Wälder im Klimawandel: Deutschland: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Klimawandel
VisuellWikitext
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(19 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
[[Bild:Wald Schorfheide.jpg|thumb|520 px|Die Schorfheide, eines der größten zusammenhängenden Waldgebiete in Deutschland]]
[[Bild:Waldanteil-Deutschland-2012a.jpg|thumb|320 px|Abb. 1: Flächenanteil von Wald in Deutschland in % der Fläche der Landkreise.]]
== Wälder und Klima in der Gegenwart ==
[[Bild:D Hauptbaumarten 2017.jpg|thumb|320 px|Abb. 2: Die Hauptbaumarten in Deutschland ]]
== Waldverbreitung ==
Etwa 32% der Fläche Deutschlands von 35,7 Mio. ha werden von Wald eingenommen, was 11,4 Mio. ha entspricht.  Auf über der Hälfte der deutschen Gesamtfläche wird Landwirtschaft betrieben.<ref name="BEL 2021">Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2021): Waldbericht der Bundesregierung 2021</ref> Die geringste Waldbedeckung mit bis zu 20% der Landkreisflächen weist der Nordwesten des Landes auf. Ein hohe Waldbedeckung zeigen dagegen die Mittelgebirge in Rheinland-Pfalz, Hessen und Baden-Württemberg, aber auch das südliche Brandenburg und Teile Bayerns weisen eine dichte Waldbedeckung auf, wo einzelne Landkreise zu 40% und mehr von Wald eingenommen werden (Abb. 1). Während die landwirtschaftliche Fläche um ca. 3% zwischen 1992 und 2013 abnahm, wuchs die Waldfläche im selben Zeitraum um fast 1%, und zwar besonders in den waldarmen Regionen Nordwestdeutschlands und in Sachsen-Anhalt.<ref name="Hoymann 2021">Hoymann, J., S. Baum, P. Elsasser u.a. (2021): [https://doi.org/10.1007/978-3-658-18671-5_2 Ist-Situation der Landnutzung in Deutschland], in: H. Gömann und J. Fick (Hrsg.), Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel</ref> 


Die deutschen Wälder bestehen aus Baumarten, die mehr oder weniger gut an die klimatischen Bedingungen Deutschlands angepasst sind. Großräumig ist das Auftreten einer Baumart durch verschiedene Klimaparameter wie [[Temperatur]], [[Niederschlag]], Feuchtigkeit u.a. bestimmt. Wirtschaftliche Interessen können jedoch innerhalb gewisser Schwankungsbreiten auch zur Nutzung weniger guter Standorte führen. So gibt es in Deutschland Baumarten, deren Verbreitungsschwerpunkt nicht unbedingt in mitteleuropäischen, sondern eher in submediterranen, borealen oder alpinen Regionen liegen. Die Fichte etwa bevorzugt ein trocken-kaltes bzw. feucht-kaltes Klima, wie man es in Skandinavien bzw. in den Alpen findet und ist an das warm-feuchte mitteleuropäische Klima nur begrenzt angepasst. Andererseits ist etwa die Rotbuche auf das Klima in Deutschland hervorragend eingestellt.<ref name="Kölling 2007a">C. Kölling, L. Zimmermann (2007): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/gefahrstoffe_koelling_2007_01.pdf Die Anfälligkeit der Wälder Deutschlands gegenüber dem Klimawandel], Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 67, 259-268 - 
Die Waldfläche in Deutschland wird hauptsächlich von Nadelbäumen eingenommen, wobei Fichten 25% und Kiefern sich auf 23% der Fläche befinden (Abb. 2). Auf 45% der Waldfläche stehen Laubbäume.<ref name="BEL 2021" /> Hier dominiert die Buche mit 16% vor der Eiche mit 10% der Waldfläche. Reine Nadel- bzw. Laubbaumbestände sind jedoch eher selten, da auf 76% der Fläche Mischwälder stehen. Das ist vor allem ein Ergebnis von staatlichen Förderprogrammen, die seit Jahrzehnten durch Anpflanzungen von Laubbäumen für eine bessere Durchmischung der Baumbestände gesorgt haben, wobei besonders die Anzahl der Buchen erweitert wurde.  Insgesamt hat es einen deutlichen Wandel von Nadelwäldern zu Mischwäldern gegeben, wodurch der Wald widerstandsfähiger geworden und besser auf den [[Klimaänderungen in Deutschland|Klimawandel]] vorbereitet ist. Einzelne Baumarten sind regional unterschiedlich verteilt. So besteht die brandenburgische Waldfläche zu fast drei Vierteln aus Kiefernwald, während die Fichtenanteile mit über 40% besonders groß in Bayern und Thüringen sind. Laubbäume finden sich wiederum vor allem im Saarland, in Rheinland-Pfalz, Hessen, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein.<ref name="Hoymann 2021" />  
</ref>


Im Sommer werden in Deutschland die Bäume besonders durch Hitze und Trockenheit gefährdet. Dabei kann es zur Verringerung des Volumens der Zellen durch Wassermangel und zur Verlangsamung des Wachstums kommen. Besonders wenn das Wurzelwachstum aufgrund von Wassermangel eingestellt wird, kommt es zu deutlichen Trockenschäden. Bäume besitzen allerdings verschiedene Mechanismen, um sich gegen Austrocknung zu wehren. Dazu gehören die Bildung einer wachsartigen Oberfläche auf den Blättern, einer sog. Kutikula, die die Verdunstung einschränkt, die teilweise Schließung der Stomata ebenfalls zur Vermeidung von allzu großer Verdunstung, eine Veränderung der Blattstellung zur Vermeidung starker Sonnenbestrahlung etc. Wie stark Bäume durch den Klimawandel geschädigt werden, hängt nicht zuletzt von ihren gegenwärtigen Standorten ab. Sind die Bäume gegenwärtig an den Standort optimal angepasst, wird es auch durch den Klimawandel zu keinen gravierenden Schäden kommen.<ref name="Roloff">Roloff, A., B. Grundmann (2008): [http://www.wald-in-not.de/download/KLAM.pdf Klimawandel und Baumarten-Verwendung für Waldökosysteme], TU-Dresden
[[Bild:D Ökosystemleistung Wald.jpg|thumb|540 px|Abb. 3: Ökosystemleistungen des Waldes in Deutschland (zum Vergrößern auf das Bild klicken)]]
</ref>
== Sozioökonomische und Ökosystemleistungen des Waldes in Deutschland ==
Der Wald spielt in gesellschaftlicher, ökonomischer und ökologischer Hinsicht eine wesentliche Rolle (Abb. 3). Nicht zuletzt ist der Wald ein wichtiger Faktor im Klimawandel. Er ist einerseits vom Klimawandel betroffen, ja bedroht. Und er ist andererseits als wichtiger [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|CO<sub>2</sub>-Speicher]] auch von erheblicher Bedeutung im Kampf gegen den Klimawandel.


== Projektionen ==
Seit 1990 hat sich die Waldfläche in Deutschland um rund 200.000 ha vergrößert. 2017 erreichte der Holzvorrat des deutschen Waldes mit 3,9 Mrd. km<sup>3</sup> einen historischen Höchststand und machte Deutschland zum Land mit dem größten Holzvorrat in der [[Wälder im Klimawandel: Europa|Europäischen Union]]. Der jährliche Holzeinschlag betrug in den letzten 10 Jahren 70-80 Mio. m<sup>3</sup> Holz, wovon der größte Teil von Nadelbäumen und hier besonders von der Fichte stammt. Der deutsche Wald ist daher ein wichtiger Wirtschaftsfaktor. Die Forst- und Holzwirtschaft, wozu auch die Verwertung von und der Handel mit Holz gehören, beschäftigte 2018 735.000 Menschen.<ref name="BEL 2021" /> 


Bei einer Klimaänderung ändern sich auch die Wachstumsbedingungen der Baumarten in deutschen Wäldern. Regionale [[Klimaprojektionen_Deutschland|Klimamodellberechnungen für Deutschland]] gehen von einer Temperaturerhöhung um 2,5 bis 4,5 °C in diesem Jahrhundert aus, wobei sich die Wintermonate wahrscheinlich stärker erwärmen werden als die Sommermonate. Die Niederschläge werden im Sommer möglicherweise um 20 % ab-, im Winter um 20 % zunehmen. Insgesamt wird es also wärmere und trockenere Sommer und wärmere und feuchtere Winter geben als gegenwärtig. Eine solche Klimaänderung hat für die verschiedenen Baumarten unterschiedlich Folgen. Danach lassen sich die Baumarten grob in drei Gruppen teilen:<ref name="Roloff" />
Verwertet wird das Holz sowohl als Grundstoff für Bauelemente, Möbel, Papier und Verpackung wie als Energierohstoff. Eine stoffliche Verwendung betrifft drei Viertel des aus Wäldern stammenden Holzes, während ein Drittel zur Energieerzeugung, vor allem in privaten Haushalten, genutzt wird. Dabei ist Nadelholz mit 84% die Hauptquelle für Holzprodukte, während 70% des Laubholzes unmittelbar energetisch genutzt werden. In beiden Fällen kann sich die Verwendung von Holz positiv auf die [[Kohlendioxidemissionen|Kohlenstoffemissionen]] auswirken. Wenn durch Holzprodukte Bau- und Werkstoffe ersetzt werden, die für die Herstellung mehr fossile Energie benötigen als Holzprodukte, wird die Emission von CO<sub>2</sub> verringert. So ist der Energieaufwand für die Fertigstellung eines Holzhauses 35-50% geringer als der bei einem Steinhaus. Die Speicherung in Produkten ist dabei etwa zur Hälfte nur ein Zwischenspeicher, bevor das Holz in die Energieverwertung gelangt. Das Verbrennen von Holz führt zwar zur Emission von Kohlenstoff, vermeidet aber zwei andere Prozesse:
# dass dasselbe Holz entweder im Wald oder als Altholz nach dem Gebrauch verrottet und dabei auch Kohlenstoff freisetzt und  
# dass für dieselbe Energieerzeugung fossile Brennstoffe verwendet werden.  
Insofern vermeidet die Bewirtschaftung von Wald zum Zweck der Holzverwendung Emissionen von CO<sub>2</sub> in Deutschland (s.u.).<ref name="Schulze 2021">Schulze E. D., Rock J., Kroiher F., Egenolf V., Wellbrock N., Irslinger R., Bolte A., Spellmann H. (2021): [https://doi.org/10.11576/biuz-4103 Klimaschutz mit Wald: Speicherung von Kohlenstoff im Ökosystem und Substitution fossiler Brennstoffe.] Biologie in unserer Zeit, 51(1), 46–54</ref>  


# Baumarten, für die die Klimaänderung praktisch keine negativen Konsequenzen haben wird. Dazu gehören die Arten mit submediterranem Verbreitungsschwerpunkt wie Esskastanie und Flaumeiche. Außerdem die Trauben- und Stieleiche sowie die Gemeine Esche und die Sommerlinde. Diese Arten nehmen in Deutschland weniger als 15 % der Waldfläche ein.
Eine weitere wichtige Leistung des Waldes besteht in der Möglichkeit zur Erholung. Knapp drei Viertel der deutschen Bevölkerung besuchen den Wald mindestens einmal im Jahr; im Mittel fallen auf jeden Einwohner in Deutschland sogar 28 Waldbesuche jährlich. Der Wald ist besonders attraktiv für Spaziergänge, Wandern, Naturbeobachtung und andere Aktivitäten und stärkt dabei die körperliche und psychische Gesundheit. Als positive Faktoren des Lebensraums Wald werden das gute Bioklima, der Artenreichtum und der Gegensatz zu städtischen Stressfaktoren erlebt.<ref name="BEL 2021" />
# Baumarten, bei denen der Klimawandel mit geringen Verschlechterungen der Wachstumsbedingungen zu Buche schlagen wird wie Ahorn, Birke, Rotbuche, Douglasie und Winterlinde, die zusammen weniger als 25 % der der Waldfläche in Deutschland einnehmen.
# Baumarten, die aus wirtschaftlichen Gründen jetzt schon außerhalb ihres natürlichen kühleren Verbreitungsgebietes in Deutschland angebaut wurden und die daher bei einer Erwärmung und größerer Sommertrockenheit am stärksten in Mitleidenschaft gezogen werden.  Dazu gehören die Fichte, die Waldkiefer, die Europäische Lärche und die Weißtanne, die zusammen auf über 50 % der Waldfläche in Deutschland angebaut werden.


== Einzelne Baumarten ==
Wälder speichern zudem einen großen Teil des Niederschlagswassers, reinigen und verdunsten es. Der nicht verdunstete Teil gelangt in den Waldboden. Waldböden sind Deutschlands größter Süßwasserspeicher, der bis zu 200 l Wasser pro Quadratmeter speichern kann. Von den deutschen Wasserschutzgebieten liegen 40% bzw. 2,1 Mio. ha im Wald. Bei [[Dürren in Europa|Dürren]] ist der Boden eine elementare Wasserressource für die Bäume. Dabei ist die Grundwasserneubildung in Mischwäldern höher als in reinen Nadelwäldern.<ref name="BEL 2021" />  
===Buche===
Für die Buche werden sich durch den Klimawandel die Standortbedingungen verbessern. Sie ist durch eine hohe Toleranz gegenüber nicht zu lange anhaltenden Trockenperioden gekennzeichnet. Sie besitzt auch die Möglichkeit zu einer evolutionären Anpassung an trockene Bedingungen.  Bei extremer Trockenheit wird sie jedoch möglicherweise durch Eichen-Trockenwälder verdrängt werden.<ref name="Roloff" />


In einer Untersuchung für Bayern zeigt sich die Buche ebenfalls den künftigen Klimaänderungen gewachsen.<ref name="Kölling 2007b">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Walentowski (2007):  Klimawandel: Was geschieht mit Buche und Fichte?, AFZ-DerWald 11, 584-588</ref> Unter den gegenwärtigen Klimabedingungen kann die Buche überall bis auf die höchsten Gebirgslagen angebaut werden. "Bayern ist ein Buchenland."<ref name="Kölling 2007b" />  Bei einer moderaten Temperaturerhöhung um 1,8 °C und einer geringen Niederschlagsabnahme um 40 mm nach dem Szenario B1 ergeben sich nur geringfügige Änderungen in den Wachstumsbedingungen. Die Buche kann in einige bisher zu kalte Gebirgsregionen vordringen und muss sich aus einigen wenigen zu warm und zu trocken werdenden Gebieten, z.B. in Unterfranken, zurückziehen. Sie behauptet aber den weitaus größten Teil ihres bisherigen Siedlungsgebietes.
[[Bild:D Entwicklung Kronenzustand.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Entwicklung des Baumkronenzustands 1990-2020]]


===Eiche===
== Waldrisiken ==
Die Eiche wird in Deutschland wahrscheinlich vom Klimawandel am stärksten profitieren. Aufgrund ihrer tiefreichenden Pfahlwurzeln könnte sie sich vermehrt in Trockengebieten des Norddeutschen Tieflands ausbreiten  und hier mit der Kiefer günstige Mischwälder bilden. Im Süden Brandenburgs und im Norden Sachsens könnte die Eiche die Buche ersetzen, für die es hier möglicherweise zu trocken wird. Die Ausbreitung von Eichen-Kiefern-Mischwäldern sind in jedem Fall positiv einzuschätzen, da sie durch die Laubstreu weniger stark zur Versauerung neigen und die Feuchtigkeit besser im Boden halten als reine Nadelwälder.<ref name="Roloff" />
=== Luftschadstoffe ===
In den 1980er Jahren war das „Waldsterben“ in Deutschland ein viel diskutiertes Phänomen. Angesichts des vorzeitigen Blattfalls und der Kronenlichtung sowie der Vergilbung von Blättern und Nadeln sahen die Öffentlichkeit und Umweltverbände den Bestand des deutschen Waldes in Gefahr. Ursache waren vor allem die Luftschadstoffe durch die Kohleverbrennung in Kraftwerken und durch den Verkehr. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstand Schwefeldioxid, das sich in der Atmosphäre in Schwefelsäure verwandelte und durch den sog. „sauren Regen“ auf die Baumbestände niederging und in den Boden sickerte. Vor allem die Versauerung des Bodens führte zu einer Störung des Baumwachstums. Diese Säureeinträge aus früheren Jahrzehnten sind auch heute noch ein Problem für die Wälder, obwohl der Saure Regen durch Kraftwerksfilter und Autokatalysatoren stark zurückgegangen ist. Durch die frühere Bodenversauerung ist das Wurzelwerk der Bäume oft nur noch flachgründig und leidet daher bei sommerlicher Trockenheit unter Wassermangel.<ref name="Wilpert 2016">Wilpert, K. v., S. Meining (2016): [https://www.waldwissen.net/de/technik-und-planung/waldinventur/35-jahre-waldschadensforschung 35 Jahre Waldschadensforschung – wie geht es dem Wald heute?] FVA-einblick 1/2016, S. 36-39</ref>  


===Kiefer===
=== Wälder im Klimawandel ===
Die Kiefer ist im Nordostdeutschen Tiefland die dominierende Waldbaumart. Sie könnte künftig in Konkurrenz mit hoch wachsenden und starke Schatten werfenden Laubbäumen an Bedeutung verlieren. Auch die Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern könnte durch den Klimawandel zunehmen. Dennoch wird der Kiefer ein hohe Anpassungsfähigkeiten an künftige klimatische Bedingungen zugesprochen, so dass sie wahrscheinlich im ostniedersächsischen Tiefland, in Nord- und Mittelbrandenburg die Hauptbaumart bleiben wird.<ref name="Roloff" />
Die Säureeinträge in den Waldböden halten sich gegenwärtig in Grenzen.<ref name="Wilpert 2016" />  Dafür ist in den letzten 15 Jahren ein anderer Risikofaktor aufgetreten, der den deutschen Wald zunehmend einer noch höheren Belastungsprobe aussetzt als der saure Regen in den 1980er Jahren: der Klimawandel. Vor allem Extremereignisse wie starke [[Außertropische Stürme|Stürme]], [[Hitzewellen Europa|Hitzewellen]] und extreme Dürren haben in den letzten Jahren den deutschen Wäldern massive Schäden zugefügt. Zur Bewertung von Waldschäden wird meistens der Kronenzustand herangezogen und die sog. Kronenverlichtung bewertet (Abb. 4). Danach besaßen in den Jahren 2018-2020 nur noch ein Fünftel der Bäume in Deutschland gesunde Kronen. Knapp über 40% wiesen eine besorgniserregende Verlichtung von 11-25% und etwa ein Drittel eine deutliche Kronenverlichtung ("Warnstufe")von 25-100% auf.<ref name="BEL 2021" /> Damit befindet sich der deutsche Wald in einem schlechteren Zustand als zur Zeit des „Waldsterbens“, ohne dass die Öffentlichkeit sich ähnlich alarmiert zeigt wie vor 40 Jahren.<ref name="Wilpert 2016" />  


[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
=== Dürren und Hitze ===
===Fichte===
[[Bild:D Dürre im Wald sm.jpg|thumb|540 px|Abb. 5: Fichte und Buche im Trockenstress: Die Fichte ist vor allem durch den Käferbefall gefährdet, die Buche durch den Wassermangel. (zum Vergrößern auf das Bild klicken)]]
Die Fichte gilt angesichts des Klimawandels als der Problembaum in Deutschland. Das liegt vor allem daran, dass die Fichte aufgrund ihrer ökonomischen Vorteile am weitesten außerhalb ihrer optimalen Standortgebiete angebaut wurde. Der aktueller Anteil der Fichte an der deutschen Waldfläche beträgt 28 %, womit sie in Deutschland die wichtigste Baumart ist. Die Ausbreitung der Fichte begann als Folge der niedrigen Temperaturen der [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleinen Eiszeit]] im 18. Jahrhundert. Auch die zuvor erfolgte Übernutzung von Laubbäumen erleichterte es der Fichte in früher reine Laubwaldgebiete vorzudringen. Obwohl die Fichte durch die allmähliche Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert und besonders im 20. Jahrhundert in vielen Gebieten Deutschlands nicht mehr optimale Bedingungen vorfand, wurde sie zunehmend außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes angebaut.<ref name="Kölling2009">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Borchert (2009): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/lwf_aktuell_fichte_2009_01.pdf Von der „Kleinen Eiszeit“ zu „Großen Heißzeit“. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Fichtenanbaus in Deutschland], Bayerische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft LWF aktuell 69, 58-61</ref>
Während in den 1990er Jahren vor allem Stürme zu starken Schädigungen der deutschen Wälder führten, haben im neuen Jahrhundert primär Dürren und Hitzewellen den Wald gefährdet. Nach dem [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2003|„Jahrhundertsommer“ 2003]] zeichneten sich besonders die [[Dürren 2018-2020 in Europa|Sommer in den Jahren 2018 bis 2020]] durch ungewöhnlich hohe Temperaturen und extreme Niederschlagsdefizite aus. [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2018|2018]] war besonders der lange Zeitraum von April bis Juli mit Temperaturen von 3,6 °C über dem sommerlichen Mittel bemerkenswert. Hinzu kamen die geringen Niederschläge, die zusammen mit den hohen Temperaturen zu einer großen Trockenheit führten. So wurde für den gesamten Zeitraum von April bis Juli mit -110 mm (in manchen Regionen auch über -300 mm) in Deutschland noch nie ein so hohes Niederschlags-Defizit wie 2018 gemessen.<ref name="Imbery 2018">Imbery, F., K. Friedrich, S. Haeseler, C. Koppe, W. Janssen, P. Bissoli (DWD 2018): [https://www.dwd.de/DE/leistungen/besondereereignisse/temperatur/20180803_bericht_sommer2018.pdf?__blob=publicationFile&v=5 Vorläufiger Rückblick auf den Sommer 2018 – eine Bilanz extremer Wetterereignisse]</ref>  Im Jahr [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2019|2019]] war die heiße Phase im Sommer zwar nicht so durchgehend und dauerte nicht so lange an, dafür wurden aber neue Rekordwerte von über 40 °C an etlichen Stationen gemessen. Die noch vom Vorjahr stammende geringe Bodenfeuchte verstärkte sich weiter und sorgte zusätzlich für hohe Temperaturen, da die abkühlende Wirkung durch Verdunstung weitgehend ausblieb.<ref name="Imbery 2018" /> Auch 2020 litten die Böden noch unter den Folgen der Vorjahre.


Das natürliche Verbreitungsgebiet der Fichte liegt in Nordosteuropa und Skandinavien sowie in Mitteleuropa in höheren Lagen. Aktuell findet sie sich aber auch in tieferen Lagen Mitteleuropas, wo die Temperaturen vielfach um 2 °C höher liegen. Die Fichte reagiert hier besonders empfindlich auf heiße und trockene Sommer. Im Rekordsommer 2003 zeigte sie im Vergleich zu anderen Baumarten ausgesprochen starke Trockenschäden.<ref name="Roloff" />  
Für den Wald in Deutschland hatten die drei [[Dürren 2018-2020 in Europa|heißen und trockenen Jahre von 2018 bis 2020]] massive Schäden an Millionen von Bäumen zur Folge. Neben Hitze und Trockenheit stellte sich als Folgeproblem noch ein massenhafter Befall von Borkenkäfern und anderen Schadorganismen ein, der oft zu größeren Schäden als der Trockenstress selbst führte. Insgesamt wurden 2020 rund 277.000 ha Waldfläche so stark geschädigt, dass sie wiederbewaldet werden müssen. Der Schadholzanfall betrug 170 Mio. m<sup>3</sup>, wobei mit 156 Mio. m<sup>3</sup> vor allem Nadelbäume betroffen waren. Von den einzelnen Baumarten war hauptsächlich die Fichte stark betroffen. So fielen etwa 16% des bundesweiten Fichtenbestands dem trockenen und heißen Sommer zum Opfer.<ref name="BEL 2021" />
Durch Wassermangel gefährdet sind vor allem Sand- und Kiesböden, die bei Dürren und Hitzewellen besonders stark zur Austrocknung neigen. Trockener Boden kann das Niederschlagswasser nur schlecht binden, so dass es bei sommerlichen Starkregen oberflächlich abfließt. Den Bäumen fehlt dann die Möglichkeit, über das Wurzelwerk Feuchtigkeit aufzunehmen. Um Wasserverlust zu vermeiden, schließen Bäume die Spaltöffnungen (Stomata) ihrer Blätter, verringern damit aber die Photosyntheseleistung. Sie werfen außerdem grüne Zweige und Blätter ab. Dadurch wiederum wird das Baumwachstum verringert, und es können ganze Bäume absterben. Bei einem Fortschreiten des Klimawandels wird sich das Problem erheblich verstärken. So würden in Sachsen nach dem [[RCP-Szenarien|Szenario RCP8.5]] die Niederschläge im Sommer um 33% ab- und im Winter um 34% zunehmen. Die hier hauptsächlich auf sandigen Böden wachsenden Kiefern würden trotz ihrer Trockentoleranz erheblich betroffen sein. Auch im Schwarzwald würde sich eine ähnliche Umverteilung der Niederschläge mit entsprechendem sommerlichen Trockenstress für den Wald ergeben.<ref>Collin, S. (2019): [https://www.waldwissen.net/de/waldwirtschaft/schadensmanagement/trockenheit/trockenheit-im-wald Trockenheit im Wald]- [https://www.waldwissen.net/de/ waldwissen.net]</ref>  


Weil die Fichte in Deutschland schon heute nicht mehr unter klimatisch optimalen Bedingungen gedeiht, wird auch eine mäßige Temperaturerhöhung von 1,5 bis 2 °C in Zukunft gravierende Auswirkungen auf die Anbaumöglichkeiten dieses wichtigen Nutzbaumes haben. Hinzu kommt noch die Gefahr durch Borkenkäfer, Buchdrucker oder Kupferstecher, deren Aktivitäten sich mit der Temperatur erhöhen.<ref>C. Kölling, T. Knoke, P. Schall, C. Ammer (2009):
Als der Problembaum im Klimawandel gilt in Deutschland die ökonomisch besonders attraktive Fichte. 25% der Waldfläche Deutschlands werden von Fichten eingenommen.<ref name="BEL 2021" /> Die Fichte wächst in einigen Gebieten in Deutschland, besonders in niedrigeren Lagen, außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes. Die natürliche Wachstumsregion der Fichte liegt in Nordosteuropa und Skandinavien sowie in Mitteleuropa in höheren Lagen. Aufgrund ihrer ökonomischen Vorteile wird sie seit dem 18. Jahrhundert in Deutschland vielfach auch außerhalb ihrer optimalen Standortgebiete angebaut. Dabei kamen dem Baum die Klimaverhältnisse der Kleinen Eiszeit entgegen. Das gegenwärtige Klima, das durch die globale Erwärmung in Mitteleuropa im Sommer immer heißer und trockener wird, ist für den Flachwurzler Fichte dagegen zunehmend ungeeignet. Schon im Rekordsommer 2003 zeigte der Baum im Vergleich zu anderen Baumarten ausgesprochen starke Trockenschäden.  
[http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/forstarchiv_2009_fichte_01.pdf Überlegungen zum Risiko des Fichtenanbaus in Deutschland vor dem Hintergrund des Klimawandels], Forstarchic 80, 42-54</ref> (Siehe hierzu: [[Insektenbefall von Wäldern]].) Dennoch wird sie in höheren Lagen der Mittelgebirge Norddeutschlands wie im Sauerland, Harz und Thüringer Wald auch in Zukunft wohl die Hauptbaumart bleiben.<ref name="Roloff" />


Klimahüllen (s. Abb.) zeigen Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse einer bestimmten geographischen Region, z.B. der Waldflächen Deutschlands, im Vergleich mit sogenannten klimatischen Wohlfühlbereichen für bestimmte Baumarten, z.B. der Fichte. Danach liegt der Wohlfühlbereich der Fichte schon heute größtenteils außerhalb Deutschlands, und ein erheblicher Teil Deutschlands ist für den Fichtenanbau zu warm. Bei einer künftigen Klimaänderung nimmt dieser Teil deutlich zu.
Der Trend zu wärmeren und trockeneren Sommern hat in der deutschen Forstwirtschaft eine bewusste Förderung von Laubbäumen, besonders der Buche, bewirkt, um durch mehr Mischwälder die klimatischen Risiken besser abfangen zu können. Die Buche ist ein typisch mitteleuropäischer Baum, dessen Anteilsfläche in Deutschland 2012 bei 1,68 Mio. ha lag.<ref>Bolte, A. (2016): Chancen und Risiken der Buche im Klimawandel, AFZ-Der Wald 12, 17-19</ref>  Zwar ist die Buche an die Sommer in Deutschland angepasst, erweist sich aber gegenüber der jüngsten zunehmenden Trockenheit als sehr empfindlich. Um Wasserverlust zu verhindern, werfen Buchen bei Dürren schon im Sommer ihre Blätter ab. In den Leistungsbahnen von den Wurzeln in die Kronen können die Wasserfäden abreißen und Luft eindringen. Es kommt zu Embolien, wodurch der Wassertransport ganz verhindert wird. Nach den trockenen Jahren 2018-2020 besaßen nur noch 11% der Buchen keine Kronenverlichtungen<ref name="BEL 2021" />.   Eine Beimischung von Tannen nach Versuchsergebnissen die Trockenresistenz der Buche verbessern. Tannen sind Tiefwurzler und können über ihr Wurzelsystem Wasser in höhere, trockenere Bodenschichten ziehen und so die Buchen teilweise mitversorgen.<ref>FNR-Pressemitteilung (2021): [https://news.fnr.de/fnr-pressemitteilung/foerderliche-nachbarschaft-buche-und-tanne Förderliche Nachbarschaft: Buche und Tanne]</ref>
 
=== Schädlingsbefall ===
[[Bild:Borkenkäfer.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte]]
Gesunde Bäume werden eher selten von Schadinsekten befallen. Brutstätten für Insekten wie den Borkenkäfer sind in der Regel bereits durch Stürme oder Trockenheit geschädigte Bäume. So kam es zu großflächigen Schäden durch Borkenkäfer nach den Orkanen Vivien und Wiebke 1990 sowie Lothar 1999 und Kyrill 2007. Und in jüngster Zeit fielen in den Jahren 2018-2020 durch die langanhaltende Sommerhitze und -dürre ca. 178 Mio. m<sup>3</sup> Schadholz an, und es wurden 285.000 ha an Wald vernichtet, z.T. durch die extremen Wetterbedingungen selbst, aber vor allem durch Insektenbefall.<ref name="Bolte 2021">Bolte, M. Höhl, P. Hennig, T. Schad, F. Kroiher, B. Seintsch, H. Englert, L. Rosenkranz (2021): Zukunftsaufgabe Waldanpassung. AFZ-DerWald 76(2): 12-16.</ref>  Hinzu kam, dass bereits im Winter 2017/18 zahlreiche Bäume durch Sturmschäden geschwächt wurden. In trockenwarmen Sommern, die die Massenvermehrung einiger Schadinsekten begünstigen, können diese aber auch zu Primärschädlingen werden und auch gesunde Bäume zum Absterben bringen.<ref name="Kautz 2021">Kautz, M., H. Delb, K. Hielscher, R. Hurling, G. Lobinger, M. Niesar, L.-F. Otto, J. Thiel (2021): Borkenkäfer an Nadelbäumen – erkennen, vorbeugen, bekämpfen</ref>  Borkenkäfer vermehren sich in Abhängigkeit von der Temperatur und können bei zunehmender Erwärmung weitere Generationen pro Jahr ausbilden. So erreicht der Buchdrucker, die in Deutschland am weitesten verbreitete Unterart des Borkenkäfers, gegenwärtig in tieferen Lagen unter 1000 m Höhe zwei bis drei Generationen im Jahr.<ref name="Kautz 2021" /> 
 
Projektionen gehen davon aus, dass Fichten in Lagen unter 600 m künftig einem hohen Risiko besonders durch den Borkenkäfer ausgesetzt sein werden. Wahrscheinlich werden 70% der Standorte mit dominierendem Buchenbestand durch die weitere Klimaentwicklung gefährdet sein, vor allem in den Mittelgebirgen. Bei Buchen ist das Risiko nicht ganz so hoch, wobei der entscheidende Faktor die Wasserspeicherkapazität der Böden ist. Um den deutschen Wald widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen, müssten in den nächsten 30 Jahren 95.000 ha Waldfläche pro Jahr umgebaut werden, über viermal mehr als bisher. Als Kosten werden dafür 0,5 bis 1,5 Mrd. Euro jährlich veranschlagt.<ref name="Bolte 2021" />
 
== Wald und CO<sub>2</sub> ==
[[Bild:D C-Vorrat Wald Waldboden.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Kohlenstoffvorrat in Wald und Waldboden 1990 und 2012]]
Rechnet man die Baumbestände des deutschen Waldes in Holzmasse um, so betrug der Holzvorrat 2017 3,9 Mrd. m<sup>3</sup>, womit Deutschland das holzvorratsreichte Land innerhalb der EU ist. Jedes Jahr nimmt dieser Vorrat um 10,9 m<sup>3</sup> pro ha zu. Das liegt vor allem daran, dass der Baumbestand zur Hälfte aus Bäumen im Alter von 21 bis 80 Jahren bestehen, deren Zuwachsraten am höchsten sind.<ref name="BEL 2021" />  Entsprechend bindet der Wald in Deutschland in zunehmendem Maße Kohlendioxid aus der Atmosphäre (Abb. 7).
 
Es ist jedoch nicht ausreichend, bei der Frage der Klimaschutzleistung des Waldes nur den Wald selbst zu betrachten. Wälder sind in Deutschland schon seit Jahrhunderten bewirtschaftete Wälder, deren Holz vielfach verwendet wird. Zu berücksichtigen sind daher drei Bereiche:
# Der Wald, d.h. die oberirdische Biomasse und der Boden,
# Holzprodukte, die andere Produkte substituieren,
# Holz als Energielieferant, der andere Brennstoffe ersetzt.
Gegenwärtig beträgt die Speicherung von CO<sub>2</sub> in deutschen Wäldern 2,6 Mrd. t C, wobei Totholz (Holz, das natürlich oder bei der Ernte entsteht) und Böden miteingerechnet sind. Allein die lebende Biomasse (Bäume, Sträucher und sonstige Pflanzen) kam 2017 auf eine Speicherung von 1,2 Mrd. t C. Dabei werden jedes Jahr vom deutschen Wald 57 Mio. t CO<sub>2</sub><ref>1 t C = 3,67 CO2</ref>  neu akkumuliert.  Berücksichtigt werden muss auch die nachgelagerte Holzverwendung, z.B. in Holzprodukten wie Möbel und Bauholz oder als Energierohstoff wie Pellets.<ref name="Elsasser2020">Elsasser, P., K. Altenbrunn, M. Köthke, M. Lorenz (2020): Regionalisierte Bewertung der Waldleistung in Deutschland, Thünen Report 79</ref>  Hier wurden In der Zeit 2012-2017 jährlich 4,2 Mio. t CO<sub>2</sub> gespeichert. Das sind 7% der jährlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands. Durch die starke Trockenheit 2018 und 2019 hat die Speicherwirkung des Waldes in Deutschland um ca. 5 Mio. t CO<sub>2</sub> abgenommen.<ref name="BEL 2021" />


== Einzelnachweise ==  
== Einzelnachweise ==  
<references/>
<references/>
== Literatur ==
* [http://www.climate-service-center.de/036465/index_0036465.html.de Klimawandel und Biodiversität: Folgen für Deutschland]


<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_ro">
Zeile 52: Zeile 67:
<div class="inhalt">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
{{Bild-links|Bild=Temp2m_Europa_Jahr_DiffII_rcp85.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/waelder-in-europa-254854 '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen.
<br>
<br>
<br>
<br>
<br>
<br>


[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]
Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
 
[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]
 
[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]
 
Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
Zeile 74: Zeile 89:
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:  
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:  
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264744/ca5e90cbeb3ee823a42d2b37dceb7ce9/2007-oekosystem-wald-data.pdf] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264822/b63130a91be5ba5d8a55c46c1e9ccb64/2006-vegetationsveraenderung-data.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
<div class=visualClear></div>
</div>   
</div>   
Zeile 84: Zeile 100:
</div>
</div>
</div>
</div>


== Lizenzhinweis ==
== Lizenzhinweis ==
Zeile 97: Zeile 112:
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Deutschland
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Deutschland
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Deutschland
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Deutschland
|beeinflusst von=Dürren in Europa
|beeinflusst von=Dürren 2018-2020 in Europa
|beeinflusst von=Hitzewellen Europa
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst Prozess=Landnutzung

Aktuelle Version vom 12. Oktober 2023, 17:23 Uhr

Abb. 1: Flächenanteil von Wald in Deutschland in % der Fläche der Landkreise.
Abb. 2: Die Hauptbaumarten in Deutschland

Waldverbreitung

Etwa 32% der Fläche Deutschlands von 35,7 Mio. ha werden von Wald eingenommen, was 11,4 Mio. ha entspricht. Auf über der Hälfte der deutschen Gesamtfläche wird Landwirtschaft betrieben.[1] Die geringste Waldbedeckung mit bis zu 20% der Landkreisflächen weist der Nordwesten des Landes auf. Ein hohe Waldbedeckung zeigen dagegen die Mittelgebirge in Rheinland-Pfalz, Hessen und Baden-Württemberg, aber auch das südliche Brandenburg und Teile Bayerns weisen eine dichte Waldbedeckung auf, wo einzelne Landkreise zu 40% und mehr von Wald eingenommen werden (Abb. 1). Während die landwirtschaftliche Fläche um ca. 3% zwischen 1992 und 2013 abnahm, wuchs die Waldfläche im selben Zeitraum um fast 1%, und zwar besonders in den waldarmen Regionen Nordwestdeutschlands und in Sachsen-Anhalt.[2]

Die Waldfläche in Deutschland wird hauptsächlich von Nadelbäumen eingenommen, wobei Fichten 25% und Kiefern sich auf 23% der Fläche befinden (Abb. 2). Auf 45% der Waldfläche stehen Laubbäume.[1] Hier dominiert die Buche mit 16% vor der Eiche mit 10% der Waldfläche. Reine Nadel- bzw. Laubbaumbestände sind jedoch eher selten, da auf 76% der Fläche Mischwälder stehen. Das ist vor allem ein Ergebnis von staatlichen Förderprogrammen, die seit Jahrzehnten durch Anpflanzungen von Laubbäumen für eine bessere Durchmischung der Baumbestände gesorgt haben, wobei besonders die Anzahl der Buchen erweitert wurde. Insgesamt hat es einen deutlichen Wandel von Nadelwäldern zu Mischwäldern gegeben, wodurch der Wald widerstandsfähiger geworden und besser auf den Klimawandel vorbereitet ist. Einzelne Baumarten sind regional unterschiedlich verteilt. So besteht die brandenburgische Waldfläche zu fast drei Vierteln aus Kiefernwald, während die Fichtenanteile mit über 40% besonders groß in Bayern und Thüringen sind. Laubbäume finden sich wiederum vor allem im Saarland, in Rheinland-Pfalz, Hessen, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein.[2]

Abb. 3: Ökosystemleistungen des Waldes in Deutschland (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Sozioökonomische und Ökosystemleistungen des Waldes in Deutschland

Der Wald spielt in gesellschaftlicher, ökonomischer und ökologischer Hinsicht eine wesentliche Rolle (Abb. 3). Nicht zuletzt ist der Wald ein wichtiger Faktor im Klimawandel. Er ist einerseits vom Klimawandel betroffen, ja bedroht. Und er ist andererseits als wichtiger CO2-Speicher auch von erheblicher Bedeutung im Kampf gegen den Klimawandel.

Seit 1990 hat sich die Waldfläche in Deutschland um rund 200.000 ha vergrößert. 2017 erreichte der Holzvorrat des deutschen Waldes mit 3,9 Mrd. km3 einen historischen Höchststand und machte Deutschland zum Land mit dem größten Holzvorrat in der Europäischen Union. Der jährliche Holzeinschlag betrug in den letzten 10 Jahren 70-80 Mio. m3 Holz, wovon der größte Teil von Nadelbäumen und hier besonders von der Fichte stammt. Der deutsche Wald ist daher ein wichtiger Wirtschaftsfaktor. Die Forst- und Holzwirtschaft, wozu auch die Verwertung von und der Handel mit Holz gehören, beschäftigte 2018 735.000 Menschen.[1]

Verwertet wird das Holz sowohl als Grundstoff für Bauelemente, Möbel, Papier und Verpackung wie als Energierohstoff. Eine stoffliche Verwendung betrifft drei Viertel des aus Wäldern stammenden Holzes, während ein Drittel zur Energieerzeugung, vor allem in privaten Haushalten, genutzt wird. Dabei ist Nadelholz mit 84% die Hauptquelle für Holzprodukte, während 70% des Laubholzes unmittelbar energetisch genutzt werden. In beiden Fällen kann sich die Verwendung von Holz positiv auf die Kohlenstoffemissionen auswirken. Wenn durch Holzprodukte Bau- und Werkstoffe ersetzt werden, die für die Herstellung mehr fossile Energie benötigen als Holzprodukte, wird die Emission von CO2 verringert. So ist der Energieaufwand für die Fertigstellung eines Holzhauses 35-50% geringer als der bei einem Steinhaus. Die Speicherung in Produkten ist dabei etwa zur Hälfte nur ein Zwischenspeicher, bevor das Holz in die Energieverwertung gelangt. Das Verbrennen von Holz führt zwar zur Emission von Kohlenstoff, vermeidet aber zwei andere Prozesse:

  1. dass dasselbe Holz entweder im Wald oder als Altholz nach dem Gebrauch verrottet und dabei auch Kohlenstoff freisetzt und
  2. dass für dieselbe Energieerzeugung fossile Brennstoffe verwendet werden.

Insofern vermeidet die Bewirtschaftung von Wald zum Zweck der Holzverwendung Emissionen von CO2 in Deutschland (s.u.).[3]

Eine weitere wichtige Leistung des Waldes besteht in der Möglichkeit zur Erholung. Knapp drei Viertel der deutschen Bevölkerung besuchen den Wald mindestens einmal im Jahr; im Mittel fallen auf jeden Einwohner in Deutschland sogar 28 Waldbesuche jährlich. Der Wald ist besonders attraktiv für Spaziergänge, Wandern, Naturbeobachtung und andere Aktivitäten und stärkt dabei die körperliche und psychische Gesundheit. Als positive Faktoren des Lebensraums Wald werden das gute Bioklima, der Artenreichtum und der Gegensatz zu städtischen Stressfaktoren erlebt.[1]

Wälder speichern zudem einen großen Teil des Niederschlagswassers, reinigen und verdunsten es. Der nicht verdunstete Teil gelangt in den Waldboden. Waldböden sind Deutschlands größter Süßwasserspeicher, der bis zu 200 l Wasser pro Quadratmeter speichern kann. Von den deutschen Wasserschutzgebieten liegen 40% bzw. 2,1 Mio. ha im Wald. Bei Dürren ist der Boden eine elementare Wasserressource für die Bäume. Dabei ist die Grundwasserneubildung in Mischwäldern höher als in reinen Nadelwäldern.[1]

Abb. 4: Entwicklung des Baumkronenzustands 1990-2020

Waldrisiken

Luftschadstoffe

In den 1980er Jahren war das „Waldsterben“ in Deutschland ein viel diskutiertes Phänomen. Angesichts des vorzeitigen Blattfalls und der Kronenlichtung sowie der Vergilbung von Blättern und Nadeln sahen die Öffentlichkeit und Umweltverbände den Bestand des deutschen Waldes in Gefahr. Ursache waren vor allem die Luftschadstoffe durch die Kohleverbrennung in Kraftwerken und durch den Verkehr. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstand Schwefeldioxid, das sich in der Atmosphäre in Schwefelsäure verwandelte und durch den sog. „sauren Regen“ auf die Baumbestände niederging und in den Boden sickerte. Vor allem die Versauerung des Bodens führte zu einer Störung des Baumwachstums. Diese Säureeinträge aus früheren Jahrzehnten sind auch heute noch ein Problem für die Wälder, obwohl der Saure Regen durch Kraftwerksfilter und Autokatalysatoren stark zurückgegangen ist. Durch die frühere Bodenversauerung ist das Wurzelwerk der Bäume oft nur noch flachgründig und leidet daher bei sommerlicher Trockenheit unter Wassermangel.[4]

Wälder im Klimawandel

Die Säureeinträge in den Waldböden halten sich gegenwärtig in Grenzen.[4] Dafür ist in den letzten 15 Jahren ein anderer Risikofaktor aufgetreten, der den deutschen Wald zunehmend einer noch höheren Belastungsprobe aussetzt als der saure Regen in den 1980er Jahren: der Klimawandel. Vor allem Extremereignisse wie starke Stürme, Hitzewellen und extreme Dürren haben in den letzten Jahren den deutschen Wäldern massive Schäden zugefügt. Zur Bewertung von Waldschäden wird meistens der Kronenzustand herangezogen und die sog. Kronenverlichtung bewertet (Abb. 4). Danach besaßen in den Jahren 2018-2020 nur noch ein Fünftel der Bäume in Deutschland gesunde Kronen. Knapp über 40% wiesen eine besorgniserregende Verlichtung von 11-25% und etwa ein Drittel eine deutliche Kronenverlichtung ("Warnstufe")von 25-100% auf.[1] Damit befindet sich der deutsche Wald in einem schlechteren Zustand als zur Zeit des „Waldsterbens“, ohne dass die Öffentlichkeit sich ähnlich alarmiert zeigt wie vor 40 Jahren.[4]

Dürren und Hitze

Abb. 5: Fichte und Buche im Trockenstress: Die Fichte ist vor allem durch den Käferbefall gefährdet, die Buche durch den Wassermangel. (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Während in den 1990er Jahren vor allem Stürme zu starken Schädigungen der deutschen Wälder führten, haben im neuen Jahrhundert primär Dürren und Hitzewellen den Wald gefährdet. Nach dem „Jahrhundertsommer“ 2003 zeichneten sich besonders die Sommer in den Jahren 2018 bis 2020 durch ungewöhnlich hohe Temperaturen und extreme Niederschlagsdefizite aus. 2018 war besonders der lange Zeitraum von April bis Juli mit Temperaturen von 3,6 °C über dem sommerlichen Mittel bemerkenswert. Hinzu kamen die geringen Niederschläge, die zusammen mit den hohen Temperaturen zu einer großen Trockenheit führten. So wurde für den gesamten Zeitraum von April bis Juli mit -110 mm (in manchen Regionen auch über -300 mm) in Deutschland noch nie ein so hohes Niederschlags-Defizit wie 2018 gemessen.[5] Im Jahr 2019 war die heiße Phase im Sommer zwar nicht so durchgehend und dauerte nicht so lange an, dafür wurden aber neue Rekordwerte von über 40 °C an etlichen Stationen gemessen. Die noch vom Vorjahr stammende geringe Bodenfeuchte verstärkte sich weiter und sorgte zusätzlich für hohe Temperaturen, da die abkühlende Wirkung durch Verdunstung weitgehend ausblieb.[5] Auch 2020 litten die Böden noch unter den Folgen der Vorjahre.

Für den Wald in Deutschland hatten die drei heißen und trockenen Jahre von 2018 bis 2020 massive Schäden an Millionen von Bäumen zur Folge. Neben Hitze und Trockenheit stellte sich als Folgeproblem noch ein massenhafter Befall von Borkenkäfern und anderen Schadorganismen ein, der oft zu größeren Schäden als der Trockenstress selbst führte. Insgesamt wurden 2020 rund 277.000 ha Waldfläche so stark geschädigt, dass sie wiederbewaldet werden müssen. Der Schadholzanfall betrug 170 Mio. m3, wobei mit 156 Mio. m3 vor allem Nadelbäume betroffen waren. Von den einzelnen Baumarten war hauptsächlich die Fichte stark betroffen. So fielen etwa 16% des bundesweiten Fichtenbestands dem trockenen und heißen Sommer zum Opfer.[1]

Durch Wassermangel gefährdet sind vor allem Sand- und Kiesböden, die bei Dürren und Hitzewellen besonders stark zur Austrocknung neigen. Trockener Boden kann das Niederschlagswasser nur schlecht binden, so dass es bei sommerlichen Starkregen oberflächlich abfließt. Den Bäumen fehlt dann die Möglichkeit, über das Wurzelwerk Feuchtigkeit aufzunehmen. Um Wasserverlust zu vermeiden, schließen Bäume die Spaltöffnungen (Stomata) ihrer Blätter, verringern damit aber die Photosyntheseleistung. Sie werfen außerdem grüne Zweige und Blätter ab. Dadurch wiederum wird das Baumwachstum verringert, und es können ganze Bäume absterben. Bei einem Fortschreiten des Klimawandels wird sich das Problem erheblich verstärken. So würden in Sachsen nach dem Szenario RCP8.5 die Niederschläge im Sommer um 33% ab- und im Winter um 34% zunehmen. Die hier hauptsächlich auf sandigen Böden wachsenden Kiefern würden trotz ihrer Trockentoleranz erheblich betroffen sein. Auch im Schwarzwald würde sich eine ähnliche Umverteilung der Niederschläge mit entsprechendem sommerlichen Trockenstress für den Wald ergeben.[6]

Als der Problembaum im Klimawandel gilt in Deutschland die ökonomisch besonders attraktive Fichte. 25% der Waldfläche Deutschlands werden von Fichten eingenommen.[1] Die Fichte wächst in einigen Gebieten in Deutschland, besonders in niedrigeren Lagen, außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes. Die natürliche Wachstumsregion der Fichte liegt in Nordosteuropa und Skandinavien sowie in Mitteleuropa in höheren Lagen. Aufgrund ihrer ökonomischen Vorteile wird sie seit dem 18. Jahrhundert in Deutschland vielfach auch außerhalb ihrer optimalen Standortgebiete angebaut. Dabei kamen dem Baum die Klimaverhältnisse der Kleinen Eiszeit entgegen. Das gegenwärtige Klima, das durch die globale Erwärmung in Mitteleuropa im Sommer immer heißer und trockener wird, ist für den Flachwurzler Fichte dagegen zunehmend ungeeignet. Schon im Rekordsommer 2003 zeigte der Baum im Vergleich zu anderen Baumarten ausgesprochen starke Trockenschäden.

Der Trend zu wärmeren und trockeneren Sommern hat in der deutschen Forstwirtschaft eine bewusste Förderung von Laubbäumen, besonders der Buche, bewirkt, um durch mehr Mischwälder die klimatischen Risiken besser abfangen zu können. Die Buche ist ein typisch mitteleuropäischer Baum, dessen Anteilsfläche in Deutschland 2012 bei 1,68 Mio. ha lag.[7] Zwar ist die Buche an die Sommer in Deutschland angepasst, erweist sich aber gegenüber der jüngsten zunehmenden Trockenheit als sehr empfindlich. Um Wasserverlust zu verhindern, werfen Buchen bei Dürren schon im Sommer ihre Blätter ab. In den Leistungsbahnen von den Wurzeln in die Kronen können die Wasserfäden abreißen und Luft eindringen. Es kommt zu Embolien, wodurch der Wassertransport ganz verhindert wird. Nach den trockenen Jahren 2018-2020 besaßen nur noch 11% der Buchen keine Kronenverlichtungen[1]. Eine Beimischung von Tannen nach Versuchsergebnissen die Trockenresistenz der Buche verbessern. Tannen sind Tiefwurzler und können über ihr Wurzelsystem Wasser in höhere, trockenere Bodenschichten ziehen und so die Buchen teilweise mitversorgen.[8]

Schädlingsbefall

Abb. 6: Junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte

Gesunde Bäume werden eher selten von Schadinsekten befallen. Brutstätten für Insekten wie den Borkenkäfer sind in der Regel bereits durch Stürme oder Trockenheit geschädigte Bäume. So kam es zu großflächigen Schäden durch Borkenkäfer nach den Orkanen Vivien und Wiebke 1990 sowie Lothar 1999 und Kyrill 2007. Und in jüngster Zeit fielen in den Jahren 2018-2020 durch die langanhaltende Sommerhitze und -dürre ca. 178 Mio. m3 Schadholz an, und es wurden 285.000 ha an Wald vernichtet, z.T. durch die extremen Wetterbedingungen selbst, aber vor allem durch Insektenbefall.[9] Hinzu kam, dass bereits im Winter 2017/18 zahlreiche Bäume durch Sturmschäden geschwächt wurden. In trockenwarmen Sommern, die die Massenvermehrung einiger Schadinsekten begünstigen, können diese aber auch zu Primärschädlingen werden und auch gesunde Bäume zum Absterben bringen.[10] Borkenkäfer vermehren sich in Abhängigkeit von der Temperatur und können bei zunehmender Erwärmung weitere Generationen pro Jahr ausbilden. So erreicht der Buchdrucker, die in Deutschland am weitesten verbreitete Unterart des Borkenkäfers, gegenwärtig in tieferen Lagen unter 1000 m Höhe zwei bis drei Generationen im Jahr.[10]

Projektionen gehen davon aus, dass Fichten in Lagen unter 600 m künftig einem hohen Risiko besonders durch den Borkenkäfer ausgesetzt sein werden. Wahrscheinlich werden 70% der Standorte mit dominierendem Buchenbestand durch die weitere Klimaentwicklung gefährdet sein, vor allem in den Mittelgebirgen. Bei Buchen ist das Risiko nicht ganz so hoch, wobei der entscheidende Faktor die Wasserspeicherkapazität der Böden ist. Um den deutschen Wald widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen, müssten in den nächsten 30 Jahren 95.000 ha Waldfläche pro Jahr umgebaut werden, über viermal mehr als bisher. Als Kosten werden dafür 0,5 bis 1,5 Mrd. Euro jährlich veranschlagt.[9]

Wald und CO2

Abb. 7: Kohlenstoffvorrat in Wald und Waldboden 1990 und 2012

Rechnet man die Baumbestände des deutschen Waldes in Holzmasse um, so betrug der Holzvorrat 2017 3,9 Mrd. m3, womit Deutschland das holzvorratsreichte Land innerhalb der EU ist. Jedes Jahr nimmt dieser Vorrat um 10,9 m3 pro ha zu. Das liegt vor allem daran, dass der Baumbestand zur Hälfte aus Bäumen im Alter von 21 bis 80 Jahren bestehen, deren Zuwachsraten am höchsten sind.[1] Entsprechend bindet der Wald in Deutschland in zunehmendem Maße Kohlendioxid aus der Atmosphäre (Abb. 7).

Es ist jedoch nicht ausreichend, bei der Frage der Klimaschutzleistung des Waldes nur den Wald selbst zu betrachten. Wälder sind in Deutschland schon seit Jahrhunderten bewirtschaftete Wälder, deren Holz vielfach verwendet wird. Zu berücksichtigen sind daher drei Bereiche:

  1. Der Wald, d.h. die oberirdische Biomasse und der Boden,
  2. Holzprodukte, die andere Produkte substituieren,
  3. Holz als Energielieferant, der andere Brennstoffe ersetzt.

Gegenwärtig beträgt die Speicherung von CO2 in deutschen Wäldern 2,6 Mrd. t C, wobei Totholz (Holz, das natürlich oder bei der Ernte entsteht) und Böden miteingerechnet sind. Allein die lebende Biomasse (Bäume, Sträucher und sonstige Pflanzen) kam 2017 auf eine Speicherung von 1,2 Mrd. t C. Dabei werden jedes Jahr vom deutschen Wald 57 Mio. t CO2[11] neu akkumuliert. Berücksichtigt werden muss auch die nachgelagerte Holzverwendung, z.B. in Holzprodukten wie Möbel und Bauholz oder als Energierohstoff wie Pellets.[12] Hier wurden In der Zeit 2012-2017 jährlich 4,2 Mio. t CO2 gespeichert. Das sind 7% der jährlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands. Durch die starke Trockenheit 2018 und 2019 hat die Speicherwirkung des Waldes in Deutschland um ca. 5 Mio. t CO2 abgenommen.[1]

Einzelnachweise

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2021): Waldbericht der Bundesregierung 2021
  2. ↑ 2,0 2,1 Hoymann, J., S. Baum, P. Elsasser u.a. (2021): Ist-Situation der Landnutzung in Deutschland, in: H. Gömann und J. Fick (Hrsg.), Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel
  3. ↑ Schulze E. D., Rock J., Kroiher F., Egenolf V., Wellbrock N., Irslinger R., Bolte A., Spellmann H. (2021): Klimaschutz mit Wald: Speicherung von Kohlenstoff im Ökosystem und Substitution fossiler Brennstoffe. Biologie in unserer Zeit, 51(1), 46–54
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Wilpert, K. v., S. Meining (2016): 35 Jahre Waldschadensforschung – wie geht es dem Wald heute? FVA-einblick 1/2016, S. 36-39
  5. ↑ 5,0 5,1 Imbery, F., K. Friedrich, S. Haeseler, C. Koppe, W. Janssen, P. Bissoli (DWD 2018): Vorläufiger Rückblick auf den Sommer 2018 – eine Bilanz extremer Wetterereignisse
  6. ↑ Collin, S. (2019): Trockenheit im Wald- waldwissen.net
  7. ↑ Bolte, A. (2016): Chancen und Risiken der Buche im Klimawandel, AFZ-Der Wald 12, 17-19
  8. ↑ FNR-Pressemitteilung (2021): Förderliche Nachbarschaft: Buche und Tanne
  9. ↑ 9,0 9,1 Bolte, M. Höhl, P. Hennig, T. Schad, F. Kroiher, B. Seintsch, H. Englert, L. Rosenkranz (2021): Zukunftsaufgabe Waldanpassung. AFZ-DerWald 76(2): 12-16.
  10. ↑ 10,0 10,1 Kautz, M., H. Delb, K. Hielscher, R. Hurling, G. Lobinger, M. Niesar, L.-F. Otto, J. Thiel (2021): Borkenkäfer an Nadelbäumen – erkennen, vorbeugen, bekämpfen
  11. ↑ 1 t C = 3,67 CO2
  12. ↑ Elsasser, P., K. Altenbrunn, M. Köthke, M. Lorenz (2020): Regionalisierte Bewertung der Waldleistung in Deutschland, Thünen Report 79

Klimadaten zum Thema

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus Daten zum Klimawandel eigene Karten erzeugen.





Hier finden Sie eine Anleitung zur Visualisierung der Daten.

Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

Lizenzhinweis

Dieser Artikel ist ein Originalartikel des Klima-Wiki und steht unter der Creative Commons Lizenz Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland. Informationen zum Lizenzstatus eingebundener Mediendateien (etwa Bilder oder Videos) können in den meisten Fällen durch Anklicken dieser Mediendateien abgerufen werden und sind andernfalls über Dieter Kasang zu erfragen.
Kontakt: Dieter Kasang

Abgerufen von „https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php?title=Wälder_im_Klimawandel:_Deutschland&oldid=30726“