PDF / 53,9 MB - Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft

Bericht des Instituts für Waldökologie und Waldinventuren (WOI)
teilungen für Bioklimatologie (ABK) und Ökopedologie der gemäßigten
Breiten der Universität Göttingen bearbeitet.
Für die Modellierung des Trockenheitsrisikos wurde ein neuartiger
Ansatz zur Bestimmung von kritischen Grenzen der Bodenwasserverfügbarkeit
(CL-SWA) für wichtige Baumarten entwickelt,
der auf dem physiologischen Pflanzen-Wasserhaushalt
basiert (Tab. 1).
Unter Betrachtung der Xylemleitfähigkeit wurden drei Schwellenwerte
des Dunkelwasserpotenzials (Pre-dawn-Potenzial, ψPD)
gewählt, die (1) zu geringem Leitfähigkeitsverlust (10 %), (2) zu
kritischen Leitfähigkeitsverlust (50 %) und (3) zu komplettem
Leitfähigkeitsverlust (> 90 %) führen.
Die kritische Bodenwasserverfügbarkeit (CL-SWA) stellt den
Anteil an nutzbarem Bodenwasser dar, das sowohl zu einem
kritischen Bodenmatrixpotenzial als auch zu einem kritischen
Predawn-Pflanzenwasserpotenzial führt. Die kritischen Grenzen
der Bodenwasserverfügbarkeit (CL-SWA) wurden in der Modellierung
verwendet, um Überlebensfunktionen von jungen Waldbäumen
in Abhängigkeit von der Dauer der Unterschreitung einer
kritischen Wasserverfügbarkeit abzuleiten (Abb. 1). Dazu wurde
eine Überlebensfunktion (Gl. 1; Weibull-Funktion) unter Berücksichtigung
trockenstressbedingter Mortalitätsprozesse entwickelt,
wobei L den prozentuellen Baumverlust und DECL die Anzahl der
Tage mit überschrittenen kritischen Grenzen darstellt:
� DECL � c
−� �
� b �
L = 100⋅(1− e ) (1)
und Überlebensrate der Population S = 100 – L [%]
66
Überlebende Bäume [% Bestand]
ebende Bäume [%
Bestand]
20
30
40
50
60
70
80
c
1,41 ± 0,50
b ±
90
4,86
21,59
Parameter Regressionskoeffizienten
Empirische
100
100
90
80
Empirische Parameter
b
c
Regressionskoeffizienten
21,59 ± 4,86
1,41 ± 0,50
70
60
50
40
30
20
10
0
0 20 40 60 80 100
Anzahl der Tage mit überschrittenen “Critical Limits”
Abb. 1: Die Überlebensfunktion junger Waldbäume (Gl. 1, Parameter
Tab. 1) als Reaktion auf kritischen Trockenstress (50 % Leitfähigkeitsverlust).
Die gestrichelte Linie stellt den 95 %-Vertrauensbereich
der empirischen Funktion dar – Survival function for young
forest trees (Eq. 1, parameter see Tab. 1) regarding critical drought
stress (50 % loss of xylem conductivity). The dotted line represents
the 95 % confidential interval of the empirical function.
Durch die Nutzung dieser Informationen in einem Wasserhaushaltsmodell
und die Regionalisierung der Ergebnisse mit Hilfe der
Bodenübersichtskarte BÜK 1000 ist die flächenhafte Darstellung
des Absterberisikos für einzelne Baumarten möglich (Abb. 2),
wobei die Dauer der Überschreitung der kritischen Grenzen das
Kriterium darstellt. Diese Angaben gehen zusammen mit Informationen
zum Windschadensrisiko, zum biotischen Risiko, zum
Zuwachs und zu ökonomischen Indikatoren in die Gesamtbewertung
ein und bieten die Grundlage für Entscheidungsvorschläge
für Waldbewirtschafter.
Abb. 2: Absterberisiko für
Fichte durch extreme Trockenheit
(IPCC SRES B1, Zeitraum
2070 bis 2100) auf einer Skala
mit zehn Bewertungsstufen –
Lethal risks for Norway spruce
caused by extreme drought
(IPCC SRES B1, period 2070 to
2100) due to a scale with ten
evaluation steps.