Für ihre Analyse nutzte das Forschungsteam um Univ.-Prof. Dr. Rupert Seidl von der TU München ein KI-gestütztes Simulationsmodell. Dieses wurde mit 135 Millionen Datensätzen aus Waldsimulationen für rund 13.000 Standorte in Europa trainiert und mit Satellitendaten zu Waldstörungen kombiniert. Dadurch konnten die Wissenschaftler die Entwicklung der Wälder sowie das Auftreten von Bränden, Stürmen und Borkenkäferbefall bis 2100 mit hoher räumlicher Auflösung berechnen.
Klimawandel erhöht Risiken
Simulierte Störungsraten im 21. Jahrhundert unter dem Szenario RCP2.6. Die Werte zeigen die mittlere Störungsrate über alle Simulationsjahre (2021–2100). Die Größe der Punkte entspricht dem Anteil der Waldfläche in jedem Hexagon mit 25 km Kantenlänge. Graue Flächen kennzeichnen Hexagone ohne Wald. © Marc Grüning et. al
Die Ergebnisse zeigen, dass der Klimawandel das Störungsrisiko in Europas Wäldern im gesamten 21. Jahrhundert erhöht. Steigende Temperaturen erhöhen insbesondere die Waldbrandgefahr. Während sie bislang vor allem im Mittelmeerraum dominieren, könnten sie künftig auch in gemäßigten und borealen Regionen häufiger auftreten.
Insgesamt prognostiziert die Studie unter einem Szenario ungebremster Erwärmung von +4º C (Szenario RCP8.5) eine Zunahme der gestörten Waldfläche durch Borkenkäfer, Stürme sowie Bränden um 122% gegenüber dem Zeitraum 1986 bis 2020.
Die Sturmschäden steigen in der Analyse nur leicht an, da keine Veränderung der Windextreme angenommen wurde. Aufgrund der unsicheren und nicht flächendeckend verfügbaren Daten dazu wird lediglich ein Anstieg von etwa 8% ausgewiesen, der vor allem auf die zunehmende Anfälligkeit der Wälder zurückgeführt wird.
Simulierte Störungsraten im 21. Jahrhundert unter dem Szenario RCP8.5. Die Werte zeigen die mittlere Störungsrate über alle Simulationsjahre (2021–2100). Die Größe der Punkte entspricht dem Anteil der Waldfläche in jedem Hexagon mit 25 km Kantenlänge. © Marc Grüning et. al.
Die Vorhersage künftiger Waldstörungen ist laut den Forschern schwierig, da verschiedene Störfaktoren komplex miteinander interagieren und Rückkopplungen zwischen Vegetationsentwicklung und Störungsdynamik die Klimaeffekte abschwächen oder verstärken können. In Szenarien mit wirksamer Emissionsreduktion erreicht die Störungsintensität bereits zur Mitte des Jahrhunderts ihren Höhepunkt, anschließend setzt eine Erholungsphase der Wälder ein.
"Am Beispiel des Borkenkäfers im Szenario RCP2.6 (bestmöglicher Fall) zeigt sich ein Anstieg bis etwa zur Mitte des Jahrhunderts um rund 44% gegenüber der Periode 1986 bis 2020. In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts gehen die Werte wieder langsam zurück, liegen jedoch selbst am Ende des Jahrhunderts noch etwa 5% über dem Niveau der Vergangenheit", erklärt Seidl
Regional sind die Auswirkungen unterschiedlich. Wälder in Süd- und Westeuropa gelten als besonders gefährdet, während der Wandel in Nordeuropa insgesamt etwas schwächer ausfallen dürfte. Dennoch erwarten die Forschenden auch dort regionale Hotspots mit deutlich steigenden Schäden.
Wälder geraten stärker unter Druck
Bäume mit sichtbaren Borkenkäferschäden © Rupert Seidl, TUM
Die zunehmenden Störungen verändern nicht nur die Waldlandschaften, sondern auch ihre Struktur. Der Anteil junger Wälder könnte sich bis 2100 vor allem im Mittelmeerraum um bis zu 14% erhöhen, während der Anteil alter Wälder im Vergleich zu Simulationen ohne Klima- und Störungsregime leicht um 3% zurückgeht. Diese Verschiebung hat Folgen für die Kohlenstoffspeicherung, die Biodiversität und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen.
Die Baumartenzusammensetzung in unseren Wäldern wird sich bis Ende des Jahrhunderts bei steigenden Temperaturen ändern. Baumarten, wie die Fichte und die Buche, werden zurückgedrängt. Die Forschenden sprechen sich dafür aus, künftig auch die Kosten von Waldstörungen in der Forstplanung zu berücksichtigen. Als mögliche Maßnahmen nennen sie unter anderem den Anbau weniger störungsanfälliger Baumarten, strukturreiche Mischwälder sowie kürzere Umtriebszeiten (Mitteleuropa – Hotspot für Störungskosten).
Nach Ansicht der Autoren muss die Forstpolitik reagieren und die Waldbewirtschaftung geändert werden. „Wir müssen uns darauf einstellen, dass wir auch in den nächsten Jahren große Schäden im Wald haben werden. Das heißt einerseits, dass wir größere Schwankungen in den Leistungen des Waldes abpuffern werden müssen. Andererseits bieten Störungen auch die Chance, einen neuen, Klima-angepassten Wald zu begründen – sie wirken als Katalysator für Veränderungen“, erklärt Seidl. „Es wird auch in ein paar Jahrzehnten große Waldgebiete in Europa geben. Die Wälder werden lichter sein, mit kleineren Bäumen, die Hitze und Trockenheit aushalten“, wird Prof. Dr. Henrik Hartmann, Institut für Waldschutz am Julius Kühn-Institut, Quedlinburg/DE, in tagesschau.de zitiert. "Diese Entwicklung ist auch in Mitteleuropa zu beobachten. Im Durchschnitt entstehen deutlich mehr offene Flächen beziehungsweise lichte Waldstrukturen sowie mehr Flächen mit jungen Beständen, was die mittlere Baumhöhe insgesamt verringert", ergänzt Seidl.
Climate change will increase forest disturbances in Europe throughout the 21st century | Science
