Institut für Waldökosysteme. Oberhof, Name des Wissenschaftlers 25. Juni 2014

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1 Kann man durch Baumartenwahl und Forstmanagement den Wasserhaushalt der Moore beeinflussen? Jürgen Müller, Thünen-Institut für Waldökosysteme, A.-Möller -Str Eberswalde Institut für Waldökosysteme Oberhof, Name des Wissenschaftlers 25. Juni 2014

2 Vortragsgliederung 1. Besonderheiten des Ökosystems Wald 2. Hydroökologische Strukturwirkungen im Bestand 3. Hydrologische Wirkungen in der Landschaft 4. Schlussfolgerungen Seite 2 Jürgen Müller

3 Baumartenzusammensetzung in Thüringen Waldanteil: 33 % an der Landesfläche = ha Hohes Waldumbaupotential der Nadelholz-Reinbestände 6,5 5,3 20,1 6,6 42,6 Fichte Kiefer Lärche Buche Eiche Sonstige Harthölzer Sonstige Weichhölzer 3,2 15,7 Seite 3 Jürgen Müller

4 Mittlerer jährlicher Niederschlag in Deutschland in der Referenzperiode Quelle: Hydrologischer Atlas Seite 4 Jürgen Müller

5 Besonderheiten der verdunstenden Flächen des Ökosystems Wald Höhe und Oberfläche der verdunstenden Flächen Ausgeprägte vertikale Bestandesstruktur Struktur und räumliche Ausdehnung Seite 5 Jürgen Müller

6 Wasserumsatz im Ökosystem Wald Seite 6 Jürgen Müller

7 Wasserbilanz bewaldeter und unbewaldeter Standorte Wasserbilanz von Einzugsgebieten bewaldeter und unbewaldeter Standorte (%) (HIBERT, 1966) bewaldet unbewaldet Niederschlag Verdunstung Abfluss Jährliche Wasserverdunstung bewaldeter Flächen im Vergleich zu Grasflächen (mm) Slädburn, (RUTTER, 1967) Fichte 801 Gras 456 Harzgebirge Fichte 579 Gras 521 Eberswalde ( ) (MÜLLER, 2002) Kiefer 545 Gras 392 Seite 7 Jürgen Müller

8 Hydroökologische Strukturwirkungen im Bestand Die Kronendachinterzeption Seite 8 Jürgen Müller

9 Wasserhaushalt eines Fichten-und Buchen-Reinbestandes im Baumholzstadium Seite 9 Jürgen Müller

10 Wasserhaushalt von Kiefern- und Buchen-Rein- sowie Kiefern- Buchen-Mischbeständen in unterschiedlichen Wuchsstadien (620mm Jahresniederschlag, Sandbraunerde) Seite 10 Jürgen Müller

11 Interzeptionsverdunstungdes Kronendaches unterschiedlicher Baumarten Kiefer Douglasie Lärche Buche Niederschlag Kronendachinterzeption [%] Freilandniederschlag [mm] Seite 11 Jürgen Müller

12 Hydroökologisch relevante Parameter einer Chronosequenz zum Waldumbau Seite Jürgen Müller Moortagung Oberhof

13 Differenzierung des Bestandesniederschlages im Kiefern-Buchen- Mischbestand (Kiefer 114 / Buche 53 Jahre; 600 mm Jahresniederschlag) (Kiefer 114 / Buche 53 Jahre; 600 mm Jahresniederschlag) Seite 13 Jürgen Müller

14 Interzeptionsverdunstungdes Kronendaches (in Prozent vom Freilandniederschlag) in einem Kiefern-Buchen-Mischbestand in Abhängigkeit von der Stammzahl des Ober- und Unterstandes Seite 14 Jürgen Müller

15 Der Stammabfluss Seite 15 Jürgen Müller

16 Stammabfluss unterschiedlicher Baumarten verschiedenen Alters Seite 16 Jürgen Müller

17 Jährlicher Stammabfluss einer Buche (Mittelstamm, BHD 9,1 cm) im Alter von 30 bis 35 Jahren in Abhängigkeit von der Höhe des Freilandniederschlages Stammabfluss[ l/mittelbaum] Freilandniederschlag [mm] Freilandniederschlag [mm/a] Stammabfluss [m3/ha a] Seite 17 Jürgen Müller

18 Jährlicher Stammabfluss einer Buche (Mittelstamm) im Alter von 30 bis 147 Jahren in Abhängigkeit vom BHD bei einem mittleren Jahresniederschlag von 650 mm Stammabfluss [l/mittelbaum] BHD [cm] BHD [cm] Stammabfluss [m3/ha *a] 9, , , , , , , ,6 773 Seite 18 Jürgen Müller

19 MODELLIERUNG DER HYDROLOGISCHEN WIRKUNGEN DES WALDUMBAUS im Waldgebiet der Schorfheide Wirkungen in der Landschaft Seite 19 Jürgen Müller

20 Derzeitige Landnutzung in der Schorfheide MODELLIERUNG DER HYDROLOGISCHEN WIRKUNGEN DES WALDUMBAUS Quelle: Goral& Müller 2010 Seite 20 Jürgen Müller

21 Potentiell - natürliche Landnutzung in der Schorfheide Quelle: Goral& Müller 2010 Seite 21 Jürgen Müller

22 Simulation der hydrologischen Wirkungen in Abhängigkeit von der Bestockung mit Waldumbau Quelle: Goral& Müller 2010 Seite 22 Jürgen Müller

23 Simulation der hydrologischen Wirkungen in Abhängigkeit von der Bestockung ohne Waldumbau Quelle: Goral& Müller 2010 Seite 23 Jürgen Müller

24 Kalkulation der Wirkungen des Waldumbaus auf die Tiefensickerung als entscheidendem Kenwert zur Beeinflussung des Landschaftswasserhaushaltes am Beispiel des Forstreviers Kahlenberg Seite Jürgen Müller Moortagung Oberhof

25 Aktuelle Bestandestypen im Revier Kahlenberg Seite 25 Jürgen Müller

26 Modell-Szenarien im Revier Kahlenberg Potentiell-natürliche Buchenwälder Kiefernforsten (Ersatzgesellschaften) Verteilung der simulierten Altersklassen (Normalwald) Seite 26 Jürgen Müller

27 Modellierung der jährlichen Tiefensickerung[mm] im Revier Kahlenberg(Jahresniederschlag 620 mm) Potentiell-natürliche Buchenwälder Kiefernforsten (Ersatzgesellschaften) Derzeitige Bestandestypenverteilung Seite 27 Jürgen Müller

28 Kalkulation der Tiefensickerungfür Vegetationsszenarien im Revier Kahlenberg (642 ha; 620 mm Jahresniederschlag) Szenarium Sickerung m³/a mm/a % vom Freilandniederschlag Buchenwälder Kiefernforsten Derzeitige Bestandestypenverteilung: Reinbestände: 47% Mischbestände: 53% Seite 28 Jürgen Müller

29 Wirkungen in der Landschaft Der Wasser-Wald Bildimpressionen Seite 29 Jürgen Müller

30 Schlussfolgerungen Die hydrologischen Wirkungen der Wälder haben über den regionalen Wasserhaushalt, die Wasserversorgung und verteilung einen wesentlichen Einfluss auf den Landschaftswasserhaushalt. Erst durch die Berücksichtigung der Besonderheiten des strukturellen Aufbaus des Waldes wird eine treffende Beurteilung der hydrologischen Wirkungen möglich. Die Kronendachstrukturen bestimmen in Verbindung mit dem Stammabfluss maßgeblich die Höhe und die Verteilung des Niederschlages im Bestand mit Wirkung auf die Bodenwasserverfügbarkeit. Die Forstwirtschaft hat über Baumartenwahl und Bewirtschaftung die Möglichkeit, die Wasserbringefunktion des Bestandes gezielt zu beeinflussen. Die Ergebnisse sind u.a. für die Bewirtschaftung von Mooreinzugsgebieten bedeutsam, weil sie eine Prognose der sich herausbildenden hydrologischen Situation erlauben. Der Wald wird zu einem Ökosystemdienstleister z.b. für den Schutz der Waldmoore. Seite 30 Jürgen Müller

31 Seite 31 Jürgen Müller Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit