Kohlenstoffspeicherung in Eichen- Klimawandel und Bewirtschaftung

Transkript

1 P. Lasch, F. Suckow, M. Gutsch Kohlenstoffspeicherung in Eichen- Kiefern-Mischbeständen unter Klimawandel und Bewirtschaftung OakChain-Abschlusstagung 11. November 29 Eberswalde

2 Fragestellung Wie beeinflusst ifl tder Klimawandel dlin den nächsten äht 5 Jahren die Produktivität und den Stoffhaushalt der Eichen-Kiefern-Mischbestände? Welche Aussagen lassen sich mit einem physiologisch-basierten Waldwachstumsmodell entlang eines Klimagradienten ableiten? 2

3 Standorte Fläche K1 K2 K3 Land Sachsen-Anhalt Brandenburg Brandenburg Revier Kümmernitz Rochau Schernsdorf Teilfläche 1672 a 5149 b2 156 b3 Wuchsgebiet Westprignitz-Altmark Altmoränenland Düben- Niederlausitzer Altmoränenland Bodentyp podsolige Braunerde podsolige Pseudogley- Braunerde Humusform Baumart/ Alter Rohhumus bis rohhumusartiger Moder Kiefer 14 Eiche Rohhumusartiger Moder Kiefer 177 Eiche 9 2 Mittelbrandenburger Talsand-, Moränenland Pseudogley-Braunerde Mullartiger Moder bis F- Mull Kiefer 121 Eiche 125 Best.-grad 1,8 1,21 1,22 3

4 Standorte Klimagradient Klimatische Wasserbilanz

5 Klima und Klimaszenarien Klimadaten : PIK-Datenbank, aufgebaut aus meteorologischen Messungen (DWD) und Niederschlagsdaten (DWD), mit interpolierten Daten Zuordnung K1 Werben; K2 Hohenbucko; K3 - Beeskow Klimaszenarien a e : generiert mit dem statistischen Regionalmodell STAR II (PIK) vorgegebener Trend nach SRES-Szenarium A1B und globalem Temperatursignal aus dem GCM ECHAM5/OM Anstieg der Jahresmitteltemperaturen bis 26 um bis zu 2.4 K in Brandenburg im Vergleich zu Drei verschiedene Realisierungen für den Niederschlag SI, SII, SIII T [ C] N [mm] T [ C] N [mm] K K K

6 Klima und Klimaszenarien Niederschlagssumme [mm] Fläche K1 Temperatur [ C] Monat SI SII SIII SI SII SIII 6

7 Klima und Klimaszenarien Niederschlagssumme [mm] Fläche K2 Temperatur [ C] Monat SI SII SIII SI SII SIII 7

8 Klima und Klimaszenarien Niederschlagssumme [mm] Fläche K3 Temperatur [ C] Monat SI SII SIII SI SII SIII 8

9 Klima und Klimaszenarien Klimatische Wasserbilanz SI S II S III

10 Waldwachstumsmodell 4C (PIK) FORESt Ecosystems in a changing Environment physiologisch basiertes Wald-Wachstumsmodell Wachstumsmodell beschreibt Etablierung, Wachstum und Mortalität von Baumkohorten Kohorte: gleichaltrige Baumindividuen einer Art mit identischen Baumdimensionen Simulation von Bewirtschaftungsmaßnahmen beschreibt den C-, N- und Wasserhaushalt reagiert auf sich ändernde Umweltbedingungen (Klima, CO 2 -Konzentration, Deposition) Startbedingungen des Modells für K1, K2 und K3: Bodenbeschreibung (BTU) Bestandesbeschreibung (LFE) 1

11 Bestände N/ha DG [cm] HO[m] K1/GKI K1/TEI K2/GKI K2/TEI K3/GKI K3/TEI

12 Simulationskonzept Nutzungsintensive Bewirtschaftung: Umbau zu zweischichtigem Eichen-Kiefern-Mischbestand mit einigen Altkiefern Umtriebszeit Kiefer: 1 Eiche: 16; Durchforstungsperiode: 1 Jahre Entnahmestärke: tä ertragstafelorientiert t ti t Simulationen: Pro Standort eine Simulation mit Gegenwartsklima und je eine Simulation mit SI, SII, SIII CO 2 -Anstieg entsprechend A1B auf 542 ppm (26) Analyse der Nettoprimärproduktion, des laufenden Zuwachses Stammholz, der Kohlenstoffpools Boden, Totholz, ober- und unterirdische Biomasse, Ernte 12

13 Produktivität NPP [t Cha -1 a -1 ] 7 Jährliche Nettoprimärproduktion K1 K2 K3 B SI SII SIII 13

14 Produktivität lz Stammholz [m 3 ha -1 a -1 ] Laufender jährlicher Zuwachs Stammholz K1 K2 K3 B SI SII SIII 14

15 Kohlenstoffpools Kohlenstoff [t ha -1 ] K1 Kohlenstoff [t ha -1 ] K Kohlenstoff [t ha -1 ] K3 1 6 Basis SI 5 SII SIII Basis SI SII SIII Boden Biomasse Ernte 4 Totholz Boden Biomasse Ernte Totholz Basis SI SII SIII Boden Biomasse Ernte Totholz

16 Blattflächenindex LAI K1 K2 K Basis SI SII SIII

17 Jährliche C-Flüsse Boden [t C ha -1 ] K1 [t C ha -1 ] K B SI SII SIII B SI SII SIII C-Akkumulation C-Input Bodenrespiration C-Akkumulation C-Input K3 Bodenrespiration [t C ha -1 ] 6 C- Input: jährlicher h ober- und unterirdische Streueintrag B SI SII SIII C-Akkumulation C-Input Bodenrespiration

18 Produktivitätsänderungen Ursachen für Produktivitätsänderungen: Anstieg des atmosphärischen CO 2 Verlängerung der Vegetationsperiode um 8-1 Tage Trockenstress Länge der Vegetationsperiode für Trockenstressindikator: < TI <1, Verhältnis die Eiche [Tage] von Wasserangebot zu Pflanzennachfrage Szenario K1 K2 K3 B SI SII SIII Szenario K1 K2 K3 B SI SII SIII

19 Wasserhaushalt [mm] K1 [mm] K [mm] K Basis SI SII SIII Basis SI SII SIII 35 Versickerung Interzeption Transpiration Versickerung Interzeption ti Transpiration Basis SI SII SIII Versickerung Interzeption Transpiration 19

20 Defizit Modellgestützte t Aussagen sind noch nicht möglich über: biotische Schäden unter Klimawandel genetische Anpassungsfähigkeit der Baumarten Auswirkungen von Extremereignissen wie Sturmwurf Wirkung der Bodenvegetation 2

21 Zusammenfassung Fazit 1 Analysen mit dem klimasensitiven Waldmodell 4C unterstützen durch die Betrachtung der Waldfunktionen Kohlenstoffspeicherung und Grundwasserspende die Bewertung von Bewirtschaftungsszenarien unter Klimawandel. Fazit 2 Deutliche Rückgänge in den Sommerniederschlägen können standortabhängig für Eichen-Kiefern-Mischbestände zu Zuwachseinbußen führen. 21

22 Dank an die Projektpartner in OakChain für die gute Zusammenarbeit Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 22