Wo haben Bäume mehr Durst? Veränderung der Wasserverteilung aufgrund des Klimawandels
Durch die heißen und trockenen Sommer in den letzten Jahren ist allen klar, dass Trockenheit für den Wald ein zunehmend großes Problem darstellt. Durch den Klimawandel wird es wärmer und Trockenperioden treten häufiger auf. Das bedeutet Stress für die Bäume, denn Trockenheit schwächt die Wälder. Aber...
Wo genau wird es trockener werden?
Um diese Frage zu beantworten, hat sich das Team um Dr. Heike Puhlmann
der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) mit dem standörtlichen Wasserhaushalt beschäftigt.
Projektmitarbeiterin Ann-Christin Müller geht dabei den zu erwartenden Veränderungen aufgrund des Klimawandels nach.
Projektmitarbeiterin Ann-Christin Müller geht dabei den zu erwartenden Veränderungen aufgrund des Klimawandels nach.
Zielsetzung
Das Ziel ist es, den standörtlichen Wasserhaushalt aller Waldflächen und die zu erwartenden Veränderungen im Zuge des Klimawandels zu simulieren und zu modellieren.
Wie können Waldbesitzende von eurer Forschung profitieren?
Mit der Wasserhaushaltsmodellierung kann auch die zeitliche Entwicklung der Wasserversorgung von Wäldern eingeschätzt werden. Also nicht nur die aktuelle Wasserversorgung kann bewertet werden, sondern auch ihre Veränderung im Laufe der Zeit.
Klimaprojektionen geben darüber hinaus Aufschluss über die zukünftige Wasserversorgung von Wäldern.
Die Modellergebnisse gehen in Baumarteneignungskarten ein und helfen bei der Baumartenwahl.
Klimaprojektionen geben darüber hinaus Aufschluss über die zukünftige Wasserversorgung von Wäldern.
Die Modellergebnisse gehen in Baumarteneignungskarten ein und helfen bei der Baumartenwahl.
Vorgehensweise
Zu Beginn des Projekts wurden die Eingangsdaten intensiv validiert. Außerdem wurde an der Automatisierung der Wasserhaushaltsmodellierung an der FVA gearbeitet. Darauf aufbauend wird der Bodenwasserhaushalt der Wälder Baden-Württembergs mit dem Wasserhaushaltsmodell „LWF-Brook90“ modelliert.
Danach sollen die Trends der Wasserversorgung der Wälder abgeschätzt werden. Dies geschieht auf der Basis verschiedener Klimaprojektionen.
Danach sollen die Trends der Wasserversorgung der Wälder abgeschätzt werden. Dies geschieht auf der Basis verschiedener Klimaprojektionen.
Was sind Wasserhaushaltsmodelle eigentlich?
Wasserhaushaltsmodelle bilden den Wasserkreislauf, in unserem Fall von Waldstandorten, ab. Mit ihnen können die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt untersucht werden. So können verschiedene hydrologische Prozesse, wie die Bodenwasseraufnahme oder die Verdunstung, berechnet werden.
Das LWF-Brook90 Modell
„LWF-Brook90“ ist ein auf physikalischen Gesetzen basierendes, punktbasiertes Wasserhaushaltsmodell. Es wurde ursprünglich in den USA entwickelt und von der LWF in Freising an unsere mitteleuropäischen Verhältnisse angepasst.
Es simuliert die Wasserflüsse im Wald, wie z.B. den Weg des Regens durch das Kronendach in den Boden, wo das Wasser von den Wurzeln aufgenommen werden kann und schließlich wieder verdunstet.
Mit umfangreichen Einstellungsmöglichkeiten kann das Modell an einen konkreten Waldstandort angepasst werden.
Es simuliert die Wasserflüsse im Wald, wie z.B. den Weg des Regens durch das Kronendach in den Boden, wo das Wasser von den Wurzeln aufgenommen werden kann und schließlich wieder verdunstet.
Mit umfangreichen Einstellungsmöglichkeiten kann das Modell an einen konkreten Waldstandort angepasst werden.
Welche Rolle spielt der Boden bei eurer Forschung?
Boden ist neben der Witterung entscheidend für die Wasserversorgung, da in ihm Wasser auch über einen längeren Zeitraum gespeichert werden kann. Der Boden kann wie ein Schwamm Wasser aufnehmen und in seinen Poren speichern.
Das Volumen des Bodenwasserspeichers bestimmen vor allem die Faktoren
Das Volumen des Bodenwasserspeichers bestimmen vor allem die Faktoren
- Bodenentwicklungstiefe
- Steingehalt
- Lagerungsdichte
- Korngrößenzusammensetzung
Bodendaten
Grundsätzlich können wir zwei verschiedene Bodendatenbasen nutzen. Zum einen steht uns die forstliche Standortskartierung aus der Abteilung Waldnaturschutz zur Verfügung, die allerdings nicht flächendeckend im ganzen Land vorliegt. Zum anderen sind die umfangreichen Bodendaten der Abteilung Boden und Umwelt aus den Bodenzustandserhebungen, wie auch weitere geologische Karten, in statistische Modelle eingeflossen, mit denen landesweite Karten berechnet wurden.
Welche Faktoren sind entscheidend für die Wasserversorgung?
- Die Witterungsverhältnisse
- Der Bodenwasserspeicher
- Der Grundwasserstand (erreichen die Wurzeln das Grundwasser?)
- Das Gelände und die Ausrichtung (z.B. Kuppen- oder Senkenlage, Sonnenhang oder Schattenhang)
Was steht jetzt im Sommer an?
Die Rechensoftware wurde entwickelt und befindet sich im fine tuning, um zu sehen ob das Modell auch wirklich die Realität abbilden kann.
Welche Herausforderungen gab es für dich und dein Team?
Die große Menge an Eingangsdaten hat unsere Computer vor Herausforderungen gestellt. Es hat noch viele Anpassungen an der Rechensoftware erfordert, bis wir tatsächlich größere Gebiete modellieren konnten.
Was sind eure nächsten Schritte?
- Die Evaluierung des Modells abschließen.
- Anfragen von anderen Notfallplan-Projekten modellieren.
- Wasserhaushalt für ganz Baden-Württemberg modellieren.
Weitere InformationenFVA-Projekte innerhalb des Notfallplans des Landes für den Wald
Wie bewältigen wir die Herausforderungen durch den Klimawandel?
18 Forschungsprojekte an der FVA finden Antworten. Insgesamt 3,3 Mio. Euro investiert das Land über den "Notfallplan Wald" in praxisnahe, lösungsorientiere Projekte.
Von Trockenstress bei der Buche über Fernerkundung, Waldschäden, alternative Baumarten und Standortsinformationen bis hin zu gesellschaftlichem Engagement bei der Wiederbewaldung werden sieben Forschungsschwerpunkte behandelt.
Mehr Informationen zu diesem und weiteren Projekten auf unserer Webseite.
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Finanziert durch Mittel des Notfallplans für den Wald in Baden-Württemberg
1. SCHADGESCHEHEN VERSTEHEN UND DOKUMENTIEREN
2. BIODIVERSITÄT AUF DEN SCHADFLÄCHEN ERHALTEN
3. BORKENKÄFER- UND RISIKOMANAGEMENT WEITERENTWICKELN
4. STANDORTE REGENERIEREN UND RESILIENZ VON WALDÖKOSYSTEMEN VERBESSERN
5. BAUMARTENEIGNUNG PRÜFEN UND KOMMUNIZIEREN
6. VERSUCHSANBAU KLIMAANPASSUNGSFÄHIGER ALTERNATIVBAUMARTEN
7. BÜRGERSCHAFTLICHES ENGAGEMENT FÖRDERN UND DIE WALDDEBATTE VERSACHLICHEN
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Wo haben Bäume mehr Durst?
Wo genau wird es trockener werden?
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Wie können Waldbesitzende von eurer Forschung profitieren?
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Das LWF-Brook90 Modell
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