• Laufzeit: 01.10.2012 – 30.09.2015
  • Schwerpunkt: Klimawandel
  • Forschungsstatus:  Abgeschlossen

Spezifizierung der Schwellenwerte für den klimagerechten Anbau von Waldbaumarten durch die Untersuchung von marginalen Vorkommen (MARGINS)

  • Verbundprojektleitung: Prof. Dr. Annette Menzel

Bestände der in Bayern verbreiteten Hauptbaumarten Fichte, Kiefer, Buche, Trauben-Eiche und Tanne wurden an ihrem südlichen Arealrand vegetations- und standortkundlich untersucht. Die Bäume werden im Süden, trotz der höheren Temperaturen von ähnlichen Zeigerpflanzen wie in Bayern begleitet und zeigen ein bemerkenswertes Höhenwachstum, was auf eine komplexe Überlagerung von Vorteilen (längere Wuchsperiode) und Risiken (Trockenstress) hindeutet.

Hintergrund und Motivation

Durch den Klimawandel werden die Hauptbaumarten der bayerischen Wälder zunehmend mit warm-trockenen Klimaperioden und die Waldbesitzer mit neuartigen Anbaurisiken konfrontiert. Eine vorausschauende Beurteilung dieser Risiken muss über die Grenzen Mitteleuropas hinaus am südlichen Arealrand erfolgen, wo die Bäume bereits seit längerem einem Klima ausgesetzt sind, das dem für Bayern erwarteten ähnlich ist. Der Erforschung der südlichen „Kampfzone“ von Fichte, Kiefer, Buche, Eiche und Tanne widmete sich ein Team aus Modellierern (LWF), Dendroökologen (TUM) und Vegetationskundlern (HSWT) am Zentrum Wald-Forst-Holz Weihenstephan.

Buchen zeigen nahe am Südrand ihrer Verbreitung erstaunlich hohe Vitalität und Wachstum. © Jörg Ewald, HSWT
Mixed stand of Fagus sylvatica and Quercus ilex in Calabria/Italy © Jörg Ewald, HSWT

Zielsetzung

Das Projekt verfolgte folgende Ziele:

  • Geograhische Definition des warm-trockenen Arealrandes der fünf wichtigsten Baumarten Bayerns (Fichte, Tanne, Wald-Kiefer, Rot-Buche, Trauben-Eiche)
  • Identifizierung von marginalen Beispielpopulationen am warm-trockenen Arealrand
  • Kennzeichnung der Umweltbedingungen am warm-trockenen Arealrand
  • Prüfung, Korrektur und Spezifikation der Nischenmodelle am warm-trockenen Arealrand
Abb. 2: Beziehung zwischen Bestandesalter und Oberhöhe in neun untersuchten Buchenbeständen am trocken-warmen Arelarand in Südeuropa; verglichen mit dem Bonitätsfächer für Bayern (Linien) zeigen die Buchenbestände mittleres bis hohes Wachstum.

Vorgehensweise

Der warm-trockene Arealrand der Baumarten wurde mit dem neu entwickelten Modell der „klimatischen Marginalität“ kartiert, bei dem die ökologische Entfernung zum warm-trockenen Nischenrand quantifiziert wird (Mellert et al. 2015). Zusammen mit lokalen Waldexperten wurden in Rumänien, Bulgarien, Slowenien, Italien, Frankreich, Spanien und Baden-Württemberg 45 Untersuchungsbestände identifiziert. Vor Ort wurden Boden, Bodenvegetation, Bestand und physiologisch relevante Merkmale der Zielbaumarten (Jahrringaufbau, Blattmorphologie) beprobt. Die Vegetationsdaten aus Buchenwäldern wurden an Hand von Ordination und Zeigerartenanalyse mit einem bayerischen Referenzdatensatz verglichen.

Ergebnisse

Die Vorhersage von warm-trockenen Grenzstandorten in Südeuropa gestaltete sich schwieriger als gedacht, da die Zielbaumarten praktisch immer in Gebirgen vorkommen, wo die verfügbaren Klimamodelle erhebliche Ungenauigkeiten aufweisen. Auf Grund fehlender Anbautradition im Mittelmeergebiet gibt es außerhalb von Gebirgen kaum Vorposten von Fichte und Tanne in tieferen Lagen. Die Vorkommen in den Inneralpen („Trockentannen“) weisen bei geringen Niederschlägen und hoher Einstrahlung geringe Temperaturen auf und taugen deshalb nicht als Modell für den Klimawandel. Dagegen findet man in Südeuropa Buchenwälder unter deutlich wärmeren Temperaturen, die sich trotz vieler Gemeinsamkeiten durch eine ganze Reihe wärmeliebender Begleitarten von bayerischen Vorkommen abheben. Auch treten viele Arten, die im wärmeren Nordbayern Buchenbegleiter sind, im Süden auffallend häufig auf. Mittlere Ellenberg-Zeigerwerte für Temperatur und Feuchte erweisen sich als über Mitteleuropa hinaus anwendbar. Die anzunehmenden häufigeren Trockenperioden schlagen sich jedoch überraschender Weise nicht in geringerem Höhenwachstum nieder (Abb. 2). In mikroklimatischen Gunstlagen (luftfeuchte Schluchten, Nähe von Gewässern) steigt die Buche gar bis in erstaunlich tiefe Lagen hinab und begegnet dort mediterranen Arten wie der Stein-Eiche – ein Phänomen, das dringend genauer untersucht werden sollte.

Verbundprojektleitung

Projektbearbeitung

Projektmitwirkung (extern)

Partner