Folgen des Klimawandels für Wälder

Transkript

1 Folgen des Klimawandels für Wälder Produktivitätsänderungen, Störungen und Unsicherheiten Christopher Reyer Workshop des Zivilgesellschaftlichen Dialogprozess Internationale Waldpolitik, 26. Oktober 2016

2 Wälder als Sozial-ökologische Systeme 2

3 Bäume sind langlebig Lebenserwartung Oscar: 77,34 Jahre Lebenserwartung Kiefer: 600 Jahre 3

4 Klimawandel und Folgen für Wälder

5

6 Temperatur IPCC 2013

7 Temperatur & Wachstum Way & Oren 2010

8 Temperatur & Phänologie Jeong et al. 2011

9 Global Change Temperature IPCC 2013

10

11 Niederschlag RCP2.6 RCP8.5 IPCC 2013

12 Waldsterben durch Trocken- & Hitzestress Settele et al

13 Global Change Temperature Precipitation IPCC 2013

14

15 CO 2 IPCC 2013

16 CO 2 Körner 2006

17 CO 2 & Wachstum Körner 2006

18 Global Change Temperature Precipitation CO 2 IPCC 2013

19 Störungen Gleicher Beitrag von Klimawandel und Änderungen in Management/Struktur Nabuurs et al. 2011, Seidl et al

20 x75 20

21 Feuer, Wind und Insektenschäden in Europa Zunahme: 1mio m 3 Holz pro Jahr bis 2030 Störungsbedingte Reduktion des Kohlenstoffspeicherpotentials in Europas Wäldern ~503.4 Tg C in % des Waldkohlenstoffspeichers reyer@pik-potsdam.de Seidl et al

22 Global Change Drought Temperature Precipitation Productivity Fire CO 2 Insects Nitrogen Storm Phenology Dentener et al. 2006; IPCC 2013

23 Global Change Drought Temperature Precipitation Productivity Fire CO 2 Nitrogen Socioeconomics Insects Storm Phenology Dentener et al. 2006; IPCC 2013

24 Modelprojektionen & Unsicherheiten

25 Modelkette: Wald & Klima Future Societies Integrated Assessment Models General Circulation Models Regional Climate Models Downscaling/Interpolation Forest Models Policy & Management Reyer 2013, Lindner et al. 2014

26 Unsicherheitskaskade Future Societies P I S Integrated Assessment Models P I S General Circulation Models Parameter Input Structure Regional Climate Models Parameter Input Structure Downscaling/Interpolation Parameter Input Structure Forest Models Policy & Management Reyer 2013, Lindner et al. 2014

27 Globale Produktivitätsänderungen: Modellunsicherheit Friend et al

28 Europaweite Produktivitätsänderungen: Klimaunsicherheit Change in Precipitation (%) Change in Temperature (K) ALN BOR NEM ATN ALS CON ATC PAN LUS MDM Environmental zones after Metzger et al. 2005

29 Produktivitätsänderungen Constant CO 2 Fichte Reyer et al. 2014

30 Produktivitätsänderungen Constant CO 2 Fichte Kiefer Reyer et al. 2014

31 Produktivitätsänderungen Constant CO 2 Fichte Kiefer Buche Reyer et al. 2014

32 Produktivitätsänderungen Constant CO 2 Fichte Kiefer Buche Eiche Reyer et al. 2014

33 Produktivitätsänderungen Increasing CO 2 Fichte Reyer et al. 2014

34 Produktivitätsänderungen Increasing CO 2 Fichte Kiefer Reyer et al. 2014

35 Produktivitätsänderungen Increasing CO 2 Fichte Kiefer Buche Reyer et al. 2014

36 Produktivitätsänderungen Increasing CO 2 Fichte Kiefer Buche Eiche Reyer et al. 2014

37 Bestandesproduktivität: Parameterunsicherheit Reyer et al

38 Arealverschiebungen in Europa Hanewinkel et al

39 Arealverschiebungen in Europa Hanewinkel et al

40 Wälder und Nachhaltigkeit damals Wird derhalben die größte Kunst, Wissenschaft, Fleiss und Einrichtung hiesiger Lande darinnen beruhen, wie eine sothane Conservation und Anbau des Holtzes anzustellen, dass es eine Continuierliche beständige und nachhaltende Nutzung gebe, weiln es eine unentbehrliche Sache ist ohne welche das land in seinem esse [Wesen, Dasein] nicht bleiben mag. 40

41 Wälder und Nachhaltigkeit heute Rockström et al

42 Wälder im Wandel Klimawandel gefährdet Wälder (zusammen mit anderen Faktoren) Unsicherheiten (bleiben) bestehen, aber methodisch eingrenzbar und quantifizierbar 42

43 43

44 Uncertainty decomposition model reality Data Statistics GCM SRES Buisson et al. 2010

45 Temperature extremes IPCC 2013

46 Drought Allen et al. 2010

47 Many ways of changing forest processes Hyvönen et al. 2007

48 Global Change Growth & Yield models Temperature Precipitation CO 2 Forest growth & yield Nitrogen Dentener et al. 2006, IPCC 2013, Pretzsch 2009

49 Global Change Gap Models Temperature Precipitation CO 2 Nitrogen Forest biomass & succession Dentener et al. 2006, IPCC 2013, Pretzsch 2009

50 Global Change Process-based Models Temperature Precipitation CO 2 Forest Productivity & Biomass Nitrogen Dentener et al. 2006, IPCC 2013

51 Produktivitätsänderungen in Europa Lindner et al

52 Produktivitätsänderungen in Europa Lindner et al

53 Intensifying interactions Seidl et al. In prep.

54 Europaweite Produktivitätsänderungen Constant CO 2 Increasing CO 2 CCLM A1B CCLM B1 HadRM3 A1B Realization 1 Realization HIRHAM3 A1B 2 (CO 2 assumptions) * 6 (realizations) *3 (time slices) = 36 climate change scenarios inputs Relative change of NPP (base period ) 4 tree species Reyer et al. 2014

55 Störungen Attribution Wind Bark Beetles Fire Seidl et al. 2011

56 Produktivität 1209 simulations: 79% positive, 19% negative, 2% zero 74 Studies 55 Models 171 Sites Pinus 30% Picea 22% Other/na 20% Betula 12% Quercus 7% Fagus 9% Reyer 2015

57 Triebkräfte N sim =137 N model =15 N sim =48 N model =11 N sim =340 N model =17 Stickstofflimitierung & akklimatisierung überlagern CO 2 -effekt? (Penuelas et al. 2010; Norby et al. 2010) Reyer 2015

58 Sozioökonomie (Beispiele) energetische vs. traditionelle Holznutzung Industrie benötigt beständigen Resourcenflow Klimapolitik (mitigation)

59 Produktivitätsänderungen & Störungen Climate change-induced productivity change with disturbances [%] Little effect Positive interactions Path dependency Climate change-induced productivity change without disturbances [%] 21 st century Early 21 st century Middle 21 st century Late 21 st century Southern Europe Northern Europe Western Europe Central Europe Reyer et al. In prep. 59

60 Produktivitätsänderungen & Störungen Little effect Positive interactions Path dependency 60

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62 Stickstoff NOy (mg(n)m2 yr1) Dentener et al. 2006

63 Stickstoff Solberg et al. 2009

64 Stickstoff & Produktivität Spiecker et al. 1996, Kahle et al. 2008

65 Global Change Temperature Precipitation CO 2 Nitrogen Dentener et al. 2006; IPCC 2013