Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Forstwirtschaft im Ostseeraum (Baltic Sea Region - BSR)

Aus globaler Sicht soll sich der Klimawandel kurzfristig und langfristig gesehen nur mäßig auf die forstwirtschaftliche Produktion auswirken (IPCC, 2007a). Dennoch kann die Forstwirtschaft auf unterschiedliche Art und Weise durch den Klimawandel beeinflusst werden. Einige Auswirkungen auf die Forstwirtschaft werden in diesem Toolkit angeschnitten, so zum Beispiel die erhöhte Waldbrandgefahr in Europa (Camia et al., 2008; van der Linden und Mitchell, 2009), die erhöhte Nettoprimärproduktion (Bergh et al., 2010) und die Veränderungen der Waldbedeckung (EEA, 2008).

Die Zusammenfassung der Auswirkungen auf den Bereich Forstwirtschaft wird in Tabelle 1 dargestellt. Um weiterführende Informationen zu jedem Unterabschnitt und zu bestimmten Studien zu erhalten, klicken Sie bitte auf die Links unterhalb der Tabelle. Tipps, wie Sie die in der Tabelle enthaltenen Informationen interpretieren, erhalten finden Sie im schwedischen Beispiel auf der rechten Seite (in Englisch).

Tabelle 1. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Forstwirtschaft in den Ländern des Projektes BalticClimate – Eine Zusammenfassung der allgemeinen Prognosen für die ermittelten Auswirkungsszenarien auf Basis verschiedener wissenschaftlicher Studien
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ↓↓ Deutlicher Rückgang; ↓ Leichter Rückgang; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung; ~ Ergebnis sehr unsicher; ~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend; ~↓ Ergebnis unsicher, Tendenz fallend; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

Auswirkungen des Klimawandels auf:

SWE

FIN

EST

LAT

LIT

RU

GER

Waldbedeckung ↑↑ ↑↑ ↑↑
Waldbrandgefahr ↑↑
Frost nach der Knospung ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↓↓
Befall durch Fichtenborkenkäfer ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑
Nettoprimärproduktion der Bäume ↑↑
Nettoprimärproduktion ↑↑ ↑↑ ↓ 

Weiterführende Informationen zu den Auswirkungsszenarien, zusammengestellt aus verschiedenen wissenschaftlichen Studien, finden Sie in folgenden Unterabschnitten:

Waldbedeckung (Europa)
Waldbrandgefahr (Europa)
Waldbrandrisiko (Nordeuropa)
Waldschäden (Frostereignisse nach der Knospung und Fichtenborkenkäferbefall) (Europa)
Nettoprimärproduktion der Bäume (Schweden)
Nettoprimärproduktion (Europa)

 

Waldbedeckung (Europa)

Der Bericht der EEA (2008) enthält eine Studie von Casalegno et al. (2007). Darin werden die derzeitig und zukünftig häufigsten Waldkategorien modelliert und die Verschiebung der Vegetationszonen für den Zeitraum 2000-2100 gemäß dem Klimaszenario NCAR-CCM3 A1B beurteilt. Ein Modell zur sog. Classification Tree Analysis (CTA) wurde verwendet, um die gegenwärtige und zukünftige Verbreitung der zehn häufigsten europäischen Waldkategorien zu bewerten. Das Modell der CTA bringt die beobachteten Waldkategorien mit Oberflächenkarten zu ökologischen Einflusswerten in Verbindung. Die Daten der Erhebungen zur Waldbedeckung stammen aus der Datenbank Forest Focus.

Die prognostizierten Veränderungen der Waldkategorien im Jahr 2100 gegenüber dem Vergleichsjahr 2000 für die BSR sind für Schweden, Finnland und Deutschland am eindeutigsten (Abbildung 1). In Schweden sollen sich die hemiborealen, nemoralen Nadel- und Mischlaubwälder von Südschweden nach Mittelschweden verlagern. Die Südhälfte Finnlands soll sich von borealem Nadelwald hin zu hemiborealen, nemoralen Nadel- und Mischlaubwäldern entwickeln. Die borealen Regionen Ostdeutschlands sollen bis zum Jahr 2100 verschwunden sein. Die Wälder in Estland, Lettland und Litauen sollen sich nur unwesentlich verändern. Eine allgemeine Projektion der der zukünftigen Waldbedeckung in der BSR wird in Tabelle 2 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen der EEA (2008).

 

Abbildung 1. Waldbedeckung der 10 häufigsten Waldkategorien in Europa im Jahre 2000 und 2100 (Karte 5.43 in EEA (2008)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 2. Allgemeine Prognose für die Veränderungen der Waldbedeckung
(↑↑ Deutliche Veränderung; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

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Waldbrandgefahr (Europa)

In der Studie von Camia et al. (2008) werden die Stufen der Waldbrandgefahr (ermittelter Durchschnittswert jeweils über drei Monate) für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 in Europa für das Emissionsszenario A2 prognostiziert. Es wurden täglich erfasste, hochauflösende Daten aus dem Modell HIRHAM verwendet, das aus dem Datenarchiv PRUDENCE (PRUDENCE, 2001-2004) stammt. Die drei Wintermonate blieben unberücksichtigt, da die Brandgefahr zu dieser Jahreszeit vernachlässigbar ist.

Camia et al. (2008) erklärten, dass ihr Ergebnis eine Vergrößerung der waldbrandgefährdeten Regionen sowie eine Verlängerung der Waldbrandsaison in Europa bestätigt. Und dies obwohl die Modellkarte für den sog. Fire Weather Index (FWI) und für das sog. Seasonal Severity Rating (SSR) keine wesentlichen Veränderungen für die BSR aufweisen (Abbildung 2). Das Ergebnis für die BSR zeigte für den FWI und das SSR im Frühling (März, April, Mai) keine Veränderungen. Im Sommer und Herbst (Juni-Juli-Aug. bzw. Sept.-Okt.-Nov.) lassen sich jedoch einige kleine Veränderungen erkennen. Das SSR steigt in einigen Teilen Schwedens und Deutschlands von 0 auf 0,5 auf der SSR-Skala. Der FWI soll in Zukunft in Deutschland und in den südlichen Regionen Finnlands und Schwedens steigen. In einigen Regionen mit einem Wert von aktuell 0 - 5 auf der FWI-Skala soll der Wert in Zukunft auf 5 - 7,5 ansteigen. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Waldbrandgefahr in der BSR wird in Tabelle 3 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen der EEA (2008).

Abbildung 2. Die Stufen der Waldbrandgefahr (ermittelter Durchschnittswert jeweils über 3 Monate) in Europa für die Zeiträume 1961-1990, 2071-2100 und der Unterschied zwischen den Zeiträumen (Karte 5.45 in EEA (2008)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 3. Allgemeine Prognose für die Waldbrandgefahr
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ 

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Waldbrandrisiko (Nordeuropa)

Eine Beurteilung der Waldbrandgefahr im Hinblick auf die Auswirkungen des Klimawandels ist anhand des sog. Finnish Forest Fire Index (FFI) (van der Linden und Mitchell, 2009) durchgeführt worden. Der FFI beruht auf dem volumetrischen Feuchtigkeitsgehalt der Oberfläche. Die Werte des Indexes liegen im Bereich 1 von 6, wobei die Werte 5 und höher einem sehr hohen Waldbrandrisiko entsprechen. Die Klimaszenarien SRES A2 und B2 wurden für das 21. Jahrhundert mit dem SMHI-RCA für Finnland, Schweden und den Ostseeraum simuliert, wobei man sich auf die Waldbrandsaison April-Sept. konzentrierte. Für die statistische Analyse wurden sechzehn Standorte ausgewählt, um so sowohl regionale als auch zeitliche Veränderungen des Waldbrandrisikos zu erhalten. Die Anzahl der Tage mit einem FFI-Wert über 4 und 5 wurden sowohl für die Standorte als auch für die gesamte Region unter der Verwendung von Rasterdaten bewertet. Das Ergebnis für das Szenario A2 zeigte, dass sich die Tage mit einem sehr hohen Waldbrandrisiko im Laufe des 21. Jahrhunderts nahezu verdoppeln sollen (Abbildung 3). Das Szenario B2 prognostiziert einen weniger starken Anstieg der Tage, an denen das Waldbrandrisiko sehr hoch ist. Für die nördlichsten Stationen soll der Anstieg des Waldbrandrisikos am größten sein.


Abbildung 3. Anzahl der Tage mit einem sehr hohen Waldbrandrisiko in Nordeuropa im Laufe des 21. Jahrhunderts.
Bei den Ergebnissen für die jeweiligen Breitengrade handelt es sich um Durchschnittswerte von Stationsdaten (Abb. 9.16 in van der Linden and Mitchell (2009))

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Waldschäden (Frostereignisse nach der Knospung und Fichtenborkenkäferbefall) (Europa)

Fichten sind gegenüber zwei wetterbedingten Ereignissen besonders anfällig (van der Linden und Mitchell, 2009): einerseits gegenüber Frostschäden nach der Knospung und andererseits gegenüber dem Befall von Fichtenborkenkäfern nach Sturmschäden. Diese spezifischen wetterbedingten Ereignisse könnten aufgrund des Klimawandels häufiger auftreten. Ein wärmeres Klima führt zu einem früheren Beginn der Vegetationsprozesse. Die frühe Knospung erhöht jedoch das Risiko von Frostschäden während langer Nächte und Kaltluftausbrüche. Schäden durch schwere Unwetter bieten ausreichend Zuchtsubstrate, die zu großen Borkenkäferausbrüchen und infolgedessen zu einem enormen Waldsterben führen können. Höhere Temperaturen können auch eine schnellere Entwicklung der neuen Käfergenerationen begünstigen. Ein Temperaturanstieg in Kombination mit den Auswirkungen des Klimawandels kann daher zu einer größeren Häufigkeit an Spätsommerschwärmen führen, durch die sich eine zweite Käfergeneration in Südskandinavien entwickelt. Die Waldschäden aufgrund niedriger Temperaturen und geringem Schädlingsbefall sind auf der Grundlage der Klimaprojektionen im SMHI-RCA3 bewertet worden, das auf sieben globalen Klimamodellen (Global Climate Models) beruht (van der Linden und Mitchell, 2009).

Die Bewertung für den Zeitraum 2011-2040 weist einen Anstieg der Tage mit Frost nach dem Beginn des Vegetationsprozesses in Schweden, Estland, Lettland und Litauen auf (Abbildung 4). Für den Zeitraum 2070-2098 soll die Anzahl an Ereignissen sogar noch weiter zunehmen und auch Südfinnland und Russland sollen in diesem Zeitraum mit einem Anstieg der Fröste rechnen müssen. Im südlichen Schweden soll jedoch die Anzahl der Fröste zwischen 2070 und 2098 zurückgehen. In Deutschland soll die Anzahl der Ereignisse im Zeitraum 2011-2040 ebenfalls zurückgehen und zwischen 2070 und 2098 wieder ansteigen. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Waldschäden in der BSR wird in Tabelle 4 und Tabelle 5 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in van der Linden und Mitchell (2009)

Abbildung 4. Prognostizierte Veränderungen der Anzahl an Frösten nach der Knospung für die Zeiträume 2011-2040 und 2070-2098 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 (Abb. 9.17 in van der Linden und Mitchell (2009))

Tabelle 4. Allgemeine Prognose für Frostereignisse nach der Knospung
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ↓↓ Deutlicher Rückgang;○ Keine oder unwesentliche Veränderung)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↓↓ 

Die Häufigkeit des Ausschwärmens der ersten Generation von Fichtenborkenkäfern soll in vielen Regionen der BSR mit ca. 0 bis 5 Jahren für den Zeitraum 2011-2040 und ca. 0 bis 20 Jahren für den Zeitraum 2070-2098 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 ansteigen (Abbildung 5). Die Veränderung bei der zweiten Schwarmgeneration soll in Deutschland und Litauen mit ca. 5 Jahren im Zeitraum 2011-2040 zunehmen. Im Zeitraum 2070-2098 soll die größere Häufigkeit der zweiten Schwarmgeneration für Estland, Lettland, Litauen, Russland, Deutschland und Südschweden ca. 5-17 Jahre betragen.

Abbildung 5. Prognostizierte Veränderungen der Häufigkeit des Ausschwärmens der ersten und zweiten Generation an Fichtenborkenkäfern für die Zeiträume 2011-2040 und 2070-2098 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 (Abb. 9.18 in van der Linden und Mitchell (2009))

Tabelle 5. Allgemeine Prognose für den zukünftigen Fichtenborkenkäferbefall
(↑↑ Deutlicher Anstieg)

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Veränderung ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

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Nettoprimärproduktion der Bäume (Schweden)

Bergh et al. (2010) berechneten die Auswirkungen des Klimawandels (Temperatur- und CO2-Anstieg) auf die Nettoprimärproduktion (NPP) der Bäume in Schweden. BIOMASS, ein Wachstumsmodell, das auf forstwirtschaftlichen Produktionsverfahren für fünf unterschiedliche Arten beruht, wurde verwendet, um diese Projektion durchzuführen. Die Änderungen im Produktionsablauf für drei der fünf Arten werden in Abbildung 6 dargestellt. Das regionale Modell RCA3 wurde zusammen mit den globalen Antriebsvariablen aus ECHAM4/OPYC3 verwendet, um vorübergehende, dynamische und regionale Klimaszenarien zu erhalten. Die Simulationen beruhten auf den Emissionsszenarien A2 und B2. Allerdings werden nur die Simulationen mit dem Szenario A2 für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 in Abbildung 6 dargestellt. Die Abbildung zeigt, dass die NPP an Gemeinen Kiefern, Gemeinen Fichten und Weißbirken für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 einen relativen Anstieg aufweist, der je nach Region und Art zwischen 15 und 45% liegt. Der größte relative Anstieg von 42-45 % wird für die Gemeine Fichte und Weißbirke in den nördlichsten Regionen Schwedens prognostiziert. In Südschweden soll die Produktion der Gemeinen Kiefer mit 30 bis 40% den größten Anstieg verzeichnen. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Nettoprimärproduktion der Bäume in der BSR wird in Tabelle 6 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Bergh et al. (2010).

Abbildung 6. Veränderungen der NPP (%) an Gemeinen Kiefern, Gemeinen Fichten und Weißbirken gemäß Szenario A2 für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 (Abb. 2 in Bergh et al. (2010))

Tabelle 6. Allgemeine Prognose für die Nettoprimärproduktion der Bäume
(↑↑ Deutlicher Anstieg;  ─ Nicht in der Analyse enthalten)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ─ 

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Nettoprimärproduktion (Europa)

Eine Studie von Fronzek und Carter (2007) bewertet unter Verwendung des sog. Miami-Modells die zukünftige Nettoprimärproduktion (NPP), um die Auswirkungen der auf sieben sog. Regional Circulation Models (RCMs) (HIRHAM, HadRM3H, CHRM, CLM, REMO, RCAO und RACMO2) beruhenden Klimaszenarien zu berechnen (Abbildung 7). Die RCMs beruhen auf der Simulation HadAM3H-A2.

Die Ergebnisse für die BSR prognostizieren allgemein eine erhöhte NPP für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum. Der größte Anstieg der NPP (>40 %)  in der BSR wird für Nordschweden und -finnland prognostiziert. In Mittelschweden und -finnland soll die NPP um 20 bis 40% ansteigen. In Südschweden und -finnland sowie in den restlichen Ländern in der BSR soll der Anstieg der NPP laut dem Modell zwischen 0 und 20% liegen. Umgekehrt gilt, dass das Modell die meisten Regionen in Deutschland nicht berücksichtigt, in denen die NPP laut der Simulation um -20 bis 0% zurückgehen soll. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Nettoprimärproduktion in der BSR wird in Tabelle 7 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Fronzek und Carter (2007).

Abbildung 7. Nachgebildeter Vergleichszeitraum (1961-1990) (a) und Veränderungen der Nettoprimärproduktion zwischen dem Vergleichszeitraum und dem Zeitraum 2071-2100 für sieben, auf RCMs beruhenden Klimaszenarien (b) (Abb. 5 in Fronzek und Carter (2007))

Tabelle 7. Allgemeine Prognose für die Nettoprimärproduktion
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ↓ Leichter Rückgang)

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Veränderung ↑↑ ↑↑ ↓ 

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