ETH-Klimablog - Umweltfolgen - Der Wald steht schwarz und schweiget – oder doch nicht?

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Der Wald steht schwarz und schweiget – oder doch nicht?

17.03.2010 von

Der nächste Sonntag, 21. März, ist der internationale Tag des Waldes – rufen wir uns deshalb kurz in Erinnerung, dass Wälder weltweit Güter und Dienstleistungen von unschätzbarem Wert für uns Menschen liefern: Holz, Nahrungsmittel, medizinisch wertvolle Pflanzen, Lebensraum, die Regulation des Wasser-Abflusses, das Brechen von Hochwasser-Spitzen durch Wasserspeicherung im Wurzelraum, Schutz vor Naturgefahren wie Lawinen oder Steinschlag und schliesslich die Kohlenstoff-Speicherung als wichtiges Element im globalen Klimasystem.

Forschung ja – aber wie?

Stehen die Wälder in Anbetracht des Klimawandels schwarz und schweigen? Es ist nicht möglich, diese Frage mit Beobachtungen oder Experimenten zu beantworten, denn Wälder entwickeln sich in aller Regel langsam. Bei Experimenten mit jungen Bäumen in Klimakammern sind die gewonnenen Aussagen kaum auf grosse, im Freiland gewachsene Individuen übertragbar. Deshalb arbeitet die Forschung mit Computermodellen. Diese enthalten das vorhandene Wissen über die Waldentwicklung und berechnen daraus die Dynamik in der Vergangenheit oder Zukunft.

Waldentwicklungs-Modelle

Seit den späten 1980er-Jahren legen Modellrechnungen verschiedenster Forschungsinstitute weltweit nahe, dass sich die Artenzusammensetzung und die Kohlenstoff-Speicherung in vielen Wäldern als Folge des Klimawandels verändern werden. Interessant ist, dass die Ergebnisse der verschiedenen Forscher sich ähnlich sind, auch wenn die Bauart der Modelle teilweise sehr unterschiedlich ist. Dies bedeutet, dass robuste Aussagen gemacht werden können darüber, wie sich der Wald unter verschiedenen Klimaszenarien entwickeln dürfte.

Zu erwartende Veränderungen

Das Ausmass der simulierten Wald-Veränderungen ist zudem abhängig von den heutigen Standortverhältnissen: Jedes Waldökosystem entwickelt sich anders. Trotzdem sind einige Verallgemeinerungen möglich:

An Waldgrenzen dürften sehr starke Veränderungen auftreten. So ist ein Anstieg der Waldgrenze bereits jetzt zu beobachten, was bisher jedoch vor allem durch Veränderungen in der Landnutzung bedingt ist. In Zukunft wird in höheren Lagen (subalpine Stufe) in erster Linie das Wachstum zunehmen, wobei hier längerfristig grosse Veränderungen in der Artenzusammensetzung hinzukommen werden. An der unteren («trockenen») Waldgrenze hat man in den vergangenen Jahren weltweit vermehrt grossflächige Mortalität beobachtet. Allein in den südwestlichen USA sind 2002/2003 über 12’000 km2 Wald (ungefähr die Waldfläche der Schweiz) wegen Trockenheit eingegangen. Das alleine ist zwar kein Beweis, dass die menschengemachte Klimaveränderung stattfindet, beunruhigend ist diese Häufung aber zweifellos – und sie stimmt mit den Modell-Aussagen überein.

Die Rolle von Störungen

Zusätzliche grosse und rasche Veränderungen im Wald werden durch Windwürfe, Waldbrände, grossflächigen Insekten-Befall und andere so genannte «Störungen» ausgelöst. Die Klimatologen erwarten eine Häufung extremer Wetterlagen; diese dürften zu mehr Störungsereignissen führen, welche uns die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald rascher spüren lassen. Eine Intensivierung des Störungsregimes hätte drastische Konsequenzen für praktisch alle eingangs genannten Güter und Dienstleistungen aus dem Wald. In einem Gebirgsland wie der Schweiz ist vor allem der Schutz vor Naturgefahren ein Sorgenkind – ohne Schutzwald kein Schutz!

Es ist sehr schwierig, die Reaktion eines konkreten Waldbestandes auf die Klimaveränderung präzise abzuschätzen und dann geeignete Anpassungsmassnahmen zu treffen. Deshalb ist es gerade für den Wald sehr wichtig, dass wir die CO₂-Emissionen zurückfahren und den Klimawandel in Grenzen halten. Eine globale Erwärmung von maximal 2°C wurde in der Waldforschung schon früh als «tolerierbar» betrachtet, lange bevor dieses Ziel in die heutige politische Debatte Eingang fand. Noch ist es nicht zu spät…

Zum Autor

Harald Bugmann ist Professor für Waldökologie an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie

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Kommentare (10) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Hier gibt es ein paar Bilder die alles erklaeren (auch ohne die Kommentare!).

Genug Material fuer alle die kein Problem mit dem CO2 sehen, kein Problem mit den endlichen Energieresourcen und der Exponentialfunktion!

http://www.n-tv.de/mediathek/bilderserien/wissen/Das-rapide-Schwinden-der-Urwaelder-article12372.html

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Kommentar von Ben Palmer. 22.03.2010, 1:04

600 km2 (= 60000 ha) mehr, (etwa +5%) ist das viel?

Wieviel Holz direkt und indirekt importiert/exportiert die Schweiz im Vergleich?

und ja weltweit sieht es eher so aus:
„Die globale Waldfläche ist im Zeitraum zwischen 1990 und 2005 um drei Prozent geschrumpft. Das entspricht einem durchschnittlichen jährlichen Verlust von 0,2 Prozent oder 20.000 Hektar am Tag.“
http://www.lifegen.de/newsip/shownews.php4?getnews=m2010-01-21-0610&pc=s02

20000 Hektar pro Tag .. also drei Tage Abholzen im Vergleich zum Wachstum in der Schweiz..

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„Der Wald bedeckt heute eine Fläche von 1,28 Millionen Hektaren der Schweiz, wie das Bundesamt für Umwelt (BAFU) und die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL am Dienstag bei der Präsentation des dritten Landesforstinventars bekannt gaben. Innerhalb von elf Jahren hat die Waldfläche um rund 600 Quadratkilometer zugenommen, was fast annähernd der Gesamtfläche des Kantons Glarus entspricht.“
http://snipurl.com/uzhlk

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Liebe Blogger,

@Dominik Dahl: Sie haben völlig recht, den Rückkopplungen zwischen der Landoberfläche und dem Klima wurde lange Zeit wenig Beachtung geschenkt. In den letzten Jahren hat sich das aber geändert; an der ETH arbeitet z.B. Prof. Seneviratne (u.a. in Kooperation mit Forschern meiner Professur) an diesen Fragen.

@ Martin Holzherr (1): Worauf die Wachstumssteigerung der letzten Jahrzehnte (in den östlichen USA, aber auch in Mitteleuropa) zurückzuführen ist, ist weiterhin nicht eindeutig geklärt. Persönlich neige ich eher zur Ansicht, dass es in erster Linie die N-Düngung ist, wogegen der zunehmende CO2-Gehalt sowie die T-Erhöhung weitere, aber weniger wichtige Faktoren sind.

@ Martin Holzherr (2): Ich habe vom Baumsterben in den südwestlichen USA geschrieben, das eindeutig eine Folge der Trockenheit ist, obwohl auch dort Insekten eine Rolle spielen. Im Nordwesten der USA und in Kanada sind es in erster Linie massive Attacken von Insekten (Mountain Pine Beetle), welche sich aufgrund der höheren Temperaturen (kombiniert mit Trockenheit) nach Norden ausbreiten und – so das Extrem-Szenario – via die borealen Wälder Kanadas nach Osten wandern und dann der Ostküste entlang bis nach Florida gelangen könnten, etwas, das bisher aus klimatischen Gründen nicht möglich war (zu kalt in den borealen Wäldern).

Ein Grundproblem der anthropogenen Klimaveränderung bezüglich der Walddynamik ist, dass die Änderung des Klimas wesentlich schneller von statten geht als die Walddynamik, und dies führt unter Umständen zu Zuständen, die für den Menschen (resp. jene Güter und Dienstleistungen, die wir vom Wald haben möchten) mindestens während einer längeren Übergangszeit sehr unerfreulich sein kann – der Wald als Vegetationsform ist deswegen sicher nicht gefährdet, aber die Menschheit hat ein Problem (z.B. fehlende Schutzfunktion im Gebirge, bis neue Waldstruktur sich etabliert hat).

@ Ben Palmer: Sorry, das „globale“ in jenem Satz war unglücklich. Wir haben schon in den 1990er-Jahren festgestellt, dass Klimaveränderungen im Bereich von +-2 Grad an vielen (aber nicht an allen Standorten) nur zu geringen Veränderungen in der simulierten Waldzusammensetzung führen. Quellen: Dissertationen von N. Kräuchi und mir selber, Arbeiten von F. Kienast (WSL) und A. Fischlin (ETH).

Höhenveränderung der Waldgrenze in der Schweiz in den letzten 1000 Jahren: mir ist keine Studie bekannt, welche dies „synoptisch“ (für mehr als einen Standort) gemacht hätte. Zu beachten ist, dass die obere Waldgrenze wohl schon vor 500 und mehr Jahren plusminus die jetzige Höhe erreicht hat, da sie anthropogen ist (Alpwirtschaft). Es gibt sogar Anzeichen, dass die Lage der oberen Waldgrenze an einigen Standorten bereits vor 4500 Jahren anthropogen beeinflusst war. Die Aussage, dass die Waldgrenze in Zukunft klimabedingt ansteigen wird, gilt unter der Voraussetzung, dass die Alpwirtschaft dies zulässt – in den letzten Jahrzehnten sieht das ganz so aus, wenn auch nicht an allen Standorten.

Mit freundlichen Grüssen,
Harald Bugmann

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

Hier eine interessante, soeben erschienene Arbeit zu Klimaentwicklung, Dürre und Waldbränden in den westlichen USA.

http://uanews.org/node/30720

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Das Klima ändert sich auch unabhängig von menschlichen Einflüssen und mit ihm der Wald. Verbreitung, Zusammensetzung der Arten, Wachstum etc. unterliegen kontinuierlichen Änderungen und Anpassungen. Zu den Auswirkungen eines erhöhten CO2-Anteils in der Atmosphäre auf den Wald:

http://www.pnas.org/content/early/2010/02/02/0912376107

Was die von einem Teil der Klimatologen prognostizierten «Störungen» und die „Häufung extremer Wetterlagen“ anbelangt, herrscht – gelinde gesagt – Unsicherheit, nachdem dem IPCC eine Reihe alarmistischer, sprich ungesicherter Aussagen vorgehalten wird: http://www.timesonline.co.uk/tol/news/environment/article7009705.ece

Zur Debatte stehen auch die „globale Erwärmung“ und die reichlich unrealistischen Zielsetzungen zur Senkung der CO₂-Emissionen und zur Beschränkung der „globalen Erwärmung“ auf max. 2° C +.

Lohnender, statt auf allen Fachgebieten jede beobachtete Änderung reflexartig mit AGW in Verbindung zu bringen, wäre eine Auseinandersetzung mit den erheblichen menschlichen Einflüssen auf die Waldentwicklung in der Schweiz: standortgerechte Artenzusammensetzung, Bewirtschaftung und Verjüngung der Schutzwälder, Verbreitung auf landwirtschaftlich unbewirtschafteten Flächen etc.

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„Eine globale Erwärmung von maximal 2°C wurde in der Waldforschung schon früh als «tolerierbar» betrachtet, lange bevor dieses Ziel in die heutige politische Debatte Eingang fand.“
Herr Bugmann, welcher Wald ist konkret dem „globalen“ Klima ausgesetzt und damit sozusagen als Klimainidkator verwendbar?
Können Sie uns einen Hinweis geben, welche Studien den Nachweis erbringen, dass 2°C tolerierbar sind?

Gibt es Studien über die Höhenveränderung der Waldgrenzen in der Schweiz über die letzten 1000 Jahre?

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Das Phänomen der „forest die-off“’s, beispielsweise in den nordwestamerikanischen Wäldern (siehe http://e360.yale.edu/content/feature.msp?id=2252), das auch von ihnen angesprochen wird, scheint auf eine Kombination von Trockenheit und Insektenbefall zurückzugehen.
Beim Lesen entsprechender Berichte trifft man immer wieder auf eine gewisse Unsicherheit bei der Verortung der tieferen Ursache.

Eine mögliche Interpretation wäre doch auch, dass Wälder und ihre Zusammensetzung vom Standortklima bestimmt werden und dass Wälder nur langsam auf längerdauernde Störungen oder gar Änderungen des Klimas reagieren können. Hält die neue klimatische Situation dann aber lange an – beispielsweise verstärkte Trockenheit – so entsteht möglicherweise ein neuer Wald mit anderen Baumtypen. So gesehen wäre es für Wälder am ungünstigsten, wenn die klimatischen Verhältnisse nie zur Ruhe kommen, sondern sich immer wieder ändern. Das könnte der Fall sein bei einer raschen Klimaänderung wie sie jetzt durch den Menschen angestossen wird.

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Die ostamerikanischen Wälder zeigen in den letzten Jahren ein verstärktest Wachstum und es wird vermutet, dies gehe auch auf eine CO2-Düngung zurück (siehe http://sercblog.si.edu/?p=466).
Ist dies auch hier zu beobachten? Gibt es überhaupt Methoden, mit denen man die Ursache eines verstärkten Wachstums ausmachen kann oder ist eine Aussage wie „The chief culprit appears to be climate change, more specifically, the rising levels of atmospheric CO2, higher temperatures and longer growing seasons.“ einfach eine Vermutung und die einzelnen Faktoren, die beim Wachstum eine Rolle spielen können in Wirklichkeit gar nicht auseinandergehalten werden?

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Waldgebiete haben besondere optische Eigenschaften, die in der Diskussion nicht einbezogen werden, die aber grossen Einfluss auf die Erwärmung der Atmosphäre haben:

Die Blätter von Bäumen reflektieren sehr stark das sichtbare Licht (vor allem grün, das Intensitätsmaximum des Sonnenspektrums) und absorbieren rotes Licht. Nur ein geringer Anteil der von der Sonne einstrahlenden Intensität wird in infrarotes treibhausaktives Licht gewandelt.
Die Umwandlung einer Fläche Wald so gross wie die Schweiz in nackte Erde ist von der Strahlungsbilanz gesehen eine Katastrophe, denn fast das gesamte einfallende Licht wird infrarot wieder emittiert. Das Radiative Forcing durch die veränderte Strahlungsbilanz dieses Gebiets wird leider nie erwähnt, es wird immer nur CO2 betrachtet.

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