Waldbau-Prinzipien für Trinkwasser-Schutzgebiete

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1 Waldbau-Prinzipien für Trinkwasser-Schutzgebiete Universität für Bodenkultur Wien Department für Wald- und Bodenwissenschaften Roland Koeck und Eduard Hochbichler Institut für Waldbau, Department für Wald- und Bodenwissenschaften, Universität für Bodenkultur, Wien (BOKU) Institut für Waldbau I Univ. Ass. DI Dr. Eduard HOCHBICHLER 1

2 Trinkwasser und Wald + Viele Großstädte beziehen ihre Trinkwasserversorgung aus Waldgebieten (New York, Sydney, San Francisco, Salzburg, Wien, ) + In Österreich ist die Bedeutung des Waldes für Trinkwasser-Einzugsgebiete hervorzuheben + Wald übt grundsätzlich eine positive Wirkung auf den Wasser-Ressourcenschutz aus >>> Infiltration und Speicherung von Niederschlagswasser, Erosionsschutz + Diese positive Wirkung kann durch Waldbewirtschaftung verstärkt oder aber auch vermindert bis zerstört werden Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 2

3 Zielorientierte Waldbewirtschaftung + In Trinkwasser-Schutzgebieten ist das oberste Ziel des Waldbaus und der Waldbewirtschaftung der Trinkwasser-Ressourcenschutz + Das erfordert die Optimierung von Stabilität und Elastizität der Waldbestände + Eine Orientierung der Baumartenzusammensetzung an der natürlichen Waldgesellschaft, spezifiziert für alle Standortstypen, wird als notwendig erachtet + Waldbau in Trinkwasserschutzgebieten muss adaptiv sein ~ adaptiv gegenüber den Standortsbedingungen ~ adaptiv gegenüber dem Klimawandel Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 3

4 Das Wald-Hydrotop-Modell als Werkzeug + Notwendigkeit, Standortsdaten als Planungsgrundlage zu integrieren + Das Wald-Hydrotop-Modell gliedert weitläufige Einzugsgebiete + Grundlage für das Modell sind forstliche Standorts-Daten + Benefit: Räumlich explizites Zielwald-Modell ~ Baumartenverteilungen entsprechend der natürlichen Waldgesellschaft ~ Baumartenvielfalt als Basis für elastische Waldbestände, auch im Klimawandel + Waldbewirtschaftung, die adaptiv gegenüber Standortsbedingungen ist, wird dadurch ermöglicht Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 4

5 Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 5

6 Diversität als Grundlage für Stabilität z.b. Fichten-Tannen-Buchen-Waldhydrotop auf Karbonat Zieldefinition Holzertrag <<>> Stabilität und Elastizität (historisch) (Trinkwasserschutz) Fichte, <<>> Buche, Tanne, Fichte, (Lärche) Bergahorn, Mehlbeere, Esche, Lärche, Eibe >> Baumartenvielfalt entsprechend der Standortsvorgaben erhöht die --- ~ Stabilität in der Gegenwart ~ Elastizität im Klimawandel Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 6

7 Adaptiver Waldbau - Standortsvorgaben + Wald-Hydrotoptypen gemäß den Vorgaben der natürlichen Waldgesellschaften definiert + Baumartenverteilungen und Waldbaukonzepte werden an Wald-Hydrotoptyp angepasst + Die Maximierung der Stabilität der Waldbestände durch Baumartenvielfalt und standörtlich angepasste Waldbaumethoden + Ausgangslage der Waldbestände im Klimawandel wird dadurch verbessert + Anpassung an Standortsvorgaben kann aktuell sofort umgesetzt werden + Abschätzung der Veränderung der Baumarten-Zusammensetzung laut Klimaszenarien Waldhydrotop-spezifisch definiert Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 7

8 Waldbau als wissenschaftliche Disziplin Ziel Ressource Ressource Holz Kohlenstoff Biodiversität Wasser Nutzen Ergebnisse / Nutzen (für den Kunden) Wert-, Nutz-, Brennholz Kohlensoffsenke Erhaltung von Vielfalt (Potenzialen) Trinkwasserschutz (Hochbichler 2008, nach Malik 2006) Waldressourenbewirtschaftung/-management Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

9 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Hauptzielsetzungen (Leitziele): Erhaltung und/oder Verbesserung gleichmäßiger und kontinuierlicher Quellschüttungen Bereitstellung und Vorsorge für einen bestmöglichen Trinkwasser-Qualitätsschutz Erhaltung oder Verbesserung der waldhydrologischen Funktionen Infiltrationskapazität Speichervermögen Erosionsvermeidung Minimierung von Spitzenabflüssen Koeck Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 9

10 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Nachhaltige Sicherung (Verbesserung) von Trinkwasserressourcen (qualitativ und quantitativ) erfordert für die Waldbewirtschaftung -> Zielformulierungen Waldaufbau Waldbewirtschaftung Waldbaustrategie Waldbautechnik nach waldökologischen und -hydrologischen Vorgaben Koeck Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

11 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Überschirmung (Blattflächenindex - LAI (m²/m²)) vs. vollbestockt LAI Dickung 6 Lärche; 2 Fichte; 1 Bergahorn; Höhe 4-5m Esche, 4 Fichte, Lärche; 1 Bergahorn; Höhe 2-5m 0.7 [Bedeutung der Bodenvegetation!] Baumholz/Altholz 10 Fichte (90 y) (62m²/ha), 10 Buche (120 y) (31m²/ha) Fichte, 2 Tanne, 3 Buche (100y) (Hager et al. 1997) 6,6-80 % Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

12 Waldaufbau z.b. Überschirmung - > Grundfläche, Vorrat,... + zunehmendes Erosionsrisiko und/oder des Abflusses infolge einer über 40%-igen Abnahme der Bestockung (Moeschke 1998, Ammer et al. 1995) + negative Effekte eines Kahlhiebs auf Karbonatstandorten (Katzensteiner 2000) Ergebnisse laufender Untersuchungen (Mosandl et Kateb 1988) für optimale Verjüngungsentwicklung in Bergwaldmischbeständen - -> 60% Überschirmung (Entnahme von 25 % der Grundfläche) - < 60 % Überschirmung - Windwurfrisiko Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

13 Vorgehensweise Ziel - Trinkwasserressourcenschutz Zielwald-Typ Vorläufige Checkliste Prädispositionsabschätzung Waldhydrologie laufende Versuche, Literatur Hydrotope Waldbauliche Wirkungsanalyse Bestandes- Verjüngungsanalyse Bestandesentwicklung Literatur Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

14 Waldbewirtschaftung Waldaufbau - Hauptkriterien permanenter Bestandesschluss (Deckungsgrad) Baumartenzusammensetzung kontinuierlicher Verjüngungsprozess Waldbaustrategie -> schlagfreie Waldbewirtschaftung Waldbautechnik Verjüngungsmaßnahmen Pflegemaßnahmen Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 14

15 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Ziele und Prinzipien der Waldbewirtschaftung Ziele Aufbau stabiler und elastischer Waldbestände zur Erhaltung und Förderung einer nachhaltigen Trinkwasserwasserproduktion im Rahmen einer Mehrzweckwaldbewirtschaftung Stabilität - > Freiflächencharakter (Auflage, Boden) Anpassungsfähigkeit (Selbstorganisation; Verjüngung) Vermeidung von Kahlschlägen (kahlschlagfrei) Erhaltung/Förderung eines permanent hohen Deckungsgrades Förderung der Naturverjüngung und natürlicher Sukzession Standorts- und funktionsgerechte Baumartenwahl Vermeidung von großflächigen und lang anhaltenden Jungwuchsstadien Erhaltung eines angemessenen standortsspezifischen Biomassenakkumulationsniveaus Aufbau von Dauerwaldstrukturen (Standort, Lichtökologie) Konsequente ökologische und waldhydrologische Ausrichtung der Pflege- und Nutzung Waldökologisch verträgliche Wildbewirtschaftung (Koeck und Hochbichler 2004) Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

16 Bewertungsschema (Trinkwasser, Hochwasserschutz, Bodenschutz) - Bestandesebene Hauptkriterien : Deckung/Überschirmung ( Dickung) Deckung/Überschirmung (Jungwuchs) Baumartenzusammensetzung ( Dickung) Baumartenzusammensetzung (Jungwuchs) Schichtung und Textur Alter, die Altersstruktur Schäden am Bestand Totholz Bodenvegetation, die Mischungsform (Jungwuchs und Dickung), Naturverjüngung Koeck und Hochbichler 2004 ; Hochbichler und Bellos 2007 Nutzwertanalyse (Zangemeister 1970), einfache Checkliste für die Bewerung des Trinwasserschutzerfüllungsgrades Köck und Hochbichler (2003), Waldökopunktesystem (WÖPS) (Frank und Hinterleitner 1996); Bewertungsverfahren Einzugsgebiet Ybbs (Bellos und Frank und Hochbichler 2006). [Bei der Auswahl der Kriterien (Indikatoren), welche klar und einfach zu den Zielsetzungen in Bezug stehen sollten, wurde darauf geachtet, dass diese einerseits aus bestehenden Operatsdaten ableitbar sind bzw. ohne großen Aufwand zusätzlich erhoben werden können. ] Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

17 Zielwaldaufbau - Beispiele Hydrotopgruppe Hydrotopgruppe Eigenschaften/ Fi-Ta-Bu-Wald Fi-Wald Merkmale montan tiefsubalpin Schlussgrad/ normal bis locker locker bis räumdig Deckungsgrad 7/10 bis 9/10 6/10 bis 8/10 Mischungsart Bu, Bah [3-6], Ta [1-2], Lä, Fi Fi, Lä [7-9], Eb Mischungsgrad Mischungsform Einzeln, trupp- bis gruppenweise Kleinkollektive, Rottenstruktur Verjüngung auf 1/10-2/10 der Fläche; aber Einzelflächen-Durchmesser kleiner als 1 Baumlängen auf 1/10-2/10 der Fläche; aber Einzelflächen-Durchmesser kleiner als 1 ½ Baumlängen Jungwuchsflächen Verjüngung, Jungwuchs Schichtung Textur entspricht dem Verjüngungsziel; Entwicklungstendenz positiv mehrschichtiger und/oder stufiger Aufbau mindestens 3 Entwicklungs= stufen/ha; mosaikartige Verteilung mindestens 3 Entwicklungsstufen/ha; Kleinkollektive-Rottenstruktur; mosaikartige Verteilung Altersstruktur Ungleichaltrig Totholz Totholzmenge zwischen 1-3 fm/ha Totholzmenge zwischen 3-5 fm/ha Durchmesserstreuung Vorrat groß bis sehr groß mittel- bis langfristige Vorratsschwankungen möglichst gering (unter 40 (50%), bei Einzelmaßnahmen (kurzfristig) im Bereich von % Koeck und Hochbichler 2004 Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER

18 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Analyse/Bewertungsinstrument Nutzwertanalyse - Waldfunktionsbewertung Kriterien & Indikatoren GRP Nr. NW GEW [A] Baumbestand Naturnähe, Mischung, Strukturreichtum 23 A 1 1 Baumartenmischung 4 A 2 2 Deckungsgrad-Hauptbestand 5 A 3 7 Alter der ältesten Schicht 2 A 4 8 Altersstruktur 2 A 5 9 Schichtung 3 A 6 10 Mischungsform 1 A 7 11 Texturmerkmale 3 A 8 12 Schäden 2 A 9 13 DG Bodenvegetation (Sträucher) 1 [B] Verjüngung (Jungwuchs): Mehrschichtigkeit, gesicherter Nachwuchs auf der Fläche 13 B 1 3 Deckungsgrad-Jungwuchs 4 B 2 4 Anteil der Naturverjüngung an JW-Fläche 1 B 3 5 Mischungsform 5 B 4 6 Baumartenmischung 3 [C] Totholz Speicherfähigkeit, Humusbildung 2 C 1 14 Totholz liegend 1 C 2 15 Totholz stehend 1 Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER Köck und Hochbichler 2004, Hochbichler und Bellos 2007

19 Trinkwasserressourcenschutz (Quellenschutzwald) Verjüngungsverfahren/Waldbausysteme schlagweise Kahlhieb Lochhieb (Kleinkahlhieb) Schirmhieb Femelhieb schlagfrei Einzelbaumhieb - Plenterung (zb. Fi-Ta-(Bu) DW) Gruppenhieb - Kleinkollektiv (zb. Bu-DW; Fi-Lä DW) Schirmhieb (zb. Mittelwald) Zielsetzungen/Funktionen/Dienstleistungen Koeck Waldaufbau - Hauptkriterien - permanenter Bestandesschluß (Deckungsgrad) - Baumartenzusammensetzung - kontinuierlicher Verjüngungsprozeß Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 19

20 Wohlfahrtsfunktion: Trinkwasser (Quellenschutzwald) Historische Waldnutzung Umstellung schlagweise auf schlagfreie Waldbewirtschaftung Auswirkungen Klimaänderung Erhaltung und Verbesserung der Stabilität der Quellenschutzwälder Koeck Förderung der Anpassungsfähigkeit der Wälder im Klimawandel Optimierung der Quellenschutzfunktion der Waldökosysteme Adaptive Waldbewirtschaftung neu? Koeck Koeck Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 20

21 Strategisch-Adaptive Waldbewirtschaftung + Die adaptive Waldbewirtschaftung dient in Trinkwasser-Schutzgebieten der Stabilisierung der Waldbestände und der Optimierung deren Quellenschutz-Funktionalität + Die Frage einer strategischen Entwicklung von Adaptierungs-Konzepten - wegen der mit dem Klimawandel verbundenen Unsicherheiten wichtig + Zentrales Ziel: Sicherung der Bewaldung im Klimawandel, auf der gesamten Fläche der Schutzgebiete und zeitlich kontinuierlich + Was kann der erste Schritt sein? Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 21

22 Strategisch-Adaptive Waldbewirtschaftung + Erster Schritt: Maßnahmen im Hinblick auf die Adaptierung von Waldbeständen an die Standortsbedingungen ~ Gute Ausgangslage für den Klimawandel ~ Aktuell sofort umsetzbar ~ Stabilisierung der Waldbestände + In Jahren: Evaluierung der tatsächlichen Klimaentwicklung in Relation zu den aktuellen Klimaszenarien + Bei Eintreten der Szenarien: Erste Maßnahmen im Kontext Adaptierung der Waldbestände an den Klimawandel (Definitionen z.b. laut CC-WaterS) ~ z.b. Probepflanzungen von migrierenden Baumarten + Bei Abweichung der Klimaentwicklung von den Szenarien: Entwicklung neuer & angepasster Adaptierungs-Konzepte Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 22

23 Strategisch-Adaptive Waldbewirtschaftung + Im Zeitraum : Wiederum Evaluierung der Klimaentwicklung + Bei Eintreten der Szenarien: Adaptierung gemäß der Definitionen z.b. ~ Maßnahmen gemäß Waldentwicklungs-Monitoring ~ Ergänzungspflanzungen von migrierenden Baumarten + Bei Abweichung der Klimaentwicklung von Szenarien ~ Adaptierungs-Maßnahmen gemäß den angepassten Konzepten + Im Zeitraum ~ Weiterführung der strategischen Adaptierung auf der Basis des Wald-Hydrotop-Modells Ziel ist die räumlich und zeitlich kontinuierliche Sicherung der Quellenschutz-Funktionalität der Waldbestände Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 23

24 Zusammenfassung + Trinkwasser-Ressourcenschutz erfordert eine zielgerichtete Waldbewirtschaftung + Stabilität und Elastizität der Waldbestände sind dafür prioritäre Kriterien + Waldbau trägt durch die Einhaltung von spezifischen Richtlinien (Dauerwald-Bewirtschaftung) zum Trinkwasserschutz bei + Das Kahlschlagverfahren ist demnach zu vermeiden + Aktuell ist eine strategisch-adaptive Waldbewirtschaftung umzusetzen, um die zeitlich und räumliche kontinuierliche Schutzwirkung des Waldes für das Wasser zu garantieren + Das Wald-Hydrotop-Modell dient dazu als Management-Werkzeug Institut für Waldbau I Eduard HOCHBICHLER 24

25 Universität für Bodenkultur Wien Universität für Bodenkultur Wien Department für Wald- und Bodenwissenschaften Department für Wald und Bodenwissenschaften Institut für Waldbau ao. Univ. Prof. DI Dr. Eduard HOCHBICHLER DI Dr. Roland KOECK Peter Jordan-Str. 70, A-1190 Wien Tel.: , Fax: eduard.hochbichler@boku.ac.at roland.koeck@boku.ac.at Institut für Waldbau I Univ. Ass. DI Dr. Eduard HOCHBICHLER 25