Wälder im Klimawandel - Grundlagen für Anpassungsoptionen in Rheinland-Pfalz

Hochschulschrift

Zusammenfassung: Im Rahmen des interdisziplinären Landesprojektes KlimLandRP wurden, basierend auf projizierten Klimaveränderungen, die Folgen des Klimawandels auf unterschiedliche Umweltelemente und Landnutzungen in Rheinland-Pfalz untersucht. Die Ermittlung der möglichen Folgen von klimainduzierten Standortsveränderungen in der Waldlandschaft von Rheinland-Pfalz ist als übergeordnetes Ziel definiert. Auf Basis von Klimaprojektionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts sollen flächendeckende Analysen über die möglichen Reaktionen der Baumarten dargestellt werden. Die flächenrepräsentativsten Baumarten sind Buche, Traubeneiche, Fichte, Kiefer und Douglasie – die Untersuchungsobjekte dieser Arbeit. Rheinland-Pfalz ist durch ein westeuropäisch-atlantisches Klima geprägt, das durch eine reich diversifizierte Geografie des Landes klimatische Kontraste aufweist. Im Rahmen der Möglichkeiten der vorliegenden Arbeit wurde lediglich eine Kombination aus dem Globalklimamodell ECHAM5-MPI-OM und dem regionalen Klimamodell WETTREG2006 genutzt. Jedoch wurden hierbei Klimaprojektionen für die nahe Zukunft (2021-2050) und die ferne Zukunft (2071-2100) auf der Grundlage mehrerer IPCC-Emissionsszenarien (IPCC-SRES) angewendet. Als Referenz wurde das beobachtete Klima des Zeitraumes 1971-2000 benutzt. Ausgehend von den Standort- und Waldeigenschaften werden Annahmen zu den Ansprüchen der Baumarten als Basis zur Erkennung der aktuellen und künftigen Chancen- und Risikoräume verwendet – Grundlagen für Handlungsoptionen auf der Landschaftsebene. Vier methodische Konzepte werden hierbei bearbeitet: a) Bioklima-Hüllen: basierend auf den potenziell natürlichen Verbreitungsgebieten der Baumarten werden klimatische Schwellenwerte („Hüllen“) anhand eines weltweiten Klimadatensatzes gewonnen; b) Klimaeignungskarten: entlang des Klimagradienten des rheinland-pfälzischen Waldes werden das Vorkommen und die Bonität der Hauptbaumarten analysiert. Diese Analyse und Gewichtung sowie die sich anschließende Expertenbegutachtung liefern die Auswertung der klimatischen Eignung der Baumarten entlang der Waldklimagradienten; c) Waldwachstumssimulation: nach der Stratifizierung von Waldlandschaftseinheiten ist eine Simulation in drei Schritte gestaffelt: i) die prozessbasierte Simulation des Wachstums der Baumarten bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen mit dem Modell BALANCE; ii) die Anpassung der Funktion des potenziellen Wachstums im Modell SILVA durch die Ausgabeparameter von BALANCE; sowie iii) die Simulation des Wachstums der verschiedenen repräsentativen Waldlandschaftseinheiten für den Zeitraum 2000-2100 mit dem Modell SILVA. d) Forstlichen Wasserhaushaltssimulation: in Zusammenarbeit mit dem Physische Geografie der Universität-Trier und der Außenstelle der Forsteinrichtung Rheinland-Pfalz sind Simulationen von hydrologischen Prozessen in einem 100-jährigen Buchenbestand anhand von 12 Standortsvarianten unter verschiedenen Klimaprojektionen durchgeführt worden. Für die Auswertung des Bodenwassergehalts im Wurzelraum wurde der Indikator „BWd9“ entwickelt. Eine baumartenspezifisch integrierte Übersicht der Ergebnisse weist Buche und Eiche eine weiterhin relativ solide Leistungsperspektive in Rheinland-Pfalz zu. Die Höhenlagen können aufgrund von Temperaturerhöhungen für diese Baumarten sowie für die Kiefer günstiger werden, während die Veränderungen in der Wasserbilanz in Teilen der kollinen und der planaren Stufe zu Leistungs- und Vitalitätsverlusten dieser Arten führen können. Relativ zu den übrigen Hauptbaumarten schneidet die Kiefer dennoch bei der gesamten Betrachtung am besten ab. In Übereinstimmung mit anderen Regionen Deutschlands lassen die Ergebnisse für die Fichte in Rheinland-Pfalz auf eine deutliche Abnahme ihrer Leistung und Vitalität schließen. Es ist anzunehmen, dass die Fichte nur noch in den Höhenlagen weiterhin günstige Wachstumsbedingungen vorfinden wird. Die Douglasie schneidet trotz ihrer ebenfalls allgemeinen Eignungsabnahme deutlich besser ab als die Fichte. Die Eignungsverluste einiger Baumarten können in dieser Stufe sowie in den kollinen Bereichen der Mittelgebirge zu ökologischen Vorteilen für andere Baumarten führen. Trotz der individuellen methodischen Schwächen werden dennoch unterschiedliche wichtige Facetten des Themenkomplexes betrachtet. Aufgrund dessen, dass die Ergebnisse der vier Meilensteine auf ähnliche und gleichgerichtete Regionaltrends hinweisen, wird die Belastbarkeit von Aussagen wesentlich erhöht. Der Bedarf einer Anpassung der Waldzusammensetzung oder der Produktionsziele in bestimmten Regionen ist deutlich geworden. Angesprochen wird darüber hinaus, dass weiterhin auf Basis der allgemeingültigen Prinzipen einer naturnahen Waldbewirtschaftung die Anpassung des Waldes an den Klimawandel insbesondere durch die Erhöhung der Resilienz der Wälder und mittels einer risikostreuenden, langfristig orientierten Waldbauplanung erreicht werden kann
Zusammenfassung: Within the interdisciplinary research project KlimLandRP possible impacts of climate change on different environmental elements and land uses in Rhineland-Palatinate (Germany) were studied. The assessment of possible impacts of climate induced changes on the forest sites and landscapes of Rhineland-Palatinate is presented as the main research aim of this work. Based on different climate projections until the end of the 21st century, it was intended to perform and area-wide analyses of the possible reaction of the main tree species. The most representative tree species are Common Beech, Sessile Oak, Norway Spruce, Scots Pine, and Douglas Fir – study object in this work. Rhineland-Palatinate is characterized by a west-European-Atlantic climate, whit enforced climatic contrasts due to the diversified geography. Considering the frame conditions of the project, only the combination of the global climate model ECHAM5-MPI-OM and the regional climate model WETTREG2006, was applied. However several climate projections for the near future (2021-2050) and the far future (2071-2100) were used according to different IPCC emission scenarios (IPCC-SRES). Measured data from the period 1971-2000 are used as the reference. Based on the site and forest properties, assumptions about the tree species requirements are established supporting the identification of actual and future chances or risk areas – bases for (new) forest course of action on the landscape level. Four methodical concepts are presented: a) Bio-Climate Envelopes: based on the potential natural distribution of the different tree species and a worldwide climate dataset, climatic thresholds (“envelopes”) for each species are acquired; b) Climate Suitability Maps: along the gradient of forest climate in Rhineland-Palatinate frequency of occurrence and site class of the main trees species is analyzed. This analysis and weighting as well as an expert’s survey lead to the assessment of the climatic suitability of tree species along the present and future climate gradient. c) Forest Growth Simulation: after a stratification of climatic-forest-landscapes and of forest types a simulation was staggered in three steps: i) the process based simulation of the species growth under different climate conditions by applying the model BALANCE; ii) the adjustment of the function of the potential growth in model SILVA according to the output of BALANCE; and iii) the growth simulation of different representative forest landscape units for the period of 2000-2100 by model SILVA. d) Forest Water-Balance Simulation: in collaboration with the Department for Physical Geography of the University of Trier and the Forest Division from Rhineland-Palatinate simulations of hydrological processes in a 100-year-old beech stand, considering 12 site variants were run using several climate projections. For assess the soil water content in the stand’s root area the indicator “BWd9” was developed. A tree species specific overall outline of the results assigns Beech and Oak a continuous relative solid performance in Rhineland-Palatinate for the future. Due to temperature increase, the higher altitudes could become more favorable for these deciduous tree species as well as for Pine. In contrast, changes of the water balance in part of the colline and planar zones might bring about decreases in vitality and performance for those species. Relative to other main tree species however, Pine is assumed to be the species with the best performance in the course of this century. In accordance to other German regions, the results obtained for Spruce in Rhineland-Palatinate point to a significant decrease in its performance and vitality. In the far future, probably only the higher altitudes will ensure favorable growth conditions for Spruce. Despite the general decrease in its suitability, Douglas Fir shows significant better results than Spruce. Despite particular methodical weaknesses, several central facets of the issue “forest and climate change” are regarded. Results of the four milestones are similar and demonstrate equal regional trends, which increases the robustness of the results significantly. Needs on an adaptation of forest composition or production goals in certain regions become clear. Moreover, based on the general principles of close-to-nature forestry, the adaptation of the forest to climate change can be reached particularly by increasing the resilience of the forests as well as by means of risk diversified forest planning in the long term

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Universität Freiburg, Dissertation, 2013

Classification and Topics

• Classification: Landwirtschaft, Veterinärmedizin
• Keyword: Wald ; Klimaänderung ; Forstertrag ; Wald ; Klimaänderung ; Online-Ressource ; Rheinland-Pfalz ; Rheinland-Pfalz

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2013
• Creator: Vasconcelos, Ana Cátia Proença
• Contributor: Konold, Werner

Further information

• URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-90950
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:56 AM CEST