Как да изберем адаптирани към климата дървесни видове: Подкрепа за вземане на решения за собствениците на гори в Хесен, Германия

Изменението на климата поражда много неясноти за управителите на гори. Прогнозите предвиждат, че изменението на климата ще бъде широко разпространено, бързо и засилващо се. Поради това сценариите в областта на климата трябва винаги да се преразглеждат с оглед на препоръките за дървесните видове и промените, включени в процеса на вземане на решения в областта на горското стопанство.

Регионалните прогнози за изменението на климата не са толкова ясни, особено що се отнася до сезонното разпределение на валежите. Освен това не само характеристиките на почвата, но и условията на терена, като например наклон или експозиция, оказват силно въздействие върху водоснабдяването на конкретен обект. Поради това е необходимо пространствено диференцирано моделиране на последиците от изменението на климата. В региона на Хесен акцентът е върху моделирането на водоснабдяването, тъй като изменението на климата увеличава риска от стрес от суша за дървесните видове в много райони, като по този начин ограничава тяхната пригодност. Това се дължи не само на промяната в моделите на валежите, но и на увеличаването на изпарението, свързано с повишаването на температурите. Особено през топлите летни месеци това ще доведе до увеличаване на недостига на вода на много места в бъдеще. Прогнозите са особено тежки, ако се вземе предвид сценарият на IPCC (2014 г.) RCP 8.5 за емисиите.

Едно от предизвикателствата е да се намери показател за стрес от суша. Тя следва да бъде изчислена за всички горски територии в Хесен и следва да бъде подходяща за оценка на риска от дървесни видове, така че препоръките да могат да бъдат направени, като се използват прагови стойности.

Щетите през последните години, причинени от бури, суша и нашествия на корояди, илюстрират спешната необходимост от адаптирано управление на горите. Особено в големи райони на щети решенията за повторно залесяване трябва да се вземат бързо. В тези решения трябва да се вземат предвид очакваните промени в климата, като по този начин се сведат до минимум рисковете от бъдещи щети и се стигне до дългосрочно опазване на жизненоважни и стабилни гори.

Интегрираният план за опазване на климата за 2025 г., провинция Хесен, изпълнява плана на германското федерално правителство за опазване на климата на държавно равнище. Той се състои от широкообхватен пакет от мерки за смекчаване на изменението на климата и адаптиране към него.

Съгласно Закона за горите на Хесен собствениците на гори са свободни да решават кои дървесни видове да изберат. Те обаче са задължени да залесяват повторно площи в рамките на шест години (член 7 от HWaldG).

Щатът Хесен подпомага собствениците на гори при възстановяването на щети по горите, причинени от екстремни метеорологични условия. Препоръките на NW-FVA са задължително интегрирани в държавните разпоредби, с които се създава програма за субсидии за горите („Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen“, 30 април 2018 г., и „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1 април 2021 г.)“.

Препоръките за адаптирани към климата дървесни видове в Хесен, разработени като част от проекта IKSP-Hessen, имат следните цели:

1.   Предоставяне на специфична за обекта информация за некартографирани горски площи в общинските и частните гори на Хесен като основа за избор на дървесни видове, подходящи за местоположението, тъй като само 80 % от горите вече са картографирани. В този контекст проектът има за цел по-добро пространствено представяне на водния и хранителния баланс, особено в широкия спектър от обекти, картографирани като „мезотрофни“.

2.   Да се разработят лесовъдски препоръки напред - с поглед към 2100 г. За тази цел се използват регионалните сценарии за климата от основния ансамбъл на експертната група на държавно равнище ReKliEs-De.

3.   Идентифициране на „видове развитие на горите“, състоящи се от препоръчителна смес от дървесни видове, които се допълват взаимно в своите модели на растеж, за да се сведе до минимум или да се намали рискът от щети, дължащи се на изменението на климата.

Крайната цел е резултатите да бъдат предоставени на всички собственици на гори в Хесен, като се въведе нова и лесна за ползване информационна система, която да може да се използва от собствениците на гори без задълбочени технически познания.

Проектът включва три основни дейности: i) картографиране на специфичните характеристики на мястото при настоящи и бъдещи условия, ii) разработване на препоръки („препоръчителни видове развитие на горите“) и iii) трансфер на знания в полза на възприемането на препоръките от собствениците на гори (уеб услуга за адаптирани към климата дървесни видове), както е описано подробно по-долу.

1. Картографиране на специфичните характеристики на обекта

Разбирането на специфичните характеристики на мястото, като например наличието на вода и хранителни вещества, е от съществено значение за избора на подходящи дървесни видове за всеки горски обект. Карти на почвените зони са били на разположение в началото на проекта за по-голямата част от горските райони в Хесен. За да се преодолее разликата от 20 % недокументирани горски площи и да се подобрят резултатите от картографирането, в NW-FVA бяха разработени компютърни модели за определяне на трофичното състояние, климатичния воден баланс (разлика между валежите и потенциалната евапотранспирация) и използваемия капацитет на полето (вода, налична за растенията след попълване през зимните месеци) за всички горски обекти. За да се изчисли базираната на площ оценка на използваемия капацитет на полето, бяха изготвени общо 4,179 почвени профила. Освен това за оценка на трофичните нива е използвана почвената карта на Хесенската държавна служба за геодезия (Heitkampet al., 2020 г.). Основният елемент е оценката на бъдещото водоснабдяване чрез оценка на водния баланс на обекта през вегетационния период. Този параметър се състои от използваемия капацитет на полето и климатичния воден баланс. Използваният воден климатичен баланс се основава на климатичните прогнози на сценария за емисиите RCP 8.5 (IPCC 2014), изчислени с глобалния модел ECHAM 6 и статистическия регионален модел STARS II като средна стойност за референтния период 2041—2070 г. За да се установи локалната референтна стойност, беше използван комбиниран метод за обратно претегляне на разстоянието и регресия на височината, за да се намали до координатна мрежа с размери 50 x 50 m.

По този начин новата карта на NW-FVA съдържа изчерпателна информация за трофичните нива и бъдещия воден баланс на обекта за цялата гора в Хесен, което позволява по-голяма тежест на климатичните съображения при избора на дървесни видове.

2. Разработване на препоръчителни видове развитие на горите

Дървесните видове се категоризират според техните изисквания за вода и хранителни вещества, като се използват прагови стойности на индекса на стрес от суша. Дървесните видове, които се допълват взаимно по отношение на своите екологични изисквания и поведение на растеж, са съчетани, за да образуват смесени типове насаждения или типове развитие на горите.

В зависимост от изпълнението на екологичните изисквания за обекта ролята на даден дървесен вид в смесените гори може да бъде класифицирана като водеща, смесена, придружаваща или изключена от отглеждането. В допълнение към водния баланс на обекта и трофичните критерии препоръките съдържат и някои лесовъдски и икономически условия (напр. изключване на бор и бреза на места, богати на вода и хранителни вещества). За хидроморфните обекти, т.е. почвите, повлияни от подпочвените води и подземните води, разпределението на дървесните видове с помощта на водния баланс на обекта не е подходящо, тъй като използваемият капацитет на полето тук не е от значение. Вместо това те са категоризирани по предишната система според водния режим на терена и трофичното ниво.

Основните аргументи в полза на смесените гори са тяхната по-голяма стабилност и като цяло по-високата им устойчивост за компенсиране на смущенията.  Видовете развитие на горите се използват в лесовъдското планиране. Те са описани чрез модели на желаната горска структура, които например категоризират тяхната последователност и определят цели за развитие по отношение на тяхната защитна и рекреационна функция. Целите за производство на дървен материал са включени под формата на целеви диаметри и периоди на производство. Определени са проценти на дървесните видове както за целите на развитието, така и за целите на възстановяването. Специфична за обекта информация за планирането може да бъде получена за всеки дървесен вид, препоръчан за даден тип развитие на горите.

Каталогът на видовете развитие на горите за общински и частни гори включва 34 вида развитие на горите.  Те вече се използват от много собственици на гори. Броят на посещенията на уеб портала през август 2024 г. е над 296 000 (брой кликвания) и нараства. Поради риска от неправилно тълкуване от страна на потребители, които не са експерти, NW-FVA обикновено съветва да се консултира със специализиран горски персонал.

3. Уеб-услуга за адаптирани към климата дървесни видове

Системата за подпомагане на вземането на решения за подбор на адаптирани към климата дървесни видове беше интегрирана в оперативната ГИС на HessenForstи предоставена на собствениците на гори като свободно достъпен уеб портал (https://www.nw-fva.de/baem/). Освен това услугата REST-Web-Service, на която се основава цялата услуга, и услугата WMS (web map service) могат лесно да бъдат интегрирани в други софтуерни продукти. Уебсайтът на NW-FVA съдържа и кратко ръководство за използване на услугата. Каталогът на видовете развитие на горите, допълнителната обща информация и класификационните таблици са на разположение за изтегляне.

В уеб приложението с едно кликване върху картата се отваря таблица с информация за местоположението, характеристиките на горските обекти и препоръчителните видове развитие на горите на всяко горско място в Хесен.

За да допълни уеб портала, е разработено приложение за операционните системи Android и iOS (Apple) за мобилни устройства. Предимството на приложението е, че определя местоположението на гората чрез GPS. Тя дава възможност за незабавно извличане на информация, така че оценката на съществуващото лесовъдско положение да може да бъде пряко свързана с горския обект. Ако няма достъп до интернет, избраното местоположение се запазва и може да бъде отворено по-късно, за да се извлече свързаната информация. Позиционирането е особено полезно, ако няма разделение на горите или основа на картата или ако е трудно да се очертаят граници, например в малки частни гори.

И накрая, каталогът на видовете развитие на горите служи като основа за субсидии от административните органи. Щатът Хесен финансира повторното залесяване на открити пространства, които са били засегнати от екстремната суша между 2018 г. и днес. Изборът на тип развитие на горите, препоръчан на конкретно място, е задължителен за собствениците на гори и предпоставка за получаване на субсидии за засаждане и поддръжка.

Партньори по проекта бяха собствениците на гори и консултантите: HessenForst, отговарящ за държавните гори и части от общински и частни гори, и Асоциацията на собствениците на гори в Хесен, отговаряща за всички други части от общински и частни гори. И двамата предоставиха консултации и данни по време на целия проект и участваха в процесите на трансфер на знания.

Беше проведено проучване сред собствениците на гори и консултантите, за да се разработят стратегии за насърчаване на осведомеността и използването на инструментите за подпомагане на вземането на решения за общинските и частните гори. Още от ранните етапи на проекта участието на заинтересованите страни благоприятства приемането и възприемането на препоръките на собствениците на гори. Поради тази причина повече подробности за участието на заинтересованите страни са докладвани в раздел „Успех и ограничаващи фактори“.

Фактори за успех:

За да се приложат резултатите на практика възможно най-бързо и ефективно, процесът на трансфер на знания се проведе на няколко нива и това представляваше ключов фактор за успеха на проекта.

Първо, съставът на участниците в проекта, в който участват HessenForst и Асоциацията на собствениците на гори в Хесен, означава, че опитни специалисти са участвали в разработването и тълкуването на резултатите от началото на проекта. Това гарантира признаването на предоставените препоръки и активното им включване в планирането на горите от самото начало. Поради това първото валидиране беше извършено по време на текущия процес, преди резултатите да бъдат представени и предоставени на широката общественост. Този подход значително увеличи приемането на разработените препоръки за дървесните видове.

Второто ниво на трансфер на знания се състои в лесноразбираема документация и публично оповестяване на резултатите под форма, която прозрачно подпомага собствениците на гори и горските стопани при вземането на решения. Следователно войната в рамките на цифровата система за подпомагане на вземането на решения (DSS) е проектирана като подходящ инструмент. Това е публично достъпно чрез уебпортал NW-FVA, където собствениците на гори могат лесно да идентифицират своите насаждения и да получат достъп/изтеглят препоръките за дървесните видове, разработени в рамките на проекта. Разработена е и мобилна версия за мобилни телефони с Android и iOS. Тези приложения са най-лесният начин за намиране на сайтове с помощта на GPS функцията на мобилното устройство.

Като трети етап от трансфера на знания във всички горски служби бяха организирани активни курсове за обучение в тясно сътрудничество с HessenForst. Бяха изнесени и лекции по време на прояви, организирани от Асоциацията на собствениците на гори в Хесен. Безплатни курсове за обучение се предлагат и на собствениците на гори в собствените им гори. Курсовете и уеб порталът бяха рекламирани чрез листовки и реклами в специализирани списания. Освен това започна създаването на ръководства за потребителя на видео. Те са достъпни и на уебсайта на NW-FVA.

Изненадващо, няколко други сектора, като например службите за екологично планиране, органите за опазване на природата и субектите, отговарящи за добива на питейна вода и язовирите или пътното строителство, изразиха интерес към използването на препоръки за дървесни видове и интегрирането на услугата в своите ГИС портали. Това показва успеха на инициативата, предприета от NW-FVA.

Подобен подход, основан на същата концепция за видовете развитие на горите, е приложен в провинция Северен Рейн-Вестфалия (Германия) в рамките на проекта SUPERB (вж. казуса Големи решения за възстановяване на горите в Северен Рейн-Вестфалия),което предполага потенциала за възпроизвеждане на проекта.

Ограничаващи фактори:

Въпреки че има голяма нужда от съвети и препоръките са включени задължително в държавните субсидии за проекти за повторно залесяване, препоръките за дървесните видове все още не са установени като нов стандарт.

Поканата за предоставяне на обратна информация и програмата за обучение бяха приветствани, но не в желаната степен. Задълбочените познания в сложната област на подбора на дървесни видове в променящ се климат се считат за необходими, за да се избегнат погрешни тълкувания. Освен това целевата група на лицата, отговорни за вземането на решения в гората, е много разнородна и изисква големи усилия в областта на комуникацията. За да се преодолеят тези ограничения, в дългосрочен план ще се поддържа програма за обучение. Обучението на място е за предпочитане, но инструктажни видеоклипове също са желани. Това ще се счита за подобряване на изпълнението на препоръките.

Общата стойност на проекта е 5 655 000 EUR и включва главно разходи за персонал.  Използването на разработените в проекта инструменти е безплатно за всички потребители. Разходите за възстановяване на горите варират в зависимост от условията на обекта и от размера на площта, която трябва да бъде възстановена. Пример за това може да бъде намерен в проучването на конкретен случай „Широкомащабнирешения за възстановяване на горите с цел устойчивост на множество климатични стресови фактори в Северен Рейн-Вестфалия, Германия“

Планирането на лесовъдството, при което се използват видове развитие на горите, които препоръчват смесени гори, ще осигури по-голяма стабилност и като цяло по-висока устойчивост на смущения. Това не само ще осигури екологични и икономически ползи, но и ще осигури поддържането на други горски екосистемни услуги. Въпреки че не е конкретно количествено определена, тя също така ще подкрепи регулирането на климата, регулирането на водите и водоснабдяването, контрола на ерозията, осигуряването на местообитания и отдиха.

Проектът започна през 2018 г. и продължава до 2025 г. Уеб порталът беше предоставен за първи път през октомври 2020 г. След интензивно по-нататъшно развитие през май 2023 г. беше извършена цялостна актуализация.

Подборът и планирането на конкретни мерки за възстановяване или засаждане може да отнеме до една година. Непрекъснатото управление на горските насаждения е важно, за да се поддържа адаптирана смесена гора, която може да предоставя всички екосистемни услуги. Съществуват съответни препоръки за управление за всеки вид развитие на горите, диференцирани според етапа преди гъсталака, етапа на гъсталака, етапа на квалификация и етапа на оразмеряване, както и етапа на зрялост и възстановяване.

Инструментът за подпомагане на вземането на решения е разработен така, че да бъде постоянен и да се актуализира постоянно.

Dr. Ralf Nagel
director of the Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 123
E-Mail: ralf.nagel@nw-fva.de

Dr. Heidi Döbbeler
scientific assistant
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 114
E-Mail: Heidi.Doebbeler@nw-fva.de

Dr. Jan Hansen
head of forest inventory, information technology and biometrics
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 221
E-Mail: Jan.Hansen@nw-fva.de

fnews@thuenen.de

Döbbeler H., Nagel R.-V., Spellmann H., Hamkens H. (2023 г.): Waldentwicklungsziele (WEZ) für den hessischen Kommunal- und Privatwald. Empfehlungen der NW-FVA в Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. Аз съм Гьотинген. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, щанд 26.5.2023 г.)

Spellmann H., Döbbeler H., Hamkens H., Hansen J., Sutmöller J., Bialozyt R., Nagel R.-V. (2021 г.): Entscheidungshilfen zur klimaangepassten Baumartenwahl. Deutscher Waldbesitzer (1): 8-10.

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020 г.): Извод за режимите на хранителните вещества в горската почва чрез интегриране на химията на почвата с размита логика: Кандидатстване в целия регион за заинтересованите страни от Хесен, Германия. Регионален геодерма 23: e00340. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00340

Bialozyt, R., Böckmann, T. (2023 г.): Abschlussbericht IKSP Projekt L-12 „Klimarisiko- und Zielbestockungskarten Forst – Verbesserte Beratungsgrundlagen für neue Herausforderungen an hessische Waldbesitzer“, 76 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, щанд 26.5.2023 г.)