Pilotstudie Zöbelboden: der Klimawandel und die Quellschutzwirkung des Waldes

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1 Pilotstudie Zöbelboden: der Klimawandel und die Quellschutzwirkung des Waldes Dr. Thomas Dirnböck, Umweltbundesamt, Projektleitung Mag. Johannes Kober, Mag. Franko Humer, Dr. Martin Kralik Projektpartner: Joanneum Research, Dr. Hermann Stadler Universität Freiburg, Dr. Andreas Hartmann, Prof. Markus Weiler BOKU, Prof. Klaus Katzensteiner, Prof. Eduard Hochbichler Windischgarsten, September 2013

2 LTER Zöbelboden Gegründet im Jahr 1992 als der österreichische Beitrag zum ICP Integrated Monitoring (UN-ECE, CLRTAP) of air pollution effects in Europe Bewaldetes, 90 ha großes Klein-Einzugsgebiet ( m a.s.l) in den Nördlichen Kalkalpen (Nationalpark Kalkalpen) Kombination aus intensiver Luftgütemessung (EMEP) und Ökosystem-Monitoring Knotenpunkt für die wichtigsten Monitoringsysteme Österreichs Neben ICP IM, ist der Zöbelboden heute Teil von Forschungsnetzwerken: LTER Europe, EU EXPEER (FP7), LTER Austria und LTSER Eisenwurzen Neue Fragestellungen v.a. Klimawandel und Biodiversität LTER Zöbelboden

3 Inhalte der Pilotstudie Allgemein - Model-basierte Szenarien klimabedingter Effekte auf die Quantität und Qualität des Wassers von Karstquellen. Bewertung forstwirtschaftlicher Maßnahmen Nitrat als Indikator. Region Nördliche Kalkalpen Ergebnis- Leitfaden für Waldbewirtschafter EMEP Air pollution-scenarios Climate Scenarios Landscape-DNDC Ecosystem Model Hydrochemical Catchment Model Forest Management Forest Management Adaptation Water Resource Use Adaptation

4 Der Klimawandel findet statt Auer et al. (2007) Alpenraum nördliche Hemisphäre Tomiczek et al, Forstschutz aktuell 2012 und der Schadholzanstieg geht damit einher Schadholzvolumen [m ] Sturm und Schnee Insekten

5 Nicht nur Klimawandel, auch zu hohe Stickstoffeinträge im österreichischen Wald CL Überschreitung auf 94 % der öst. Waldfläche Besonders hoch in den Nordalpen und Ostösterreich Ein Folge ist der überhöhte Austrag von Nitrat ins Grundwasser

6 Überhöhte N Einträge am Zöbelboden Vorindustriell: 3-5 kg N/ha/Jahr Critical load für Eutrophierung: kg N/ha/Jahr Überschreitung der CL: Kronendurchlass: 21 (Buchen-Ahorn-Fichten) kg N/ha/Jahr 27 (Fichten) kg N/ha/Jahr Gesamtdeposition kg N/ha/Jahr

7 Jahresbilanzen für Stickstoff Sehr hohe Variabilität im Fichtenwald mit bis zu 34 kg/ha/jahr Nitrat- Austrag Der Buchenwald akkumuliert Stickstoff

8 Was steuert die Auswaschung von Nitrat? Fichtenwald, Kalksteinbraunlehm Buchenwald, Rendsina P: Niederschlag; SWE: Schneewasser; TF: Kronendurchlass (Konz.) Die Nitratausträge werden vor allem durch die Schneeschmelze und Starkregen gesteuert und hängen sehr stark vom Bodentyp ab (Bodenhydrologie) Klimawandelfolgen? Klimatische Extremereignisse spielen eine Rolle (Dürre 2003, Stürme- Borkenkäfer) Klimawandelfolgen?

9 NO 3 - -N [mg/l] Sturm-Borkenkäfer Effekte 2001 Ungestört Nitrat < 20mg/l 2004 Windwurf/Käfer auf 20% der Fläche Nitrat bis zu 50 mg/l 2007 Jungwuchs (Ahorn/Buche) Nitrat erhöht aber < 20 mg/l Jan July Dec Jan July Dec Jan July Dec

10 Ereignisbeprobung

11 Prozessverständnis von Starkregenereignissen Stadler (2013)

12 DNDC für Messplots und hydrologisches Einzugsgebiets Modell Climate scenarios Forest growth and management Impact on soils, soil water and pollutant retention

13 Klimaszenarien Höhere Temperatur und Niederschlag im Winter Starker Temperaturanstieg im Sommer Temperature (current 2050) Precipitation (current 2050) Pilot Study

14 Veränderung der Niederschlagsintensität Tage mit Starkregen (> 20 mm) nehmen zu Pilot Study

15 Zusammenfassung Klimawandel wird das hydrologische Regime verändern und damit die Stoffflüsse Stärkere Schneeschmelze, mehr Starkregen (?) Welche Auswirkungen wird das auf die Konzentrationen von Nitrat im Quellwasser haben? Mit dem Modellansatz wird getestet, welches Potential forstwirtschaftliche Maßnahmen auf die Quellschutzwirkung haben

16 Kontakt: Thomas Dirnböck