Die Mischung macht's

Der Wald ist ein einzigartiger und wichtiger Lebensraum für Mensch und Tier. Knapp ein Drittel der Erdoberfläche ist von Wäldern bedeckt. Auch in Deutschland ist es rund ein Drittel der Landfläche: 11,4 Millionen Hektar. Doch es steht derzeit nicht gut um den Wald. Das sich verändernde Klima setzt ihm mächtig zu.

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Andreas Huth und Friedrich Bohn erforschen, wie Wälder am besten auf künftige Extremereignisse vorbereitet werden können.

Die Mischung macht's

Die grünen Blätter wiegen sich im Wind, die Äste knarzen, die Luft ist frisch und kühl, Mäuse huschen durchs Laub und in den Baumwipfeln zwitschern unzählige Vögel – der Wald ist ein einzigartiger und wichtiger Lebensraum für Mensch und Tier. Knapp ein Drittel der Erdoberfläche ist von Wäldern bedeckt. Auch in Deutschland ist es rund ein Drittel der Landfläche: 11,4 Millionen Hektar. Doch es steht derzeit nicht gut um den Wald. Das sich verändernde Klima setzt ihm mächtig zu.

Für uns Menschen haben Wälder viele wichtige Funktionen. Sie liefern den Rohstoff Holz, sind Lebensraum für viele Tierarten, bieten Erholungsräume für den Menschen. Sie sind aber auch ein bedeutendes Element im Kohlenstoffkreislauf: Sie fangen rund 20 Prozent der vom Menschen verursachten Emissionen auf. Von den rund 10 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, die Menschen weltweit mit ihren Fabriken, Kraftwerken oder Autos Jahr für Jahr ausstoßen, werden damit rund 2 Milliarden Tonnen von Wäldern durch ihr Wachstum kompensiert. Wenn der Wald durch den Klimawandel geschädigt wird, verringert sich diese Funktion.

Porträt Andreas Huth
Porträt Andreas Huth
Andreas Huth vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforscht, wie Wälder am besten auf künftige Extremereignisse vorbereitet werden können
©
S. Wiedling

Extreme Klimaereignisse wie Dürren sowie damit einhergehender Insektenbefall und Krankheiten belasten den Baumbestand massiv. Um Möglichkeiten zu entwickeln, dem entgegenzuwirken, arbeitet die Gruppe von Andreas Huth und Friedrich Bohn vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) am Waldmodell FORMIND. Damit können sie den Bestand und die Entwicklung von Wäldern weltweit dynamisch abbilden. Im Rahmen der Helmholtz-Klima-Initiative werden sie zeigen, wie sich Waldsysteme im nächsten Jahrhundert an Klimaänderungen anpassen sollten und mit welchen Strategien die Forstwirtschaft dies leisten kann.

Das Besondere am Forschungsprojekt ist, dass Waldsimulationen und Waldinventuren mit Satellitenmessungen kombiniert werden und so auf eine Fülle globaler Informationen zurückgegriffen wird. „Man denkt bei Satellitendaten oft an James Bond-Filme und was dort mit solchen Daten alles analysiert wird“, sagt Andreas Huth, Professor für ökologische Systemmodellierung und Gruppenleiter im Department Ökologische Systemanalyse des UFZ. „Wir nutzen sie aber vor allem dazu, um zum Beispiel die Waldhöhe und Waldstruktur zu ermitteln, beides sind wesentliche Eingangsgrößen für unser Modell.“ Denn damit lässt sich die tatsächliche Biomasse von Wäldern bestimmen. Dafür nutzen die Forscher beispielsweise Lidarmessungen der NASA-Mission „GEDI“ für die Waldstruktur und Radarmessungen der Tandem-X-Mission des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). In Verbindung mit Angaben über das Klima und den Zustand des Bodens können sie so auch große Waldgebiete analysieren, etwa den Amazonas: „Mit unserem Modell können wir für dieses Gebiet aktuelle Informationen über den Zustand von 410 Milliarden einzelnen Bäume angeben und ihre Entwicklung für verschiedene Klimaszenarien simulieren“, so Huth.

Doch FORMIND kann noch mehr. Es ist ein wichtiges Werkzeug, mit dem die Wissenschaftler große virtuelle Waldinventuren erstellen. Sie untersuchen die Wälder damit systematisch und simulieren unterschiedliche Waldnutzungen. „Wir arbeiten nach dem Forest Factory Ansatz, damit können wir über 500.000 am Computer zusammengesetzte Wälder testen und dann schauen, wie sich ihre Struktur und ihr Wachstum verändern, wenn wir zum Beispiel die Temperatur erhöhen“, sagt Huth. „Dabei achten wir vor allem auf die Sensitivität, also darauf, wie empfindlich Wälder etwa auf Wärme, Trockenheit oder Dürre reagieren“, ergänzt Friedrich Bohn, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Huths Forschungsgruppe. „Aus diesen Daten können wir dann einerseits ableiten, wie sich bestehende Wälder unter veränderten Klimabedingungen entwickeln werden. Andererseits können wir Empfehlungen für den Anbau und die Pflege zukünftiger Wälder aussprechen.“

Porträt Friedrich Bohn
Porträt Friedrich Bohn
Friedrich Bohn vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), erforscht wie Wälder am besten auf künftige Extremereignisse vorbereitet werden können
©
UFZ

Eine wichtige Empfehlung der Wissenschaftler lautet beispielsweise: „Für die Baumarten gilt: Weg von Monokulturen! Durchmischte Wälder sind deutlich resistenter gegen schädliche Einflüsse“, betont Huth. „Schadinsekten sind oft spezialisiert auf eine Baumart. Mischwälder bieten ihm also weniger Angriffsfläche.“ Deshalb entwickelt sein Team Managementstrategien für Wälder, die heterogen strukturiert sind, da diese besser mit veränderten Klimabedingungen umgehen können. „Moderne Forststrategien sollten den Wald nicht nur als schnelle Produktionsstätte für Holz sehen, sondern auch eine stabile, kontinuierliche  Produktion, die Biomassenspeicherung und den Schutz der Biodiversität im Blick haben“, so Bohn. Allerdings: „Es muss es auch darum gehen, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, um zu starke Klimaänderungen zu vermeiden und unsere Wälder zu schützen.“

Für den Themenbereich „Adaptation“ der Helmholtz-Klima-Initiative wollen Huth und Bohn das Modell FORMIND für Europa und besonders Deutschland anpassen. „In Deutschland nimmt der Wald nur etwa sechs Prozent der anthropogenen Emissionen auf“, sagt Huth. „Das liegt an den hohen Emissionen, die wir ausstoßen. Im weltweiten Vergleich liegt Deutschland auf Platz sechs.“ Europa habe eine Waldfläche von 42 Prozent, die unterschiedlich auf Klimaänderungen reagiere. „In unseren Simulationen konnten wir sehen, dass unter veränderten Bedingungen die Produktivität von reinen Nadelwäldern sinkt, während Mischwälder das bisherige Niveau weitestgehend halten können.“

Für Huths Team geht es zunächst nicht darum, den Waldbestand als Kohlenstoffsenken auszubauen, sondern vielmehr darum, den aktuellen Waldbestand zu erhalten. Ihre Simulationen zeigen, dass es in Zukunft auch Szenarien geben könnte, in denen Bäume keinen Kohlenstoff mehr speichern: „Wir müssen sicherstellen, dass die Kohlenstoffmengen, die europäische Wälder jetzt speichern, auch unter veränderten Klimabedingungen erhalten bleiben.“

Um das zu erreichen, ist vor allem die Politik gefragt. Noch in diesem Jahr will die EU-Kommission ihre neue Forststrategie für die Jahre nach 2020 entwickeln, um eine nachhaltige Waldbewirtschaftung und verbesserte Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg umzusetzen. Andreas Huth möchte den Politikern zwei wichtige Aspekte mit auf den Weg geben: „Zum einen muss der aktuelle Waldbestand erhalten bleiben und – wo es geht – ausgebaut werden. Zum anderen müssen Forstmanagementstrategien verstärkt auf artenreiche Laubwälder setzen. Denn nur solche Mischwälder haben eine Chance gegen kommende Klimaextreme wie Stürme, Trockenheit und Dürre. Und die werden definitiv stärker werden, wenn sich die globale Mitteltemperatur weiter erhöht. Eine moderate Erhöhung können wir inzwischen nicht mehr verhindern. Aber wir können mit gut getesteten Waldmodellen und den richtigen Strategien den Wald dagegen stärken.“

Im Video-Porträt erzählt Andreas Huth, wie Wälder auf Klimaveränderungen reagieren. Weitere Infos zu seiner Forschung und zum Thema Wald finden Sie im Factsheet zum Download.

Vorschaubild Andreas Huth im Porträt
UFZ-Umweltphysiker Prof. Dr. Andreas Huth im Porträt
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