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Betriebliche Steuerung

Die Forschung im Bereich der Betrieblichen Steuerung umfasst die Erarbeitung von wissenschaftlichen Grundlagen und ihre Umsetzungen in Planungswerkzeuge, die unmittelbar der Unterstützung der Forstbetriebe bei der Waldbewirtschaftung dienen. Beispiele für derartige Entscheidungshilfen sind die Empfehlungen zur klimaangepassten Baumartenwahl, die Merkblätter für ein zielgerichtetes und standortsangepasstes Nährstoffmanagement, eine moderne modellgestützte Standortskartierung, Qualitätsstandards für die biologische Produktion, klimasensitive Waldentwicklungs- und Holzaufkommensprognosen, moderne (fernerkundungsgestützte) Forsteinrichtungsverfahren, die Strategien zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung forstgenetischer Ressourcen, sowie Naturschutzstrategien für den multifunktionalen Wald.

Klimaangepasste Baumartenwahl

Die Unterstützung der Forstbetriebe bei der klimaangepassten Baumartenwahl auf standörtlicher Grundlage in Form von digitalen Baumartenempfehlungskarten basiert auf umfassenden empirischen Datengrundlagen und Modellentwicklungen. Die aktuelle Entscheidungsbasis der modellgestützten Abschätzung der Standortwasserbilanz als Trockenstressindikator wird derzeit um weitere Komponenten zur Projektion wichtiger biotischer und abiotischer Risiken ergänzt. So liegen an der NW-FVA statistische Modelle zur baumarten-, standort- und expositionssensitiven Projektion der Sturmschadensgefährdung und für Fichte zur standort- und bestockungssensitiven Abschätzung des Borkenkäferrisikos vor. Speziell in Mittelgebirgsregionen lassen sich so klima­adaptive Baumartenempfehlungen insbesondere unter Berücksichtigung der Topographie weiter optimieren.

Nährstoffmanagement

Der Nährstoffhaushalt von Wäldern wird durch die forstliche Bewirtschaftung aber auch die anthropogen bedingte Deposition von Luftschadstoffen in vielfältiger Weise beeinflusst. Sowohl die Depositionsraten als auch die Nährstoffausstattung der Waldböden können dabei regional und in Abhängigkeit vom Ausgangssubstrat und der Bestockung beträchtlich variieren. Um die Funktion der Waldböden als Nährstoffspeicher und -quelle nachhaltig zu sichern, bedarf es daher regional und standörtlich differenzierter Empfehlungen über Umfang und Zusammensetzungen von Bodenschutzkalkungen aber auch für die Intensität der Biomassenutzung von Nichtderbholzkompartimenten. Grundlage für derartige Praxisempfehlungen sind Analysen von Nährelementgehalten in verschiedenen Kompartimenten des Bodens und der Biomasse, die im Umweltmonitoring sowie in spezifischen Experimenten erfasst werden. Auf dieser Datenbasis werden statistische Modelle für die standortsensitive Regionalisierung wichtiger Kenngrößen bzw. zur Ableitung von Bewirtschaftungsempfehlungen entwickelt.

Modellgestützte forstliche Standortskartierung

Die forstliche Standortskartierung ist die entscheidende Grundlage für eine standorts- und klimaangepasste Baumartenwahl. Darüber hinaus basieren die Herleitungen von Kalkungs- und Vollbaumnutzungskulissen auf den Ergebnissen der forstlichen Standortskartierung. Die Informationen der Standortskartierung werden direkt in Modellen zur standortsensitiven Abschätzung der Wuchsleistung oder für Baumartenempfehlungen verwendet. Sie dienen als Hilfsgrößen zur Ableitung und Regionalisierung hochwertigerer Kenngrößen wie der nutzbaren Feldkapazität oder von Nährelementvorräten. Die Weiterentwicklung der Standortskartierung beinhaltet einerseits die modellgestützte Ableitung von metrischen Standortparametern. Gleichzeitig werden statistische Modelle dafür genutzt, um Nachteile bestimmter Kartierungsverfahren wie die mangelnde Differenzierung der Standorte modellgestützt zu verbessern. Die Grundlage für derartige Modellentwicklungen sind verortete Bodenprofile. Die meisten bodenphysikalischen und -chemischen Parameter unterliegen einer geringeren zeitlichen Dynamik als klimatische Parameter. Aufgrund der Langfristigkeit der forstlichen Produktionsprozesse beinhaltet die Weiterentwicklung der Standortskartierung aber auch die modellgestützte Projektion zukünftiger Standortsverhältnisse.

Qualitätsstandards für die biologische Produktion

Der Massen-, Sorten- und Wertertrag von Waldbeständen hängt immer auch von der waldbaulichen Ausgangssituation ab, lässt sich aber stark über waldbauliche Maßnahmenfolgen und vor allem Durchforstungen steuern. Auf dem langfristigen ertragskundlichen Versuchsflächennetz der NW-FVA werden Durchforstungs-, Erschließung- und Erntemaßnahmen mit sehr unterschiedlichen Eingriffsstärken, -arten und -intervallen angewendet und bezüglich ihrer Auswirkungen auf Ertrag und Stabilität analysiert. Das Versuchsflächennetz deckt die wichtigsten Wirtschaftsbaumarten auf unterschiedlichen Standorten aber auch potentiell klimastabile Baumarten mit derzeit noch geringen Flächenanteilen wie die Roteiche und die große Küstentanne ab. Als optimal haben sich gestaffelte am Wachstumsgang der Baumarten orientierte Durchforstungen herausgestellt. Auf diesen Erkenntnissen basierende konkrete Empfehlungen werden der forstlichen Praxis in Form von Merkblättern für Baumarten bzw. Mischbestände zur Verfügung gestellt. Die Merkblätter beinhalten zusätzlich Entscheidungshilfen zur Bestandesbegründung in Abhängigkeit von der Ausgangssituation sowie zur Feinerschließung und bodenschonenden Befahrung.

Klimasensitive Waldentwicklungs- und Holzaufkommensprognosen

Die Fortschreibung der Waldentwicklung und Holzaufkommensprognosen für Forstbetriebe aber auch auf der Ebene der Trägerländer der NW-FVA sind eine wichtige Grundlage zukünftiger nach Baumarten differenzierter Nutzungspotentiale und darauf aufbauender Planungen wie z. B. der Sicherung der Nadelrohholzversorgung. Die Prognosen werden mit dem an der NW-FVA entwickelten einzelbaumbasierten Wachstumssimulator TreeGrOSS durchgeführt. Ergebnis sind kurz- und mittelfristige Projektionen des Massen- und Sortenertrages sowie der Entwicklung des Vorrates, die durch Modellierungen des Produktspeichers ergänzt werden, um die Klimaschutzwirkung des Waldes umfassend abzuschätzen. Die Anwendung des Wachstumssimulators erlaubt die Projektion von waldbaulichen Varianten, um die verschiedenen Waldfunktionen unterschiedlich stark zu berücksichtigen und die Auswirkungen auf die Multifunktionalität zu analysieren. Der Wachstumssimulator wird fortlaufend weiter entwickelt, wobei ein aktueller Schwerpunkt darin besteht, durch die Modellierung des Standort-Leistungs-Bezuges auch langfristige Projektionen unter Klimawandel zu ermöglichen.

Moderne (fernerkundungsgestützte) Forsteinrichtungsverfahren

Die Landesforstbetriebe von Hessen, Niedersachsen und Schleswig-Holstein aber auch einzelne private Forstbetriebe haben in den 1990 Jahren beginnend Betriebsinventuren zur Unterstützung der bestandsweisen Forsteinrichtung als zweiphasige permanente Rasterstichproben etabliert. Die Konzeption zur Auswertung und Analyse nach stichproben-theoretischen Gesichtspunkten ist an der forstlichen Biometrie der Universität Göttingen in Zusammenarbeit mit der NW-FVA erarbeitet worden. Die Betriebsinventuren erlauben eine detailliertere und quantitative Erfassung des Istzustandes. Zusätzlich können Fehlerrahmen für alle Zielgrößen geschätzt werden. Derartige Informationen lassen sich aus einer summarischen Auswertung der qualitativen Einzelbestandsplanungen nicht ableiten. Allerdings lassen die Betriebsinventuren aufgrund ihrer Stichprobendichte keine Aussagen für Einzelbestände zu. Ein aktueller Forschungsbereich zur Weiterentwicklung ist daher die Entwicklung von Kleingebietsschätzern bzw. die Regionalisierung der Stichprobeninformationen mit Hilfe von Fernerkundungsmethoden.

Naturschutzstrategien für den multifunktionalen Wald

Naturschutzfachliche Fragen werden bei nahezu allen Belangen der Waldbewirtschaftung direkt oder indirekt berührt. Eine Erfolg versprechende Naturschutzstrategie für den multifunktionalen Wald ist die Kombination integrativer Maßnahmen auf ganzer Fläche mit Vorranggebieten für die Biodiversität. Im Wald existiert bereits ein komplexes System an solchen Vorranggebieten in Form von Schutzgebieten unterschiedlicher Zielsetzung.

Viele Naturschutzmaßnahmen lassen sich gut in Bewirtschaftungskonzepte integrieren. Typische Beispiele sind die Pflege von standortheimischen Mischbaumarten, die Erhaltung von Altbäumen und Totholz oder der schonende Umgang mit gesetzlich geschützten Biotopen. Wir erarbeiten Konzepte für entsprechende integrative Maßnahmen sowie deren Wirkungskontrolle. Um einen umfassenden Schutz der biologischen Vielfalt im Wald zu gewährleisten sind zusätzlich Vorrangflächen des Naturschutzes notwendig, auf denen die Holzproduktion zurücksteht oder auch ganz ausgeschlossen ist. Beispiele sind Moor- und Feuchtwälder, kulturhistorische Wirtschaftsformen wie Weidewälder oder Wälder mit natürlicher Entwicklung. Wir erproben und entwickeln Konzepte, um geeignete Vorranggebiete zu identifizieren und schützenswerte Lebensräume als Hotspots der Biodiversität im Wald wiederherzustellen. In diesem Kontext evaluieren wir auch die Schutzgebietssysteme im Wald.

Genetisches Ressourcenmanagement

Innerhalb einer Baumart gibt es individuelle aber auch herkunftstypische physiologische und morphologische Unterschiede, die zu erheblichen Teilen in den Erbanlagen verankert sind. Diese genetische Vielfalt ist von entscheidender Bedeutung für künftige Anpassungsprozesse unserer Waldbaumpopulationen an sich ändernde Umweltbedingungen und damit ein wichtiger Stabilitäts- und Produktionsfaktor.

Zahlreiche Studien belegen, dass der Erfolg von forstlichen wie auch von naturschutzfachlichen Maßnahmen maßgeblich durch die genetische Ausstattung des Vermehrungsguts bestimmt und damit schon zum Zeitpunkt der Verjüngung festgelegt wird. Deshalb werden im Rahmen eines genetischen Ressourcenmanagements Maßnahmen zur Erhaltung aber auch nachhaltigen Nutzung forstgenetischer Ressourcen entwickelt und in die Praxis umgesetzt. Dazu zählen u. a. die ständige Aktualisierung der Herkunftsempfehlungen für forstliches Vermehrungsgut, die Entwicklung und Pflege von Samenplantagen als Beitrag zur Biologischen Vielfalt sowie das digitale Erntezulassungsregister. Vielfältige genetische Untersuchungen (Laboranalysen, Feldversuche) dienen hier als Entscheidungsgrundlage.

Beteiligte Sachgebiete:
Publikationen:

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