OakChain - Nachhaltige Bewirtschaftung von Eichen-Kiefern-Mischbeständen im subkontinentalen Nordostdeutschen Tiefland

Hintergrund und Ziele

Das Projekt ist eine Initiative von universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie Stakeholdern aus der forstlichen Praxis und der Holzverarbeitenden Industrie in Nordostdeutschland. Hintergrund ist die Erkenntnis, dass die globale Erwärmung auch Folgen für die Wälder Brandenburgs hat. Seit Jahren werden deshalb Kiefernbestände in Mischwälder umgebaut, um sie unter anderem widerstandsfähiger gegen Trockenheit zu machen.

Die folgenden Aspekte sind von genereller Bedeutung für den Waldumbau in der Region:

  • Das Betriebsrisiko ist für großflächige Kiefernreinbestände aufgrund der Anfälligkeit der Bestände außerordentlich hoch.
  • Eine sich abzeichnende Verringerung der Niederschlagsmengen und die Erhöhung des atmosphärischen Verdunstungsanspruches haben bei weiter steigenden Temperaturen gravierende Auswirkungen auf die Leistungen der Waldwirtschaft.
  • Der Wissensstand zur Bewirtschaftung der Eichen-Kiefern-Mischbestände ist gering und es liegen hierzu nur wenig praktische Erfahrungen vor.
  • Über die ökologischen Wirkungen des Umbaus von Kiefernwäldern in Eichen-Kiefern-Mischbestände auf die Standortsqualität (speziell den Boden und den Wasserhaushalt) ist wenig bekannt.
  • Das verstärkte Angebot von schwachem Eichenholz findet derzeit nur ungenügenden Absatz, so dass innovative Lösungen gefunden werden müssen.
  • Eine Optimierung der Stoffströme und eine Verbesserung der Logistikketten sind auf Grund der anfallenden Massensortimente von Schwachholz von besonderer Bedeutung.

Das Projekt ist in vier Module mit folgenden Teilprojekten unterteilt:

Modul 1 - Bewirtschaftung:

TP 1: Bewertung und Anpassungspotenziale der Traubeneiche an Witterungsextreme in Kiefern-Mischbeständen unter besonderer Berücksichtigung der Waldstruktur und der genetischen Struktur;

TP 2: Ökonomische und waldbauliche Handlungsgrundlagen für die nachhaltige Bewirtschaftung von Traubeneichen-Kiefern-Mischbeständen;

Modul 2 - Standortqualität:

TP 1: Entwicklung bodenökologischer und standortkundlicher Bewertungskriterien für die nachhaltige Bewirtschaftung von Eichen-Kiefern-Wäldern unter den Einflüssen von Waldumbau und Trockenheit;

TP 2: Modellgestützte Analyse von Eichen-Kiefern-Mischbeständen im subkontinentalen Nordostdeutschen Tiefland unter Klimawandel;

Modul 3 - Holzverwertung:

TP 1: Verwendungsrelevante Eigenschaften von Traubeneichen-Schwachholz aus Mischbeständen;

TP 2: Verarbeitung und Verwendung von Eichenschwachholz;

TP 3: Untersuchungen zur Herstellung von thermisch behandeltem Eichen(Laub)schnittholz mit dem Ziel der Leistungs- und Qualitätsoptimierung;

TP 4: Verwendung von Eichenschwachholz - begleitende Untersuchung zur Verbesserung von klein- und mittelständigen Unternehmen an Forschungsverbünden der Forst- und Holzbranche;

Modul 4 - Wertschöpfungskette:

TP 1: Optimierung zwischen Polter und Rampe bei Eichenschwachholztransporten zur Reduzierung der Gesamtverwertungskosten mit Low-Budget-Ausrüstung.

Die Untersuchungsgrundlage bildet ein Set von neun Versuchsflächen, die zum einen den Einfluss des Alters (Chronosequenz) und zum anderen den klimatischen Einfluss in Form eines West-Ost-Gradienten (Kontinentalitätsgradient) repräsentieren. Es werden neben Untersuchungsflächen in Nordostdeutschland auch polnische Flächen einbezogen. Der Verbund betrachtet Untersuchungsflächen, die ausgewiesene Eichen-Naturwälder und deren bewirtschaftete Vergleichsflächen sowie etablierte langfristige Versuchsflächen mit einer entsprechenden Datengrundlage repräsentieren.

Ziele:

Ein wesentliches Arbeitsziel des Verbundvorhabens ist die Erarbeitung eines Entscheidungsunterstützungssystems ("Decision Support Systems" - DSS) für Stakeholder, das bei Entscheidungen zu Waldumbaumaßnahmen für den Praktiker eine fundierte Basis bieten soll. Das DSS wird auf dem verfügbaren Datenspeicher Wald der Landesforstanstalt Eberswalde (LFE) aufbauen und damit einen detaillierten Zugriff auf wesentliche Bestandes- und Managementdaten gewährleisten. Die LFE verfügt mit dem "Datenspeicher Wald" (DS Wald) über ein bewährtes und gleichzeitig innovatives Instrument, das der landesweiten Speicherung, Aktualisierung und Bereitstellung von Zustands-, Planungs- und Vollzugsdaten für Waldbestände dient.

Zusätzlich werden auf der Basis der Qualitätsansprache der Eichen Anforderungen an die Holzqualität und Ziele für waldbauliches Handeln abgeleitet. Darauf aufbauend werden in enger Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft die Verarbeitungs- und Verwendungsmöglichkeiten von Eichenschwachholz analysiert und deren thermische Behandlung in einer Pilotanlage an der Holzindustrie Templin GmbH umgesetzt. Schließlich werden durch die Forstlogistik moderne Informations- und Kommunikationstechnologien eingesetzt und kostengünstige Lösungen zur Navigation im Wald entwickelt, um die Transportkette Schwachholz zu optimieren.

Laufzeit

bis

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
  • Polen
Bundesland
  • Baden-Württemberg
  • Brandenburg
Naturräumliche Zuordnung
  • Nordostdeutsches Tiefland
  • Südostdeutsche Becken und Hügel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Entwicklung von Wetterzeitreihen und Klimaresponsefunktionen für die Analyse des Klimawandels. In Kooperation mit dem Projekt GLOWA-Elbe wird angestrebt, die Ergebnisse in eine Analyse der Wechselwirkungen mit dem Landeswasserhaushalt einfließen zu lassen. In Modellstudien werden die Auswirkungen von Szenarien des globalen Wandels auf die Realisierung von Zielen der nachhaltigen Bewirtschaftung von Eichen-Kiefern-Mischbeständen bewertet. Die Auswirkungen des Waldumbaus auf Wasser- und Stoffhaushalt und der damit verbundenen Standortqualität werden mit dem Modell 4C untersucht. 4C ist mit einem Holzproduktmodell, einem ökonomischen Bewertungsmodell und einer Routine für multikriterielle Analyse von Waldleistungen gekoppelt.

Parameter (Klimasignale)
  • Veränderte Niederschlagsmuster
  • Höhere mittlere Temperaturen

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Es werden die Klimafolgen für die Leistungsfähigkeit der Forst- und Waldwirtschaft betrachtet, die durch Verringerung der Niederschlagsmengen und Erhöhung des atmosphärischen Verdunstung bei steigenden Temperaturen beeinflusst wird.

Schritt 2b: Vulnerabilität, Risiken und Chancen

Dringlichkeit und Priorisierung von Anpassungsbedarf 

Der Waldumbau findet bereits statt.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Eine Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel ist der Waldumbau in Nordostdeutschland. In der submaritim geprägten Region der natürlichen Buchen- und Buchen-Eichenwälder des nordostdeutschen Tieflandes wurden bereits im 19. Jahrhundert vorwiegend Buchen gepflanzt und so erfolgreich Laub-Nadelmischbestände entwickelt. Insbesondere nach der politischen Wende 1990 wurden Voranbauten mit Buchen durchgeführt, um in diesem Klimabereich auf großen Flächen den ökologischen Umbau der Kiefernreinbestände zu forcieren. Im subkontinental geprägten Bereich der natürlichen Kiefern-Eichen-Wälder wurden hingegen die Kiefernbestände nur in Ausnahmefällen zu gemischten Wäldern entwickelt. Der Umbau der Kiefernreinbestände gestaltet sich hier auf Grund der geringen Niederschläge sowie der schlechteren Nährstoffausstattung und Wasserspeicherfähigkeit der Böden jedoch schwierig. Für den großflächigen Waldumbau kommt vorrangig die Traubeneiche in Betracht, da die Buche im subkontinentalen Klimabereich an ihre physiologische Trockengrenze stößt. Die Traubeneiche gilt aber in der forstlichen Praxis allgemein als typische Lichtbaumart, die für einen Voranbau unter Kiefernschirm ungeeignet ist und daher am Besten auf der Kahlfläche zu pflanzen sei. Praktische Erfahrungen eines Waldumbaus mit Traubeneiche ohne Kahlschläge liegen nur für die Initialphase vor. Ebenso begrenzt ist die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit diesem Thema.

Konfliktpotential / Synergien / Nachhaltigkeit 

Ziel des Projekts ist die nachhaltige Bewirtschaftung von Eichen-Kiefern-Mischbeständen auch im Rahmen eines zukünftig veränderten Klimas.

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), BMBF-Förderschwerpunkt "Nachhaltige Waldwirtschaft"

Projektleitung 

Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU)

Beteiligte/Partner 

BTU Cottbus, Lehrstuhl für Bodenschutz und Rekultivierung und Forschungszentrum Landschaftsentwicklung und Bergbaulandschaften (FZLB);

Fachhochschule Eberswalde (FHE), Lehrgebiet Forstnutzung/Holzkunde;

Forest Research Institute in Warschau;

Holzindustrie Templin GmbH (HIT);

Landesforstanstalt Eberswalde (LFE), Fachbereich Waldentwicklung und Monitoring;

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Globaler Wandel & Natürliche Systeme;

Technische Fachhochschule Wildau (TFH), Verkehrslogistik;

Technische Universität Dresden (TUD), Institut für Forstnutzung und Forsttechnik;

UDATA - Umweltschutz und Datenanalyse;

Verband der Säge- und Holzindustrie Nord e.V. (Nordverband)

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Handlungsfelder:
 Boden  Wald- und Forstwirtschaft  Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft