Waldinformationssystem Nordalpen (WINALP)

Das Projekt „Waldinformationssystem Nordalpen“ (WINALP) wurde am 30.9.2011 erfolgreich abgeschlossen. Drei Jahre lang haben Forstwissenschaftler, Bodenkundler und GIS-Fachleute für 400.000 ha Wald in den Kalkalpen entlang der Grenze zwischen Bayern, Tirol und Salzburg neue standörtliche Grundlagen für die Bewirtschaftung, Pflege und Sanierung von Bergwäldern erarbeitet. 15 Jahre nach der Verabschiedung wird damit endlich die Forderung des Bergwaldprotokolls der Alpenkonvention nach ausreichenden ökologischen Planungsgrundlagen erfüllt.

Projekthintergrund und Projektziel

Bewirtschaftung, Pflege und Sanierung von Bergwäldern finden unter sich ändernden organisatorischen, wirtschaftlichen und klimatischen Bedingungen statt. Steigenden Ansprüchen an die landeskulturellen, wirtschaftlichen und ökologischen Funktionen steht der Zwang zu Kostenminimierung und Personalabbau gegenüber - ein Widerspruch, der nur durch gesteigerte Effizienz aufzulösen ist.

Die nachhaltige Erfüllung aller Schutz- und Nutzfunktionen stellt deshalb höchste Anforderungen an die Wissensbasis forstlicher Entscheidungen. Dabei kommt verlässlichen Flächeninformationen zur natürlichen Leistungsfähigkeit der Bergwälder eine Schlüsselrolle zu. Sie werden dringend benötigt für:
- den integrierten Schutz vor Naturgefahren: Intakte Bergwälder schützen den alpinen Siedlungs- und Verkehrsraum der Alpen nachhaltig vor Lawinen, Muren, Überschwemmungen und Steinschlag.
- den Schutz der biologischen Vielfalt: Der Nordalpenrand umfasst auf beiden Seiten der Staatsgrenze wesentliche Teile des europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000.
- die Anpassung der forstwirtschaftlichen Erschließung und Nutzungsintensität an die natürliche Tragfähigkeit der Umwelt: Bergwälder liefern Holz als Grundlage für regionale Wertschöpfung und Biomasse für regenerative Energien.
- zielgerichtete Pflege und Entwicklung der Berg- und Schutzwälder: Die Forstwirtschaft balanciert die Anforderungen an Bergwälder unter Beachtung ökonomischer, ökologischer und sozialer Kriterien und leistet die Anpassung an den Klimawandel unter erheblichem Rationalisierungsdruck.
- die Entwicklung von Anpassungsstrategien an den erwarteten Klimawandel: Klimaszenarien sagen für den Nordalpenraum eine überdurchschnittliche Erhöhung der Jahresmitteltemperaturen von mindestens 2°C, eine Abnahme der Sommer- und Zunahme der Winterniederschläge voraus.

Ziel des Projekts war es, flächenscharfe Informationen zur Leistungsfähigkeit der Waldstandorte und ihrem zukünftigen Gefahren- und Schadenspotenzial für die forstliche Praxis bereitzustellen.
Dazu wurden
- ein Geoinformationssystem mit Punkt- und Geodaten aufgebaut,
- eine Waldtypenkarte mit einem Leitfaden erstellt
- sowie Aussagen zu Spezialthemen wie Klimarisiko und Biomassenutzung getroffen.
Die Ergebnisse dienen den Forstleuten bei der standortspezifischen Bewirtschaftung, Pflege und Sanierung von Bergwäldern und unterstützen sie bei ihren Bemühungen die Bergwälder auf die Herausforderungen des Klimawandels vorzubereiten.

Projektinhalt

Aufbau eines Geoinformationssystems mit Punkt- und Geodaten (Abb. 2)
Für die Gesamtfläche des Projektgebiets verfügbare Geodaten zu Lage, Klima und Boden wurden in einem Geographischen Informationssystem zusammengeführt und bilden das Rückgrat für alle weiteren Arbeitsschritte. Die Flächeninformation wurde über Datenbanken mit detaillierten Punktinformationen zu Böden, Vegetation und Baumwachstum verknüpft, an Hand derer Modelle verprobt, geeicht und geprüft werden können. Um die Auswirkungen des Klimawandels abzuschätzen, wurden neben aktuellen Klimadaten regionalisierte Prognosemodelle eingespeist.
Alle Datengrundlagen jedes Landes liegen in Geographischen Informationssystemen vor, die von den Landesforstverwaltungen gepflegt werden, und können dort beliebig umgerechnet, verschnitten und kombiniert werden. Das System ist offen für verbesserte Datengrundlagen und neue Auswertungsroutinen, so dass über WINALP hinaus weitere Auswertungen und Aktualisierungen vorgenommen werden können.

Modellierung von Waldtypen – vom Punkt auf die Fläche zum Anwender (Abb. 3)
Nach dem Prinzip „vom Punkt in die Fläche zu Anwender“ wurden mithilfe von Geographischen Informationssystemen computergestützt Waldtypen modelliert.
In Österreich wurden alle möglichen Kombinationen von Flächeneigenschaften zu so genannten Straten zusammengefasst, von Experten mit Geländebeobachtungen verglichen und einer übersichtlichen Zahl von Waldtypen mit m.o.w. einheitlichen Eigenschaften zugeordnet.
Für die bayerische Waldtypenkarte wurden auf der Grundlage der Punkt- und Geodaten zunächst Indexkarten für die Faktoren Wärme, Reaktion und Feuchte modelliert, die dann zu Waldtypen mit einheitlicher Faktorenkombination zusammengefasst wurden. Neben 26 über diese Hauptfaktoren definierten Normalstandorten wurden 22 durch extreme Geländeformen geprägte Sonderwaldtypen nach spezifischen Regeln im GIS klassifiziert.
Jeder Waldtyp wird auf der Waldtypenkarte im Maßstab 1:25.000 dargestellt. Die detaillierten Eigenschaften werden durch Verschneidung des Waldtyps mit den vorliegenden Punkt- und Flächendaten ermittelt und in einem Steckbrief zusammengefasst. Der Anwender erkennt hier auf einen Blick, mit welchen Wuchsbedingungen er in dem Waldtyp zu rechnen hat. Neben den ökologischen Fakten ist jeder Waldtyp mit einer waldbaulichen Beschreibung versehen, die Angaben zu geeigneten Baumarten, Gefährdungen und Behandlungsverfahren enthält.

Spezielle Forschungsschwerpunkte

Höhengrenzen verschiedener Baumarten
Im Rahmen von WINALP wurden die Höhen- und Wärmegrenzen in den Alpen als ein wesentlicher Baustein im Verständnis der ökologischen Nischen der Baumarten untersucht.

Karte der Gesteinseigenschaften
In WINALP wurde aus den geologischen Karten 1:25.000 und Bodenprofilen des LfU für die Bayerischen Alpen eine neue Substratklassifizierung erarbeitet. Sie ordnet die bodenbildenden Gesteine nach Entstehung, chemischer Zusammensetzung und Körnung einer überschaubaren Anzahl von Typen zu.

Baumarteneignung im Klimawandel
Im Projekt WINALP wurden für die zwölf häufigsten Baumarten im Bergwald der Nordalpen Habitateignungsmodelle berechnet und auf regionalisierte Klimaszenarien für das Jahr 2100 angewandt.

Technische Hinweise zum Maschineneinsatz
Technische Hinweise zum Maschineneinsatz wurden auf Grundlage von vorhandenen Geodaten zu Relief und Boden mit Hilfe des Softwareprogramms Profor im Maßstab 1:25.000 für die Bayerischen Alpen modelliert. Als Ergebnis werden Hinweise zu möglichen forsttechnischen Erntesystemen aufgrund der Einteilung in 3 Hangneigungsklassen sowie zur nachhaltigen Befahrbarkeit von Rückegassen für die strategische Holzernteplanung geliefert.

Empfindlichkeit gegenüber Biomassenutzung
In WINALP wurden für die Bayerischen Alpen standörtlich differenzierte Grundlagen erarbeitet, die u.a. eine Einstufung der Empfindlichkeit der Waldtypen gegenüber Biomassenutzung erlauben.

Wuchsleistung der Fichte
Im Rahmen von WINALP wurde die Waldtypenkarte anhand von Forstinventurdaten des Staatswaldes evaluiert. Das Höhenwachstum der Fichte weist zwischen den ausgeschiedenen Waldtypen markante Unterschiede auf, die bodenkundlich und klimatisch bedingt sind. Dem Anwender bietet dies einen guten Überblick über die Wuchsbedingungen.

Einführung der WINALP-Produkte in die Praxis

In Workshops wurden Multiplikatoren aus Forstverwaltung und Betrieben in der Anwendung von Karten, Handbuch und GIS geschult. Die WINALP-Produkte wurden schnittstellengerecht aufbereitet den Forstbehörden und staatlichen Forstbetrieben für die Verwendung in betriebseigenen Geographischen Informationssystemen übergeben.
Die wichtigsten Inhalte werden außerdem in verständlicher Form für die allgemeine Öffentlichkeit in einem Internet-Viewer bereitgestellt.

Beispiele für konkrete Anwendungen:
- Die Bayerischen Staatsforsten werden die Waldtypenkarte als standörtliche Grundlage für die Erstellung ihrer Betriebsplanung (Forsteinrichtung mit Nutzungsmengen und Bestockungszielen) verwenden.
- In Tirol werden Waldtypenkarte und Handbuch mit der Walddatenbank verknüpft und bei der Genehmigung von Holznutzungen durch Gemeindewaldaufseher und Bezirksforstinspektionen berücksichtigt.
- Die Bayerische Forstverwaltung verwendet die WINALP-Ergebnisse als wesentliche Eingangsgröße für die Erstellung von FFH-Managementplänen in den großen Natura 2000-Gebieten des Alpenraums. Dabei liefern die Waldtypenkarten die digitale Information über potenzielle Vorkommen von geschützten Lebensraumtypen, die mit Fernerkundungsdaten über den aktuellen Zustand (Baumarten, Strukturen) verschnitten und durch Geländebegänge ergänzt wird.

Promotionen

Spatial Prediction Methods for the Assessment and Mapping of Forest Site Characteristics – Examples from Bavarian Forests