf eine Kalamität und Pflanzung dominierte bei einer
Kontrolle nach 14 Jahren mit 73% Naturverjüngung. Die Pflanzung wurde als unnötig
41
bewertet; zudem wären Schädigungen des Bodens und lebender Bäume, die bei der
Bearbeitung entstanden, vermieden worden (Loch et al., 2001).
86) Das Fehlen von Schutzelementen, die die direkte Sonneneinstrahlung reduzieren,
führt zu einem Anstieg der Bodentemperatur, wie es auf verschiedenen Räumungs-
und Kahlschlagsflächen beobachtet wurde (Castro et al., 2011, Vlassova et al., 2016).
87) Die Etablierung und das Überleben von Sämlingen in trockenen, südexponierten Lagen
hängen stark vom Wassergehalt des Bodens ab. Selbst Pionierarten und
trockenheitsresistente Arten wie Kiefern benötigen im Etablierungsstadium Feuchtigkeit,
um zu keimen (Marzano et al., 2013, Hardegree et al., 2018).
88) Am häufigsten waren Laufkäfer auf den jüngsten Standorten (1-2 Jahre nach dem
Kahlschlag) und in reifen Beständen auf feuchtem Boden zu finden. Der Artenreichtum
war auf den sich verjüngenden Standorten höher als in den reifen Wäldern. Die
Reaktionen der häufigen Arten auf den Holzeinschlag fielen in drei Gruppen: (1)
Waldgeneralisten (2 Arten) waren nicht dramatisch betroffen, (2) Arten offener
Lebensräume (27 Arten) erschienen und/oder nahmen in ihrer Häufigkeit zu, und (3)
reife Waldarten (10 Arten) verschwanden oder nahmen in ihrer Häufigkeit ab. Die
Populationen vieler reifer Waldarten scheinen sich nach der Abholzung zu erholen, aber
mehrere Spezialisten haben nicht einmal die ältesten sich regenerierenden Bestände
wieder besiedelt. Darüber hinaus können die Fragmentierung und die Schaffung großer
Flächen relativ homogener Jungwaldstadien durch den Holzeinschlag auch für die
reichlich vorhandenen Waldgeneralisten nachteilige langfristige Auswirkungen haben
(Niemelä et al. 1993).
89) Natürliche Regeneration in verschiedenen Bedingungen (Bodenfeuchtigkeit und
Lichtverfügbarkeit): Sämlinge unter Totholz und dikotyle Pflanzen zeigten eine
bessere ökophysiologische Leistung, Etablierung und Wachstum als Pflanzen, die
unter Monokotylen oder ohne den Schutz anderer Pflanzen wachsen. Eine hohe
Kronenbedeckung durch Restbäume und stark gestörte Bereiche (Rückegassen)
zeigten die schlechtesten Bedingungen für eine natürliche Verjüngung (Manríquez
et al., 2019).
90) Auf vom Borkenkäfer befallenen Fichtenbeständen in Tschechien zeigte sich, dass ich
Fichten und Ebereschen gut unter einem stehenden toten Restholzbestand verjüngen
und sogar Buchen anzufinden sind. Auf geräumten (kahlgeschlagenen) Flächen waren
die Bestände an Fichte und Eberesche deutlich geringer als unter dem toten
Kronendach. Pionierarten wie Weide (Salix aurita), Birke (Betula pubescens) und Espe
(Populus tremula) erschienen in den Kahlschlagsgebieten. Die Abhängigkeit der
Fichtenverjüngung von der Verfügbarkeit geeigneter Mikrohabitate (Totholz und
Nadelstreu) wurde festgestellt. Die ursprünglichen Baumarten der Bergfichtenwälder
regenerieren sich gut unter dem toten Kronendach (Jonášová & Prach 2004).
91) Viele mediterrane Ökosysteme sind zwar sehr widerstandsfähig gegen Feuer
(Buschland und Eichenwälder), einige sind jedoch feuerempfindlich (z.B.
Kiefernwälder). Die beobachteten Erosionsraten sind in einigen Fällen relativ hoch, vor
allem unter Bedingungen mit hoher Brandintensität. Die empfindlichen Ökosysteme (im
42
Sinne von starken Vegetationsveränderungen und Bodenverlusten nach Bränden) sind
meist menschlichen Ursprungs (z.B. ausgedehnte Kiefernwälder) (Pausas et al., 2009).
92) Die höchste Baumverjüngung wurde auf einer Referenzfläche, unter einem
geschlossenen Kronenwald gefunden (67.500 und 38.000 Individuen/ha), die niedrigste
Dichte auf einer gerodeten Windwurffläche (3380 und 1210 Individuen/ha). Bei den nicht
gerodeten Windwurfflächen wurden 8835 und 7225 Individuen/ha gezählt. Pionierarten
wie Birke und Weide wurden am häufigsten auf nicht beräumten Windwurfflächen
gefunden (Jonášová & Cudlín 2010).
93) Auf einem 1-jährigen Kahlschlag betrug die Nettoprimärproduktion nur 22 % (wobei N, P,
K, Mg, and Ca etwa 29-44 % ausmachten) im Vergleich zu einem benachbarten
ungestörten Wald (Boring et al. 1981).
94) Eine Studie aus Brasilien zeigt, dass weder die Zeit seit der Holzernte noch die
Baumbestockung vor der Ernte oder Bodenfaktoren in einem signifikanten
Zusammenhang mit der jährlichen Zuwachs stehen. Stattdessen wird gezeigt, dass der
Regenfall den größten Teil (72 % bzw. 96 %) der Variation erklärt (Pareyn et al 2020).
Forderungen, die sich im Lichte der aktuellen wissenschaftlichen
Literatur aus der Bewertung der direkt auf den Flächen wirksamen
Maßnahmen ergeben
1. Es wäre dringend ein Moratorium des normalen Holzeinschlags zu erwirken, ehe
gesichert geklärt ist, dass dieser nicht ökologisch und ökonomisch kontraproduktiv
wirkt und dass hierdurch nicht der existierende Waldkohlenstoffspeicher sowie die
Senkenwirkung reduziert werden. Hierfür müsste ein unabhängiges Gutachten
erstellt werden.
2. Auf den aktuellen und zukünftigen
23
Kalamitätsflächen ist die Kahlschlagpraxis sofort
einzustellen, zumindest, bis geklärt ist, ob die angewendeten Praktiken auch
hinsichtlich des flächigen Ausmaßes nicht einer Umweltverträglichkeitsprüfung
bedürfen. Unabhängig davon bedarf es eines angemessenen und interdisziplinären
Dialogs darüber, wie Richtlinien für einen differenzierten Umgang mit
Kalamitätsflächen ausgestaltet werden sollen (u.a. unterschiedliche Behandlungen
von Laub- und Nadelwäldern unterschiedlichen Alters, diverse Standorte, wie
Hanglagen etc.; Größe von maximal möglichen Kahlschlägen, Menge von Restholz
auf den Flächen etc.). Dies muss ggf. separat für die einzelnen Bundesländer erwirkt
werden.
3. Entsprechendes ist für die Wiederaufforstung zu fordern. Bis zur Erarbeitung
differenzierter Richtinien unter Berücksichtigung der Vorgaben des Naturschutzes
und des ökologischen Wissensstandes sowie der Prüfung, ob nicht UVPs
durchgeführt werden müssen, sind das Vorbereiten der Flächen für die Pflanzungen
und das Pflanzen selbst sofort einzustellen. Entsprechende Richtlinien müssten
regeln, welche Arten in welcher Mischung auf welchen Standorten unter welchen
Bedingungen zu pflanzen sind. In jedem Falle muss ein flächig differenzierter Ansatz
verfolgt werden, keine Einheitsbehandlung. V.a. muss vor dem Pflanzen ein
23
Es ist davon auszugehen, dass die Herausforderung weiter voranschreitet. Es wäre ungenügend,
sich nur auf die bisher identifizierten Kalamitätsflächen zu beziehen.
43
angemessener Zeitraum abgewartet werden, um Naturverjüngung eine Chance zu
geben (3-5 Jahre).
4. Während 2.-3. auf der Ebene der Bundesländer greift, ist auf der Bundesebene
sicherzustellen, dass die entsprechenden Hilfen und Förderungen nicht perverse
Anreize dafür darstellen, den Ökosystemen massive und irreversible Schäden
zuzufügen. Es scheint nicht richtig zu sein, dass die Bundesmittel verausgabt
werden, ohne dass auf das Vorlegen von Folgen- und Risikoabschätzungen / UVP
bestanden wird, um solche Schäden zu verhindern.
(…)
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Ecological, economic, and social demands triggered a shift in the management of temperate deciduous forests from rotation forestry system towards more nature-based forest management techniques such as continuous cover forestry. However, there is insufficient knowledge on the regeneration success of different tree species especially oaks-within this management system. Through a systematic experiment, we compared the re-generation processes of a sessile oak-hornbeam forest after gap-cutting (as an element of continuous cover forestry system) to regeneration after clear-cutting, preparation cutting, and in retention tree groups (treatments of rotation forestry system). A managed, closed, mature forest was used as control. Several different aspects of the regeneration were studied: (1) seed supply of sessile oak-Quercus petraea (Matt.) Liebl., (2) species number and abundance of the natural regeneration, (3) survival and growth of individual saplings of five tree species (sessile and Turkey oak-Quercus cerris L., hornbeam-Carpinus betulus L., beech-Fagus sylvatica L., and common ash-Fraxinus excelsior L.). The number of acorns was high in closed forest, intermediate in preparation cutting and retention tree group, low in gaps, and zero in clear-cutting. Four years after the interventions, there was no detectable treatment effect on the species number of regeneration. Survival increased in every treatment compared to control, but there was no significant difference in this measure between the differently treated sites. Height growth was highest in the gaps and clear-cuts, intermediate in preparation cuts, and lowest in retention tree groups and controls. Species with different seed dispersal mechanisms responded differently to treatments: oaks were dispersal-limited in the gaps and clear-cuts, while anemochorous species (e.g., hornbeam and manna ash) were present in every treatment. The survival and growth pattern of the particular species proved to be similar, but the intensity of the response differed: shade-tolerants (hornbeam, beech, and ash) showed better survival than oaks in most treatments, and their height growth was larger. According to our results, oak re-generation establishes successfully in oak-hornbeam forests not only in the case of rotation forestry, but also during continuous cover forestry (gap-cutting). The survival and growth of the saplings are similar in cutting areas and gaps, but keeping in mind other considerations (such as preserving forest continuity, balanced site conditions, and forest biodiversity), continuous cover forestry should be preferred.
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High severity stand-replacing wildfires can deeply affect forest ecosystems whose composition includes plant species lacking fire-related traits and specific adaptations. Land managers and policymakers need to be aware of the importance of properly managing these ecosystems, adopting post-disturbance interventions designed to reach management goals, and restoring the required ecosystem services. Recent research frequently found that post-fire salvage logging negatively affects natural regeneration dynamics, thereby altering successional pathways due to a detrimental interaction with the preceding disturbance. In this study, we compared the effects of salvage logging and other post-disturbance interventions (adopting different deadwood management strategies) to test their impact on microclimatic conditions, which potentially affect tree regeneration establishment and survival. After one of the largest and most severe wildfires in the Western Alps that affected stand-replacing behavior (100% tree mortality), a mountain forest dominated by Pinus sylvestris L., three post-fire interventions were adopted (SL-Salvage Logging, logging of all snags; CR-Cut and Release, cutting snags and releasing all deadwood on the ground; NI-No Intervention, all snags left standing). The differences among interventions concerning microclimatic conditions (albedo, surface roughness, solar radiation, soil moisture, soil temperature) were analyzed at different spatial scales (site, microsite). The management interventions influenced the presence and density of safe sites for regeneration. Salvage logging contributed to the harsh post-fire microsite environment by increasing soil temperature and reducing soil moisture. The presence of deadwood, instead, played a facilitative role in ameliorating microclimatic conditions for seedlings. The CR intervention had the highest soil moisture and the lowest soil temperature, which could be crucial for seedling survival in the first post-fire years. Due to its negative impact on microclimatic conditions affecting the availability of preferential microsites for regeneration recruitment, salvage logging should not be considered as the only intervention to be applied in post-fire environments. In the absence of threats or hazards requiring specific management actions (e.g., public safety, physical hazards for facilities), in the investigated ecosystems, no intervention, leaving all deadwood on site, could result in better microclimatic conditions for seedling establishment. A preferred strategy to speed-up natural processes and further increase safe sites for regeneration could be felling standing dead trees whilst releasing deadwood (at least partially) on the ground.
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Plants can form an immunological memory known as defense priming, whereby exposure to a priming stimulus enables quicker or stronger response to subsequent attack by pests and pathogens. Such priming of inducible defenses provides increased protection and reduces allocation costs of defense. Defense priming has been widely studied for short–lived model plants such as Arabidopsis, but little is known about this phenomenon in long‐lived plants like spruce. We compared the effects of pre‐treatment with sub‐lethal fungal inoculations or application of the phytohormone methyl jasmonate (MeJA) on the resistance of 48‐year‐old Norway spruce (Picea abies) trees to mass attack by a tree‐killing bark beetle beginning 35 days later. Bark beetles heavily infested and killed untreated trees, but largely avoided fungus‐inoculated trees and MeJA‐treated trees. Quantification of defensive terpenes at the time of bark beetle attack showed fungal inoculation induced 91‐fold higher terpene concentrations compared to untreated trees, while application of MeJA did not significantly increase terpenes. These results indicate that resistance in fungus‐inoculated trees is a result of direct induction of defenses while resistance in MeJA‐treated trees is due to defense priming. This work extends our knowledge of defense priming from model plants to an ecologically important tree species.
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Recent reports of local extinctions of arthropod species 1 , and of massive declines in arthropod biomass 2 , point to land-use intensification as a major driver of decreasing biodiversity. However, to our knowledge, there are no multisite time series of arthropod occurrences across gradients of land-use intensity with which to confirm causal relationships. Moreover, it remains unclear which land-use types and arthropod groups are affected, and whether the observed declines in biomass and diversity are linked to one another. Here we analyse data from more than 1 million individual arthropods (about 2,700 species), from standardized inventories taken between 2008 and 2017 at 150 grassland and 140 forest sites in 3 regions of Germany. Overall gamma diversity in grasslands and forests decreased over time, indicating loss of species across sites and regions. In annually sampled grasslands, biomass, abundance and number of species declined by 67%, 78% and 34%, respectively. The decline was consistent across trophic levels and mainly affected rare species; its magnitude was independent of local land-use intensity. However, sites embedded in landscapes with a higher cover of agricultural land showed a stronger temporal decline. In 30 forest sites with annual inventories, biomass and species number-but not abundance-decreased by 41% and 36%, respectively. This was supported by analyses of all forest sites sampled in three-year intervals. The decline affected rare and abundant species, and trends differed across trophic levels. Our results show that there are widespread declines in arthropod biomass, abundance and the number of species across trophic levels. Arthropod declines in forests demonstrate that loss is not restricted to open habitats. Our results suggest that major drivers of arthropod decline act at larger spatial scales, and are (at least for grasslands) associated with agriculture at the landscape level. This implies that policies need to address the landscape scale to mitigate the negative effects of land-use practices.
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