Forstliches Umweltmonitoring

6 Forstliches Umweltmonitoring Ulrike Talkner, Caroline Klinck und Uwe Paar https://doi.org/10.5281/zenodo.17542717 Das Forstliche Umweltmonitoring hat eine langjährige Geschichte und eröffnet damit einen guten Einblick in die Veränderung der Waldökosysteme. Die Umweltbedingungen haben sich in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich verändert, aber das Ausmaß und die Geschwindigkeit der aktuellen Klimaveränderungen sind in der Geschichte des Forstlichen Umweltmonitorings einmalig. Die Waldschäden zu Zeiten des sauren Regens waren deutlich zu sehen, doch übertreffen die aktuellen Schäden in bestimmten Regionen und für einige Baumarten das damalige Ausmaß. In den 1990er Jahren wurden erfolgreich politische Maßnahmen ergriffen, um die versauernden Einträge in die Wälder zu minimieren. Nun stellt sich die Frage, ob wir auch erfolgreich in der Eindämmung des Klimawandels sein werden. Fest steht, dass die Reduzierung der CO2-Emissionen notwendig ist, um den menschengemachten Klimawandel abzumildern und damit den Zustand des Waldes zu stabilisieren. Das Forstliche Umweltmonitoring ist aus der Waldökosystemforschung entstanden. Die Ergebnisse der Untersuchungen dienen der Erarbeitung von Entscheidungshilfen für die forstliche Praxis und der Beratung der Politik auf fachlicher Grundlage. Grundsätzlich werden im Forstlichen Umweltmonitoring folgende Kategorien unterschieden: • Level I: waldflächenrepräsentative Übersichtserhebungen auf einem systematischen Stichprobenraster (Waldzustandsund Bodenzustandserhebung) • Level II: Untersuchung von ausgewählten Waldökosystemen mit erhöhter Messintensität (Intensives Forstliches Umweltmonitoring) • Level III: Erforschung der Auswirkungen von Waldbewirtschaftungsmaßnahmen auf den Nährstoffund Wasserhaushalt von Wäldern (Experimentalflächen) Die Verknüpfung und Kombination von Level I, II und III eröffnet die Möglichkeit der Übertragung von Ergebnissen aus dem Forstlichen Umweltmonitoring auf Waldflächen ohne Beobachtungen (Regionalisierung). Für die Beantwortung von komplexen forstund umweltpolitischen Fragen ist die Vernetzung aller drei Kategorien des Forstlichen Umweltmonitorings zweckmäßig. Die methodischen Instrumente des Forstlichen Umweltmonitorings sind europaweit nach den Grundsätzen des ICP Forests (2020) harmonisiert. Die Waldzustandserhebung (WZE) liefert seit mittlerweile 42 Jahren als Übersichtserhebung Informationen zur Vitalität der Waldbäume unter dem Einfluss sich ändernder Umweltbedingungen. Das Stichprobenraster der Waldzustandserhebung ist darauf ausgelegt, die gegenwärtige Situation des Waldes landesweit repräsentativ abzubilden. Das Ergebnis ist das Gesamtbild des Waldzustandes für das Bundesland. Die Stichprobe der Waldzustandserhebung vermittelt ein zahlenmäßiges Bild zum Einfluss von Witterungsextremen, Stürmen sowie Insektenund Pilzbefall. Lokale Befunde, wie sturmgefallene Bäume oder ein extremer Befall eines Bestandes durch Pilze, können allerdings von dem landesweiten Ergebnis abweichen. Verschiedene Auswertungen belegen eine hohe Repräsentativität des Rasternetzes für verschiedene Fragestellungen. Waldzustandserhebung – Methodik und Durchführung Die Waldzustandserhebung ist Teil des Forstlichen Umweltmonitorings in Sachsen-Anhalt. Sie liefert als Übersichtserhebung Informationen zur Vitalität der Waldbäume unter dem Einfluss sich ändernder Umweltbedingungen. Die Aufnahmen erfolgten im Juli und August 2025. Sie sind mit qualitätssichernden Maßnahmen sorgfältig überprüft. Aufnahmeumfang Die Waldzustandserhebung erfolgt auf mathematisch-statistischer Grundlage. Auf einem systematisch über Sachsen-Anhalt verteilten Rasternetz werden seit 1991 an jedem Erhebungspunkt 24 Stichprobenbäume begutachtet. Im Zeitraum 1991– 2014 wurden die Aufnahmen im 4 km x 4 km-Raster durchgeführt. Seit 2015 beträgt die Rasterweite des landesweiten Stichprobennetzes 8 km x 8 km, für Buche, Eiche, Fichte sowie die anderen Laubund Nadelbäume (also alle Baumarten außer Kiefer) wurde das 4 km x 4 km-Raster beibehalten. Nach einer Rasterüberprüfung im Frühjahr 2020 wurden 14 weitere WZE-Punkte in das 8 km x 8 km-Raster integriert, sodass jetzt 188 Erhebungspunkte zum Stichprobenkollektiv gehören. Infolge von temporären, kalamitätsbedingten Flächenstilllegungen liegt die Zahl für die landesweite Auswertung 2025 bei 163 Erhebungspunkten, wobei 82 zum Hauptnetz gehören. Dieser Aufnahmeumfang ermöglicht repräsentative Aussagen zum Waldzustand auf Landesebene. Für den Parameter mittlere Kronenverlichtung zeigt die Tabelle auf Seite 7 den Standardfehler und die 95 %-Konfidenzintervalle (Vertrauensbereiche) für die Baumarten und Altersgruppen der WZE-Stichprobe 2025. Je weiter der Vertrauensbereich, desto unschärfer sind die Aussagen. Ab einem Standardfehler von > 5 werden die Werte in den Grafiken nicht mehr dargestellt. Die Weite des Vertrauensbereiches wird im Wesentlichen WZE-Aufnahmeteams bei der Schulung im Juli 2025 Foto: C. Klinck 7 Forstliches Umweltmonitoring beeinflusst durch die Anzahl der Stichprobenpunkte und die Streuung der Kronenverlichtungswerte in der jeweiligen Auswerteeinheit. Für relativ homogene Auswerte einheiten (z. B. jüngere Buche bis 60 Jahre) mit relativ gering streuenden Kronenverlichtungen sind enge Konfidenzintervalle auch bei einer geringen Stichprobenanzahl sehr viel leichter zu erzielen als für heterogene Auswerteeinheiten (z. B. andere Laubbäume bis 60 Jahre), die ein breites Wertespektrum umfassen. Trotz des geringen Anteils der Gruppe der anderen Nadelhölzer am Gesamtwald werden Ergebnisse für diese Baumarten im vorliegenden Bericht vorgestellt. Hintergrund ist neben dem relativ engen Vertrauensbereich der Ergebnisse die zunehmende Bedeutung dieser Baumarten als Alternative zur Fichte. Aufnahmeparameter Bei der Waldzustandserhebung erfolgt eine visuelle Beurteilung des Kronenzustandes der Waldbäume, denn Bäume reagieren auf Umwelteinflüsse u. a. mit Änderungen in der Belaubungsdichte und der Verzweigungsstruktur. Wichtigstes Merkmal ist die Kronenverlichtung, deren Grad in 5 %-Stufen für jeden Stichprobenbaum erfasst wird. Die Kronenverlichtung wird unabhängig von den Ursachen bewertet, lediglich mechanische Schäden (z. B. Windbruch) gehen nicht in die Berechnung ein. Sie ist demnach ein unspezifisches Merkmal, aus dem nicht unmittelbar auf die Wirkung von einzelnen Stressfaktoren geschlossen werden kann. Daher ist sie geeignet, eine allgemeine Belastungssituation der Wälder aufzuzeigen. Bei der Bewertung der Ergebnisse stehen nicht die absoluten Verlichtungswerte im Vordergrund, sondern die mittelund langfristigen Trends der Kronenentwicklung. Zusätzlich zur Kronenverlichtung werden weitere sichtbare Merkmale an den Probebäumen wie der Vergilbungsgrad der Nadeln und Blätter, die aktuelle Fruchtbildung sowie Insektenund Pilzbefall erfasst. Mittlere Kronenverlichtung Die mittlere Kronenverlichtung ist der arithmetische Mittelwert der in 5 %-Stufen erhobenen Kronenverlichtungswerte der Einzelbäume. Starke Schäden Unter den starken Schäden werden Bäume mit Kronenverlichtungen über 60 % (inkl. abgestorbener Bäume) sowie Bäume mittlerer Verlichtung (30–60 %), die zusätzlich Vergilbungen über 25 % aufweisen, zusammengefasst. Absterberate Die Absterberate ergibt sich aus den Bäumen, die zwischen der Erhebung im Vorjahr und der aktuellen Erhebung abgestorben sind und noch am Stichprobenpunkt stehen, bezogen auf die im Vorjahr noch lebenden Bäume. Durch Windwurf und Durchforstung ausgefallene Bäume gehen nicht in die Absterberate, sondern in die Ausfallrate ein. Ausfallrate Das Inventurverfahren der WZE ist darauf ausgelegt, die aktuelle Situation der Waldbestände unter realen (Bewirtschaftungs-)Bedingungen abzubilden. Daher scheidet in jedem Jahr ein Teil der Stichprobenbäume aus dem Aufnahmekollektiv aus. Der Ausfallgrund wird für jeden Stichprobenbaum dokumentiert. Gründe für den Ausfall sind u. a. Durchforstungsmaßnahmen, methodische Gründe (z. B., wenn der Stichprobenbaum nicht mehr zu den Baumklassen 1–3 gehört), Sturmschäden oder außerplanmäßige Nutzung aufgrund von Insektenschäden. Dort, wo an den WZE-Punkten Stichprobenbäume ausfallen, werden nach objektiven Vorgaben Ersatzbäume ausgewählt. Sind aufgrund großflächigen Ausfalls der Stichprobenbäume keine geeigneten Ersatzbäume vorhanden, ruht der WZEPunkt, bis eine Wiederbewaldung erfolgt ist. Die im Bericht aufgeführte Ausfallrate ergibt sich aus den infolge von Sturmschäden, Trockenheit und Insektenoder Pilzbefall am Stichprobenpunkt entnommenen Bäumen. Die Ausfallrate wird seit dem Aufnahmejahr 1996/97 ermittelt. Literatur ICP Forests (2020): Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. UNECE, ICP Forests, Hamburg Baumartengruppe Altersgruppe Anzahl Bäume Anzahl Plots Raster Standardfehler 95 %- Konfidenzintervall Buche alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 552 169 383 45 12 37 4x4 km 4x4 km 4x4 km 4,3 1,9 3,8 27–44 5–13 40–55 Eiche alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 778 193 585 81 21 67 4x4 km 4x4 km 4x4 km 2,8 3,1 2,3 33–44 11–23 41–50 Fichte alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 107 71 36 12 7 6 4x4 km 4x4 km 4x4 km 15,9 13,9 10,7 14–83 -7–62 62–117 Kiefer alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 1126 250 876 55 17 44 8x8 km 8x8 km 8x8 km 1,2 2,8 1,2 15–20 4–16 17–22 andere Laubbäume alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 983 301 682 98 45 72 4x4 km 4x4 km 4x4 km 2,5 5,2 2,7 26–36 15–36 28–39 andere Nadelbäume alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 195 86 109 21 11 12 4x4 km 4x4 km 4x4 km 2,8 4,8 3,8 10–21 1–23 10–27 alle Baumarten alle Alter bis 60 Jahre über 60 Jahre 1968 568 1400 82 31 63 8x8 km 8x8 km 8x8 km 2,0 3,3 2,3 21–29 7–21 24–33 Baumanzahl, Plotanzahl, Raster sowie Standardfehler und 95 %-Konfidenzintervall der Kronenverlichtung für alle Baumartenund Altersgruppen der Waldzustandserhebung 2025 in Sachsen-Anhalt. Das 95 %-Konfidenzintervall (=Vertrauensbereich) gibt den Bereich an, in dem der wahre Mittelwert mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % liegt. Das berechnete Konfidenzintervall kann jenseits der logischen Parametergrenzwerte (0 bzw. 100) liegen.