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Forschungs- und Innovationsprojekt
Nischenmodelle (Projekt B 76)

Viereck mit mehreren Kästen mit Abbildungen von Baumarten und einer Bayernkarte.

Seltene heimische Baumarten und nicht-heimische Baumarten im Klimawandel:

Nischenmodelle für die Bestimmung des Anbaurisikos zur Implementierung im Bayerischen Standortinformationssystem BaSIS

Der Klimawandel stellt die forstliche Praxis vor eine große Herausforderung, die Wälder an zukünftige Klimabedingungen anzupassen. Der Wechsel von risikobelasteten Baumarten zu weniger gefährdeten und an die zukünftigen Bedingungen besser angepassten Arten wird als das Kernstück dieser Anpassung gesehen.

Kurzbeschreibung

English version

The predicted climate change is a current challenge for forest practitioners. Shifting species composition of stands from vulnerable species to species that are less susceptible to upcoming climate conditions is a crucial adaptation to persevere the productivity of forests.
Climate change is a current challenge for forest practitioners. Shifting species composition of stands from vulnerable species to species that are less susceptible to upcoming climate conditions is a crucial adaptation to persevere the productivity of forests. The Bavarian State Institute of Forestry has developed cultivation risk maps for the most important tree species grown in Bavaria. Rare native and non-native species like Prunus avium, Quercus rubra, Robinia pseudoacacia or Pinus nigra are not considered until now. Nevertheless, this species are expected to play a bigger role in the future because they combine heat with frost tolerance. Therefore, it is important to develop reliable information.

Planting recommendations for non-native species have often been built on growing trials in the past. These trials are time intensive and often failed. This was due to the lack of ecological information about the area of origin and a lack of accordance with ecological conditions at growing site. Today there is an easy access to large data sets containing ecological information so that comparisons are possible.

Therefore, within this project niche models will be developed for a selection of rare native and non-native tree species. After evaluation of the models, the potential distribution of the species will be predicted for Europe. The maps and summary information of the species will be implemented in the Bavarian Forest Information System BayWIS. This serves as a base for a realistic judgement on the climatic cultivation risk.

15 tree species were selected from practitioners, based on different criteria. The species are expected to be of high interest for Bavarian forest owners. Niche models were developed for 11 of the species. Data for niche models was not sufficient for the rest.

Rare, native tree species:

  • sweet chestnut (Castanea sativa) [modelled];
  • wild cherry (Prunus avium) [modelled];
  • European White-elm (Ulmus laevis) [no model; species is only described as genus in inventory data];
  • European wild pear (Pyrus pyraster) [modelled];
  • pubescent oak (Quercus pubescens) [modelled];
  • Montpellier maple (Acer monspessulanum) [modelled].

Non-native, European tree species:

  • black pine (Pinus nigra) [modelled];
  • Turkey oak (Quercus cerris) [modelled];
  • Lebanon cedar or Turkish cedar (Cedrus libani) [no model, data base was scarce];
  • London plane or hybrid plane (Platanus x hispanica) [no model, data base was scarce];
  • Turkish hazel (Corylus colurna) [no model, data base was still scarce];

Non-native, Non-European tree species:

  • northern red oak (Quercus rubra) [modelled];
  • black locust (Robinia pseudoacacia) [modelled];
  • grand fir (Abies grandis) [modelled];
  • Japanese larch (Larix kaempferi) [modelled].
Climate risk estimation was combined with estimates on species requirements with regard to soil conditions. This combination is the site cultivation risk which is presented for today and for a 1.8°C warmer future within the site information system. Practitioners now have local risk estimates for 32 tree species within the system.
Publication:
Thurm, E. A., Hernandez, L., Baltensweiler, A., Ayan, S., Rasztovits, E., Bielak, K., ... & Falk, W. (2018).
Alternative tree species under climate warming in managed European forests. Forest Ecology and Management, 430, 485-497.
Project information
Status: finalised
Project coordinator: Wolfgang Falk
Project staff: Eric Thurm
Duration: 01.09.2016 - 30.11.2018
Executive Institution: Bavarian State Institute of Forestry
Funding: Bavarian State Ministry of Food, Agriculture and Forestry
w74 Neuer Züchtungsansatz zur Anlage leistungsfähiger Saatguterntebestände von RoteicheZoombild vorhanden

Abbildung 1: Eine Baumart der Untersuchungen: Roteiche (Foto: ASP)

Mit den Anbaurisikokarten aus dem Projekt KLIP3 „Bäume für die Zukunft“ wurde bisher das standörtliche Anbaurisiko von den wichtigsten in Bayern weitverbreiteten Baumarten im Klimawandel abgeschätzt und im Bayerischen Standortinformationssystem BaSIS der Forstverwaltung zur Verfügung gestellt.

Seltene heimische und nicht-heimische Baumarten wie die Vogel-Kirsche, Rot-Eiche, Robinie und die Schwarzkiefer wurden bisher nicht berücksichtigt. Diesen Baumarten wird jedoch im Hinblick auf den Klimawandel eine hohe Bedeutung zugemessen, da sie Wärmebedürftigkeit oder -erträgnis mit Kälteresistenz verbinden. Die Erfahrung mit nicht-heimischen Baumarten hat gezeigt, dass einige Anbauten die in sie gesetzten Erwartungen auf bestimmten Standorten nicht erfüllt haben. Manche Misserfolge hätten ggf. durch entsprechende vorhergehende Modellierung (hätte es sie damals schon gegeben) vermieden werden können.

Im Vorhaben wurden deshalb für eine Auswahl seltener heimischer und nicht-heimischer Baumarten Nischenmodelle ähnlich den bereits bestehenden Modellierungen der abgeschlossenen Vorhaben KLIP3 und MARGINS erstellt. Damit wird das (klimatische) Risiko eines möglichen Anbaus objektiv beurteilt werden können. Wenn es keine oder nur sehr wenige erfolgreiche Anbauten in Gebieten mit einem Klima gibt, das demjenigen entspricht, das an einem bestimmten Standort im Klimawandel erwartet wird, ist der Anbau riskant. Umgekehrt: Wo es zahlreiche Anbauten in wärmeren Gebieten gibt, ist der Analogieschluss auf einen erfolgreichen Anbau auch im Klimawandel möglich.

Für die Nischenmodellierung wurden in Abstimmung mit der forstlichen Praxis 15 Baumarten bearbeitet. Für 11 Arten konnten Modelle erstellt werden, für die übrigen war die Datengrundlage (noch) nicht ausreichend:

Seltene, heimische Baumarten:

  • Edelkastanie (Castanea sativa) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Vogel-Kirsche (Prunus avium) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Flatterulme (Ulmus laevis) [in Inventurdaten nicht auf Artebene angesprochen, daher Datengrundlage nicht ausreichend];
  • Wildbirne (Pyrus pyraster) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Flaumeiche (Quercus pubescens) [Modell für BaSIS erstellt];
  • französischer Ahorn (Acer monspessulanum) [Modell für BaSIS erstellt].

Nicht-heimische europäische Baumarten:

  • Schwarzkiefer (Pinus nigra) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Zerreiche (Quercus cerris) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Libanonzeder (Cedrus libani) [Datenlage nicht ausreichend];
  • Ahornblättrige Platane (Platanus x hispanica) [Datenlage nicht ausreichend];
  • Baumhasel (Corylus colurna) [Datenlage noch nicht ausreichend].

Nicht-heimische außereuropäische Baumarten:

  • Rot-Eiche (Quercus rubra) [Modell für BaSIS erstellt]);
  • Robinie (Robinia pseudoacacia) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Küsten-Tanne (Abies grandis) [Modell für BaSIS erstellt];
  • Japanische Lärche (Larix kaempferi) [Modell für BaSIS erstellt].

Flächige Darstellung der Anbaueignung für die Baumart Schwarzkiefer in Bayern in fünf Stufen von rot (nicht geeignet) bis blaugrün (sehr gut). In der Gegenwart ist Bayern überwiegend grün (gut geeignet), die kühleren Mittelgebirge und Alpen sind gering bis nicht geeignet (orange und rot). In der Zukunft sind nur noch wenige Hochlagen nicht geeignet, Bayern ist überwiegend grün und blaugrün gefärbt.

Abbildung 2: Beispiel für eine klimatische Bewertung der Anbaueignung und im Umkehrschluss des Anbaurisikos für die Schwarzkiefer (Gegenwart und Zukunft bei ca. +1,8°C bis zum Ende des Jahrhunderts)
[Grafik: W. Falk, LWF]
Neben der klimatischen Modellierung wurde noch eine Bewertung der Ansprüche an den Boden durch Experten vorgenommen. Diese Bewertungen wurden mit dem klimatischen Risiko verschnitten. Als Produkt wird das Modul BaSIS im Bayerischen Waldinformationssystem BayWIS im Jahr 2019 um 11 Baumarten erweitert. Damit wird das Personal der Forstverwaltung in die Lage versetzt, regional zum Anbau von seltenen oder nicht-heimischen Baumarten beraten zu können. Insgesamt wird dann in BaSIS das Anbaurisiko von 32 Baumarten dargestellt.

Veröffentlichungen

  • Thurm, E. A., Hernandez, L., Baltensweiler, A., Ayan, S., Rasztovits, E., Bielak, K., ... & Falk, W. (2018). Alternative tree species under climate warming in managed European forests. Forest Ecology and Management, 430, 485-497.
  • Thurm, E. A., Mette, T., Huber, G., Uhl, E., & Falk, W. (2017). Anbauempfehlungen - von der Forschung in die Fläche. AFZ Der Wald.
Projektinformationen
Status: abgeschlossen
Projektleiter: Wolfgang Falk
Bearbeitung: Dr. Eric Thurm
Laufzeit: 01.09.2016 - 30.11.2018
Durchführende Institution: Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten