Die Klimasensitivität von Störungsregimes und ihre Auswirkungen auf den Waldbau

Die Störungsregimes in Europas Wäldern haben sich in den letzten Jahrzehnten deutlich intensiviert und ein weiteres Ansteigen von Frequenz und Intensität von Störungsereignissen ist aufgrund des Klimawandels zu erwarten. Diese Intensivierung hat tiefgreifende Auswirkungen auf gesellschaftlich nachgefragten Waldleistungen und Störungen wie Windschäden und Borkenkäfer-Massenvermehrungen werden zunehmend zu einer Herausforderung für die nachhaltige Bereitstellung von nachwachsenden Rohstoffen, dem Schutz gegenüber Naturgefahren, sowie der Speicherung von Kohlenstoff. Einem zunehmenden Verständnis der Klimaabhängigkeit einzelner Störfaktoren stehen dabei noch geringe Fähigkeiten zur Abschätzung von realitätsnahen Störungsregimes (bestehend aus mehreren, in Raum und Zeit interagierenden Störfaktoren) gegenüber. Darüber hinaus wird die Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen an klimabedingte Änderungen im Störungsregime durch divergierende Wahrnehmungen von Störungen in der Literatur verkompliziert: Zum einen stellen Störungen ein Risiko für die geordnete Waldbewirtschaftung dar, zum anderen beeinflussen sie die Anpassungsfähigkeit und Biodiversität von Ökosystemen positiv und werden sogar als Orientierungshilfe für ökosystem-basiertes Management empfohlen. In Hinblick auf die sich intensivierenden Störungsregimes der Zukunft erscheint eine - bis dato noch ausstehende - Integration dieser beiden divergierenden Wahrnehmungen von Störungen (Risiko vs. wichtiger Ökosystemprozess) von großer Bedeutung für die nachhaltige Waldbewirtschaftung. Ziel des Projektes ist es, (i) Verständnis und Vorhersage von klimasensitiven Störungsregimes zu stärken und (ii) deren Auswirkungen auf Ökosystemleistungen und Biodiversität abzuschätzen, um (iii) Bewirtschaftungsstrategien abzuleiten, welche sowohl die Risiken von störungsinduziertem Verlust an Ökosystemleistungen minimieren, als auch die Komplexität und Diversität von Ökosystemen fördern. Das Projekt beschäftigt sich dabei mit dem in Europa wichtigsten Störungskomplex bestehend aus Wind und Borkenkäfern und fokussiert auf die ökologisch wie gesellschaftlich diverse Region der nördlichen Kalkalpen in Österreich. In einer Kombination aus empirischen und simulationsgestützten Analysen werden zwei kontrastierende Waldlandschaften (Nationalpark, Wirtschaftswald mit Schutzfunktionalität) untersucht. Basierend auf im Konsortium durchgeführte langjährige Störungsbeobachtungen werden räumliche und zeitliche Dynamik von Störungsinteraktionen untersucht. In Kombination mit aktuellen Modellentwicklungen des Antragstellers wird darauf aufbauend ein dynamisches Simulationsmodell für Störungsinteraktionen entwickelt. Simulationsgestützte Analysen können in weiterer Folge Aufschluss über die Klimasensitivität des Störungsregimes geben und deren Auswirkungen auf Ökosystemleistungen und Biodiversität abschätzen. Durch die explizite Analyse von Trade-offs zwischen letzteren sowie der Berücksichtigung von dynamischen Interaktionen zwischen Störungsfaktoren, Klima und Waldvegetation trägt das Projekt zu einer Weiterentwicklung eines ökosystem-orientierten Störungsmanagements im Waldbau bei und liefert wichtige Grundlagen und Werkzeuge für die Anpassung von nachhaltiger Waldbewirtschaftung an sich ändernden Klima- und Störungsregimes.

Störungen wie Windwurf und Borkenkäfer-Massenvermehrungen sind natürliche Prozesse in Waldökosystemen. Jedoch steigen Störungen in Europas Wäldern seit 40 Jahren kontinuierlich an. In den Jahren 2001-2010 gab es mehr als doppelt so viele Windschäden und sogar mehr als sieben Mal so viele Borkenkäferschäden in Europa als in der Periode19711980. Analysen auf lokaler Ebene zeigte, dass für stark steigenden Borkenkäferschäden in Mitteleuropa vor allem eine großflächig erhöhte Anfälligkeit der Bäume durch Trockenheit sowie eine hohe Dichte an anfälligen Wirtsbäumen verantwortlich ist. Weiters tragen verstärkende Interaktionen zwischen Windwurf und Borkenkäfer dazu bei, dass letztere zunehmend großflächig auftreten können.Szenarioanalysen zeigen, dass ein weiteres Ansteigen von Störungen für die nächsten Jahrzehnte erwartet werden muss. In keinem der 13 untersuchten Zukunftsszenarien ergaben die durchgeführten Simulationen eine Abnahme der Störungen in Europas Wald. Dieser Störungsanstieg reduziert die im Wald gespeicherte Menge an Kohlenstoff. Da Kohlenstoff (als atmosphärisches CO2) ein Hauptverursacher des Klimawandels ist, kann ein klimabedingtes Ansteigen von Störungen zu einer weiteren Verstärkung des Klimawandels führen (positive Rückkoppelung). Neben der Klimaschutzfunktion des Waldes werden auch andere gesellschaftlich relevante Ökosystem-Leistungen weitgehend negativ von Störungen beeinflusst. Für einen Beispielbetrieb in Österreichs Kalkalpen zeigten sich z.B. störungsbedingte Abnahmen der Nutz- und Schutzfunktion. Um wichtige Waldfunktionen auch unter geänderten Klima- und Störungsbedingungen sicherzustellen sind angepasste Bewirtschaftungsstrategien notwendig. Dabei sollen durch waldbauliche Maßnahmen Risiken reduziert und die Resilienz von Wäldern erhöht werden, z.B. indem diverse und an zukünftige Bedingungen angepasste Wälder gefördert werden.Störungen haben jedoch nicht nur negative Effekte: Durch das Schaffen neuer Nischen können Störungen die Artenvielfalt im Wald fördern. Für den Nationalpark Kalkalpen durchgeführte Simulationsstudien zeigen, dass eine Vielzahl von Tier- und Pflanzenarten von steigenden Störungen profitieren können. Häufigere und stärkere Störungen können somit in einigen Fällen einem klimabedingten Artenverlust entgegenwirken. Weiters beschleunigen Störungen die Anpassung des Waldes an den Klimawandel. In einem sich rasch ändernden Klima brauchen Wälder mehrere Jahrhunderte, bis sie sich wieder im Gleichgewicht mit ihrer Umwelt befinden. Störungen beschleunigen diesen Prozess indem sie neuen, besser an das geänderte Klima angepassten Arten die Möglichkeit geben sich zu etablieren.