Die Auswirkungen aktueller klimatischer Veränderungen auf die Entwicklung des mitteleuropäischen Waldes

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Hintergrund
2.1 Ökozone: Feuchte Mittelbreiten
2.2 Die Entwicklung der mitteleuropäischen Wälder

3. Auswirkungen des Klimawandels
3.1 Meteorologische Extremereignisse
3.2 Kohlendioxid und Ozon
3.3 Klimawandel und Waldmanagement
3.4 Forschungslücken

4. Fazit

5. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Die Atmosphäre und Ozeane der Erde erwärmen sich, die Emissionen von Treibhausgasen sind so hoch wie noch nie, Wetterextreme wie langanhaltende Hitzewellen und extreme Niederschläge nehmen zu (Allen et al., 2014, S. 1). Der Klimawandel hat eine Vielzahl an Auswirkungen auf natürliche, aber auch auf soziale Systeme. Eines dieser natürlichen vom Klimawandel betroffenen Systeme ist der Wald. Aufgrund der wichtigen Rolle des Waldes mit seiner Vielfalt an Ökosystemdienstleistungen¹ sind Prognosen zur potentiellen Waldentwicklung notwendig, um durch gezielte Managementmaßnahmen früh genug reagieren zu können (Reyer et al., 2013, S 211).

Besonders interessant für Europa sind die Auswirkungen auf mitteleuropäische Wälder. Doch dieser Waldtyp, der zum sogenannten sommergrünen Laubwald der feuchten Mittelbreiten zählt (Knoll, 2014, S. 180-181), ist nicht erst seit neuster Zeit von klimatischen Veränderungen betroffen: Bereits durch die letzte Kaltzeit Mitteuropas bis vor circa 11.000 Jahren, kam es zum Verlust zahlreicher Baumarten (Jenssen, 2008, S. 6), weshalb das heutige Waldbild von wenigen Arten geprägt ist. Während unter natürlichen Bedingungen die Rotbuche (Fagus sylvatica) die Vegetation dominiert (Smith & Smith, 2009, S. 251), prägen auch anthropogen geschaffene Fichtenforste (Picea abies) das Bild (Gatter, 2004, S. 162).

Das Ziel dieser Arbeit ist eine Darstellung der Auswirkungen der aktuellen klimatischen Veränderungen auf die Entwicklung des mitteleuropäischen Waldes. Dazu werden zunächst mit Hilfe einer kurzen Darstellung der Ökozone feuchte Mittelbreiten sowie der Entwicklung des mitteleuropäischen Waldes von der letzten Kaltzeit bis heute der notwendige theoretische Hintergrund erläutert. Anschließend wird anhand unterschiedlicher Prognosen und unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren ein Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen gegeben. Insbesondere dies ist aufgrund eines relativ kurzen Zeitraums der vorliegenden Daten im Verhältnis zur Anpassungsdauer von Wäldern sowie einer schwierigen Übertragbarkeit von Laborergebnissen auf reale Wälder nur bedingt möglich. Dies soll anhand einer Darlegung der aktuellen Forschungslücken verdeutlich werden. Als Abschluss dient ein Fazit, in dem die wichtigsten Erkenntnisse zusammengefasst und bewertet werden.

2. Theoretischer Hintergrund

Um den weiteren Verlauf der Arbeit besser nachvollziehen zu können, werden in diesem Kapitel die theoretischen Hintergründe erläutert. Diese sind jedoch nur kurz dargestellt, um dem Leser einen Überblick zu geben.

2.1 Ökozone: Feuchte Mittelbreiten

Abhängig von den vorherrschenden Faktoren wie Klima, Vegetation, Tierwelt, Böden, Relief und Gewässer, kann das Festland der Erde in verschiedene Bereiche, genannt Ökozonen, gegliedert werden (Schultz, 2002, S. 33). Diese sind nachfolgend in Abb.1 dargestellt.

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Abb. 1: Ökozonen der Erde nach Schultz. Abgebildet ist die Unterteilung der Erde nach Schultz in die neun Ökozonen; teilweise mit Subzonen (bearbeitet nach Schultz, 2000, S. 33).

Die Ökozone feuchte Mittelbreiten umfasst nördlich des Äquators West- und Mitteleuropa, das südwestliche und südliche Nordeuropa, den Südosten Kanadas, die östliche Hälfte der USA und den Osten des asiatischen Kontinents mit Japan, Korea und den Küstenregionen Chinas sowie den südöstlichen Teil Sibiriens; südlich des Äquators zählen der Küstenstreifen Chiles, Tasmanien und die Südinsel Neuseelands zu dieser Ökozone (Knoll, 2014, S. 11). Mit 14,5 Mio. km² (9,7 % des Festlandes der Erde) bilden die feuchten Mittelbreiten die Region mit der größten Bevölkerungsdichte und den wirtschaftlich stärksten Räumen (ebd.). Das Klima ist geprägt von der Saisonalität der Jahrestemperaturen mit einen Jahresmittelwert von 6 bis 12 °C sowie annähernd konstanten Niederschläge von 500-1000 mm pro Jahr (Knoll, 2014, S. 12).²

Die feuchten Mittelbreiten können in die Subzonen sommergrüner Laub- und Mischwald und temperierte Regenwälder untergliedert werden (Kronberg, 2009, S. 223). Der in dieser Arbeit behandelte mitteleuropäische Wald zählt zur Subzone sommergrüner Laub- und Mischwald.

2.2 Die Entwicklung der mitteleuropäischen Wälder

Aufgrund ökologischer Eigenschaften verändern sich bedingt durch Klimaveränderungen auch die Baumartenzusammensetzungen eines Ortes über die Zeit (Gugerli & Sperisen, 2010, S. 209). Ebenso ist die Baumartenzusammensetzung der mitteleuropäischen Wälder von der klimatischen Dynamik geprägt. Vor etwa 20.000 Jahren, während der maximalen Eisausdehnung der letzten Kaltzeit, herrschte in Mitteleuropa eine überwiegend baumfreie Tundrenvegation (Frey & Lösch, 2010, S. 155). Dadurch kam es, wie bereits in Kaltzeiten zuvor, bedingt durch die Alpen als Barriere in Ost-West-Richtung, zum Aussterben vieler Baumarten in Europa (Jensen, 2008, S.6). Die heute vorkommenden Baumarten konnten sich, ausgehend von verschiedenen Refugialgebieten wie Iberien, Italien, dem Balkan, aber auch der Alpenregion, wieder ansiedeln und flächendeckend verbreiten (Gugerli & Sperisen, 2010, S. 210).

Seit etwa 5.000 Jahren ist neben der natürlichen klimatischen Dynamik mehr und mehr der Mensch ein wesentlicher Faktor für die Baumartenzusammensetzung in Mitteleuropa (Gugerli & Sperisen, 2010, S. 207). Durch die neolithische Revolution und den Ackerbau begann der Mensch schon vor etwa 7.000 Jahren die Vegetation zu beeinflussen (Hampicke, 2013, S. 10). Besonders prägend war die Zeit der mittelalterlichen Landnutzung, in der auf natürliche Ressourcen wie Wald und Boden keine Rücksicht genommen wurde (Hampicke, 2013, S.9). Die Waldflächen wurden zunehmend kleiner, bedingt durch Waldweide mit Nutztieren und Rodung zur Schaffung neuer Acker- und Weideflächen (siehe Abb. 2). Etwa seit 1400 hat sich die Waldfläche in Deutschland mit 26 % kaum mehr verändert (Zeit online). Erst seit den letzten Jahrzehnten nehmen die Waldflächen in Deutschland und Europa wieder langsam zu (Mellert et al., 2004, S. 305; Kahle, 2008, vii). Die Gründe hierfür sind nicht eindeutig geklärt. Laut Tatarinov & Cienciala (2009, S. 3081) sind die wichtigsten Faktoren eine erhöhte Stickstoff- Deposition (Hauptursache), sowie erhöhte Temperaturen, CO2-Konzentrationen und Niederschläge zurückzuführen.

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Abb. 2: Waldentwicklung in Deutschland. Links dargestellt sind die Waldflächen in Deutschland um

50 n. Chr., rechts die heutigen Waldgebiete (bearbeitet nach Zeit online).

Durch das heute vorherrschende Klima in Mitteleuropa wäre unter natürlichen Bedingungen die Rotbuche (Fagus sylvatica) die dominierende Baumart (siehe Abb. 3). Vor allem durch ihre hohen Schattentoleranz zusammen mit ihrer starken Schattenwirkung ist sie in der Lage andere Baumarten auf für sie geeigneten Standorten zu verdrängen (Albrecht, 2010, S. 15). Somit wären reine Buchenwälder oder Buchenmischwälder die Klimaxvegetation³ des mitteleuropäischen Waldes (Albrecht, 2010, S. 16). Doch durch anthropogenes Waldmanagement wurden diese natürlichen Buchenwälder von großflächig angepflanzten Fichtenforsten ersetzt (ebd.).

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Abb. 3: Ökogramm des mitteleuropäischen Waldes. Unter natürlichen Bedingungen ist Fagus sylvatica (Rotbbuche) an feuchten bis trockenen Standorten auf alkalischen bis leicht sauren Böden die dominierende Art in Mitteleuropa (Bleyenberg.de, 1998).

Es ist also festzuhalten, dass die heutige Baumartzusammensetzung des Waldes in Mitteleuropa das Resultat einer Zusammenwirkung von nacheiszeitlicher Naturgeschichte mit menschlicher Zivilisationsentstehung ist (Hampicke, 2013, S.9; Küster, 2010, S. 11).

3. Auswirkungen des Klimawandels

Der Klimawandel und die damit einhergehende globale Erwärmung haben auf die verschiedenen Ökosysteme eine Vielzahl an Auswirkungen. Viele davon sind jedoch noch kaum bekannt oder nur sehr schwierig abzuschätzen.

[...]

^[1] Als Ökosystemdienstleistungen bezeichnet man von natürlichen bzw. naturnahen Ökosystemen erbrachte Leistungen, die vom Menschen genutzt werden, wie beispielsweise CO2-Speicherung, Erosionsschutz, Windschutz (Wittig & Niekisch, 2014, S. 232).

^[2] Für genauere Informationen zu den Ökozonen siehe Schultz (2000) Handbuch der Ökozonen.

^[3] Unter Klimaxvegetation versteht man die hypothetische Endstufe einer ungestörten Vegetationsentwicklung abhängig vom vorherrschenden Klima (Lexikon der Biologie, 1999)