Wälder im Klimawandel: Deutschland

Die Schorfheide, eines der größten zusammenhängenden Waldgebiete in Deutschland

Wälder und Klima in der Gegenwart

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.

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.

Projektionen

Bei einer Klimaänderung ändern sich auch die Wachstumsbedingungen der Baumarten in deutschen Wäldern. Regionale 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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

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.

In einer Untersuchung für Bayern zeigt sich die Buche ebenfalls den künftigen Klimaänderungen gewachsen. Unter den gegenwärtigen Klimabedingungen kann die Buche überall bis auf die höchsten Gebirgslagen angebaut werden. "Bayern ist ein Buchenland." 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.

Eiche

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.

Kiefer

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.

Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft

Fichte

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 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.

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.

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. (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.

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.