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Kompetenz-Netzwerk Klimawandel, Krisenmanagement und Transformation in Waldökosystemen (KoNeKKTiW)

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Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA)
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Artikel

Autor(en): Sandra Collin
Redaktion: FVA, Deutschland
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Schäden durch Trockenheit

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Trockenrisse und Frosttrocknis sind Schadbilder, die bei Wassermangel im Wald auftreten können. Auch die Zuwachsraten verändern sich. Was sind die Ursachen und welche Maßnahmen helfen bei erkanntem Risiko?

Inhalt

Trockenrisse

An Fichtenstangenhölzern kann es nach besonders trockenen Sommern zu Rissbildungen im unteren Stammbereich kommen (Abb. 1). Diese Risse haben eine Länge von wenigen Dezimetern bis zu mehreren Metern. Junge Bestände von ca. 15-30 Jahren sind davon besonders betroffen [1]. In einer Studie von Rosner et al. 2018 an schwedischen Fichten konnte festgestellt werden, dass die genetisch bedingt geringe Zellwanddicke mancher Exemplare meterlange Schaftrisse begünstigen kann.

Faktoren, die gleichzeitig auch ein überdurchschnittliches Wachstum erlauben, begünstigen gegebenenfalls auch die Rissbildung in sehr trockenen Sommern. Dazu zählen eine mittlere bis gute Nährstoffversorgung und eine gute Bodenfrische, oftmals auch Wechselfeuchte. Ein generelles Problem dieser Böden ist ihr Quellen und Schwinden.

Starke Austrocknung bedingt hier zwangsläufig Wurzelabrisse, die Eintrittspforten für Pilze sind. Dies ist auch bei den auf diesen Standorten angebauten Eichen zu beobachten (Mondringe im Holz am Stock). Bei Trockenheit ist das im Stamm enthaltene Wasser eine Transpirationsreserve, wird diese aufgebraucht, schwindet sein Umfang, was zu Rissen führen kann. Bei schnellwachsenden Baumarten mit leichtem Holz ist dies häufiger der Fall. Die aufgerissenen Fichten werden zumeist mit Bläuepilzen und Rotfäuleerregern infiziert.

     
Trockenrisse an Fichte im unteren Stammbereich Jahrringe mit Trockenrissen an Fichte Trockenrissen an Fichte
Abb. 1: Trockenrisse an Fichte am unteren Stammbereich. Abb. 2: Jahrringe mit Trockenrissen. Abb. 3: Trockenrisse an Fichten. (Alle Fotos: FVA/Metzler)
Maßnahmen bei erkanntem Risiko

Das Risiko der Trockenrissbildung kann nach Untersuchungen der FVA durch schwächere Durchforstungen und höhere Baumzahlen nicht wesentlich verringert werden. Auch andere Versuche führen zu dem Schluss, dass waldbauliche Eingriffe nicht im Vordergrund stehen. Auf Standorten mit latenter Trockenrissgefahr, sollte ein Wechsel zu geeigneten Baumarten wie Buche, Esche oder Bergahorn, zumindest aber eine stärkere Beimischung dieser Arten, angestrebt werden.

Frosttrocknis

Frosttrocknis ist vor allem im Spätwinter und Frühjahr eine bedeutende Gefahr. Bei oberflächlich gefrorenem Boden und vereisten Leitungsbahnen in Wurzel und Spross (< 2°C) läuft die Transpiration weiter und führt damit zur Verschlechterung der Wasserbilanz der Pflanze. In der verkürzten Vegetationszeit von Höhenlagen (< als drei Monate bei Fichte) vermögen junge Nadeln den kutikulären Transpirationsschutz nur mangelhaft auszubilden, was die winterlichen Wasserverluste verstärkt. Kaliummangel steigert die Anfälligkeit für Frosttrocknis.

Frosttrocknis an Fichte: die jüngsten Nadeln vertrocknen zuerst.
Abb. 4: Frosttrocknis an Fichte: die jüngsten Nadeln vertrocknen zuerst. (Foto: Waldschutz Schweiz, WSL)

Die Verdunstung wird durch Sonne und Wind noch verstärkt. Was folgt ist Rötung und Nadelschütte bei Fichte, Tanne, Douglasie und Bergkiefer. Frostgefährdete Lagen sind generell exponierte Nord- und Osthänge sowie kalte und abflusslose Plateaulagen. Kühl-feuchte Grasdecken (Pfeifengras und Drahtschmiele), die die Erwärmung des Bodens hemmen und durch Verdunstung zusätzlich kühlen sowie Plätze, an denen sich kalte schwere Luft sammelt und nicht abfließen kann, sind Risikostandorte für Frosttrocknis.

Maßnahmen bei erkanntem Risiko

An Risikostandorten sollen grundsätzlich frostharte Baumarten bzw. Rassen oder Herkünfte angebaut sowie Grasdecken beseitigt werden. Um die Bildung von Kaltluftseen zu verhindern, müssen einerseits Hindernisse, die den Abfluss stören beseitigt, beziehungsweise der Zufluss von Kaltluft durch Frostriegel (Hecken) verhindert werden.

Veränderung der Zuwachsraten durch Trockenheit

Untersuchungen während und nach vorangegangenen extremen Trockenjahren (hier 2003) haben gezeigt, dass sich Hitze und Trockenheit auch in den Zuwachsraten, vor allem von Nadelbäumen wiederspiegeln [5]. So folgte nach Dietrich et al. (2004), bei "untersuchten Fichtenbeständen auf eine teilweise extrem starke Blüte ein teilweise starker Zapfenbehang, früh vergilbende Nadeln, eine unterentwickelte Triebgeneration und ein um bis zu 40% geringerer Jahresdurchmesserzuwachs als im Jahr zuvor. Im Vergleich dazu zeigten die Stiel- und Traubeneichenbestände nach intensiver Blüte und Mast zwar zum Teil verkümmerte und Parasiten befallene Früchte und frühe Laubfärbung, aber keine Zuwachsverluste im Stammdurchmesser."

Interessanterweise lassen sich diese Beobachtungen nicht auf alle Bäume eines Bestandes gleichermaßen anwenden. Nach Pretzsch (2017), zeigen vor allem die dominanten Fichten eines Bestandes starke Trockenstressreaktionen und Zuwachseinbußen, während zwischen- und unterständige Bäume weniger gefährdet waren. In besonders starken Trockenjahren leiden also die dominanten Fichten stärker, so dass zwischen- und unterständige Fichten in Trockenjahren sogar einen höheren Zuwachs erreichen können. Eine pauschale Hochrechnung von Zuwachsverlusten dominanter Bäume auf den Gesamtbestand kann die Daten also deutlich verzerren. Zudem wurde auch in dieser Studie beobachtet, dass Zuwachseinbußen und Trockenreaktionen von Buchen im Vergleich zu Fichte, sowohl bei den dominanten als auch bei den unterständigen Bäumen, deutlich geringer ausfallen. Begründet wird dieser Umstand damit, dass Fichten im Vergleich zu Buchen ihr Wachstum bei Trockenheit durch das Schließen der Spaltöffnungen einstellen, während Buchen die Transpiration länger fortsetzen. Beides konnte sowohl in Misch- als auch in Reinbeständen beobachtet werden.

Münchner Wissenschaftler (Pretzsch, H.et al., 2018) haben an über 30.000 Holzproben der wichtigsten Hauptbaumarten Europas nachvollziehen können, dass die Holzdichte seit 1900 um 8-12% abgenommen, während sich das Volumenwachstum der Bäume in Mitteleuropa um 29-100% beschleunigt hat. Ursächlich sind demnach die verlängerte Vegetationszeit durch steigende Temperaturen im Klimawandel und Stickstoffeinträge aus Landwirtschaft, Verkehr und Industrie. "Darauf deuten für Fachleute etliche Details hin, wie etwa ein Rückgang der Spätholzdichte und eine Zunahme des Frühholzanteils in den Jahresringen". [3] Weitere "Erkenntnisse zu Trockenheitsgefährdung und Anpassungspotenzial unterschiedlicher Fichtenpopulationen" werden mit modernen Methoden der DNA-Sequenzierung im gleichnamigen Projekt des Thünen Instituts erforscht und in Kürze folgen.

Maßnahmen bei erkanntem Risiko

Auch nach diesen Erkenntnissen greift die "No-Regret-Strategie" Altersklassenwälder langfristig in strukturreiche Mischbestände umzuwandeln. Vor allem auf trockeneren Standorten hätten demnach kleinere Bäume Vorteile, während auf gut nährstoff- und wasserversorgten Standorten die dominanten Überhälter bevorteilt wären. (Pretzsch, 2017)

Trockenheit kommt selten allein

Trockenheit kann kaum isoliert als Schadfaktor im Wald betrachtet werden. Die RCP Szenarien verdeutlichen insgesamt eine Zunahme der Wetterextreme, wie höhere Windgeschwindigkeiten bei Stürmen, Temperaturanstieg und Niederschlagsverschiebungen in stetiger Kombination. Nach zahlreichen Herbststürmen im Jahr 2017 konnten vielerorts die Sturmschäden nicht rechtzeitig beräumt werden, was die Borkenkäfer in den Fichtenregionen besonders gefördert hat. Hitze und Trockenheit in 2018 begünstigten die Schädlinge weiterhin und schwächten gleichzeitig die verbleibenden Bestände, so dass die Käferkalamität besonders an Fahrt aufnehmen konnte. Auch der lange milde Herbst begünstigte weiterhin die Käferentwicklung, welche sich in 2019 fortgesetzte. Insgesamt rechnet man in 2018 und 2019 zusammen mit rund 105 Millionen Kubikmeter Schadholz (BMEL 9.2019), die Schadfläche in Deutschland entspricht im September 2019 ca. 150 000 ha (BMEL 23.09.2019).

Da durch den Klimawandel mit einer Wiederkehr von langanhaltender Hitze und Trockenheit zu rechnen ist, wird die Dringlichkeit des Handlungsbedarfes im Bereich Anpassung der Wälder an den Klimawandel aber auch im konsequenten Klimaschutz sehr deutlich.

Quellen

  1. Klädtke, J.; Metzler, M.; Hernandez, M. (2004): Trockenrisse an Fichten AFZ/Der Wald 59, 680-682.
  2. Rosner et al.(2018): Hydraulic and mechanical dysfunction of Norway spruce sapwood due to extreme summer drought in Scandinavia. Forest Ecology and Management, Volume 409, 1 February 2018, Pages 527-540
  3. Pretzsch, H.et al.(2018).: Wood density reduced while wood volume growth accelerated in Central European forests since 1870, Forest Ecology and Management, Volume 429/2018. DOI: doi.org/10.1016/j.foreco.2018.07.045
  4. Altenkirch, W. et al. (2002): Waldschutz – auf ökologischer Grundlage. S. 235-238. Eugen Ulmer GmbH & Co., Stuttgart.
  5. Kahle, H. P. (2006): Impact of the drought in 2003 on intra- and inter-annual stem radial growth of beech and spruce along an altitudinal gradient in the Black Forest, Germany LINK
  6. Dietrich, H.-P.; Raspe, S.; Schubert, A. (2004): Trockenheit 2003 war nicht die einzige Ursache für starke Zuwachsverluste. LWF aktuell 43, S. 14-16.
  7. Pretzsch, H. (2017): Einfluss der Trockenheit auf die Zuwachsverteilung zwischen den Bäumen in Waldbeständen, Lehrstuhl für Waldwachstumskunde, TU München, in Beiträge zur Jahrestagung 2017 des DVFFA (Deutscher Verband Fostlicher Versuchsanstalten) - Sektion Ertragskunde
  8. Massive Schäden - Wälder benötigen schnelle Hilfe (BMEL 9.2019) LINK
  9. BMEL Pressemitteilung Nationaler Waldgipfel: LINK

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