Как да изберем адаптирани към климата дървесни видове: Подпомагане на собствениците на гори в Хесен, Германия

Изменението на климата създава много несигурност за управителите на гори. Прогнозите предвиждат изменението на климата да бъде широко разпространено, бързо и ускорено. Поради това сценариите за климата винаги трябва да бъдат преразглеждани за 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 наклон или експозиция, оказват силно въздействие върху водоснабдяването на конкретен обект. Това налага пространствено диференцирано моделиране на последиците от изменението на климата. В района на Хесен акцентът е върху моделирането на водоснабдяването, тъй като изменението на климата увеличава риска от засушаване на дървесни 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 за емисиите на МКИК (2014 г.) RCP 8.5.

Едно от предизвикателствата е да се намери индикатор за стрес от засушаване. Тя следва да бъде изчислена за всички горски обекти в Хесен и следва да бъде подходяща за оценка на риска от дървесни видове, така че да могат да се отправят препоръки, като се използват прагови стойности.

Щетите през последните години, причинени от бури, суша и нашествия на короядни бръмбари, илюстрират неотложността на адаптираното управление на горите. Особено в големите райони с щети трябва бързо да се вземат решения за повторно залесяване. Тези решения трябва да вземат предвид очакваните климатични промени, като по този начин се сведат до минимум рисковете от бъдещи щети и водят до дългосрочно опазване на жизненоважни, стабилни гори.

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

Според Закона за горите в Хесен, собствениците на гори са свободни да решават кои дървесни видове да изберат. Те обаче са задължени да залесят повторно площите в срок от шест години (член 7 от HWaldG).

Щатът Хесен помага на собствениците на гори да поправят щетите върху 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 Extremwettereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1 април 2021 г.)“.

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

1.   Предоставяне на специфична информация за необитаемите горски територии в общинските и частните гори на Хесен като основа за подбор на подходящи за местоположението дървесни видове, тъй като само 80 % от горите вече са картографирани. В този контекст проектът има за цел по-добро пространствено представяне на баланса на водата и хранителните вещества, особено в широкия спектър от обекти, картографирани като „мезотрофични“.

2.   За разработване на лесовъдни препоръки напред — с поглед към 2100 година. За тази цел се използват регионалните климатични сценарии от основния ансамбъл на експертната група на държавно равнище ReKliEs -De.

3.   Да се идентифицират „видовете развитие на горите“, състоящи се от препоръчана 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 разположение на всички собственици на гори в Хесия, като се въведе нова и лесна за ползване информационна система, която може да се използва от собствениците на гори без задълбочени технически познания.

Проектът включва три основни дейности: I) картографиране на специфични характеристики на обекта 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 обекта, като наличната вода и снабдяването с хранителни вещества, е от съществено значение за избора на подходящи дървесни видове за всяка горска площадка. В началото на проекта бяха налични карти на почвените обекти за по-голямата част от горските райони в Хесен. За да се преодолее разликата от 20 % недокументирана горска площ и да се подобрят резултатите от картографирането, в NW-FVA бяха разработени компютърни модели за извличане на трофичното състояние, климатичния воден баланс (разлика между валежите и потенциалната евапотранспирация) и използваемата полеви капацитет (вода, налична за растенията след попълване през зимните месеци) за всички горски обекти. За да се изчисли използваемият полеви капацитет въз основа на площта, бяха изготвени общо 4.179 почвени профили. Освен това за оценка на трофичните нива е използвана почвената карта на Държавната служба за изследване на Хесиан (Heitkampet al., 2020 г.). Основният елемент е оценката на бъдещото водоснабдяване чрез оценка на водния баланс на обекта по време на вегетационния период. Този параметър се състои от използваемия капацитет на полето и климатичния воден баланс. Използваният климатичен воден баланс се основава на климатични прогнози на сценария на RCP 8.5 за емисиите (IPCC 2014 г.), изчислени с помощта на 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, е използван комбиниран метод за обратно претегляне на разстоянието и регресия на височината, за да се намали до решетка от 50 x 50 m.

По този начин новата карта на обекта NW-FVA съдържа изчерпателна информация за трофичните нива и бъдещия воден баланс 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 нужди от вода и хранителни вещества, като се използват прагови стойности на индекса на стрес на сушата. Дървесните видове, които се допълват взаимно по отношение на своите екологични изисквания и поведение на растеж, се съчетават със смесени видове щандове или видове развитие на горите.

В зависимост от изпълнението на екологичните изисквания за територията, ролята на дървесните видове в смесените гори може да бъде класифицирана като водеща, смесена, придружаваща или изключена от отглеждане. В допълнение към водния баланс на площадката и трофичните критерии препоръките съдържат и някои лесовъдни и икономически условия (напр. изключване на бор и бреза във водни обекти и места, богати на хранителни вещества). За хидроморфните обекти, т.е. почвите, повлияни от подземните води и подпочвените води, разпределението на дървесните видове, като се използва водният баланс на обекта, не е подходящо, тъй като използваемият полеви капацитет тук няма смисъл. Вместо това те се категоризират по предишната система според водния режим на терена и трофичното ниво.

Основните аргументи в полза на смесените гори са тяхната по-голяма стабилност и тяхната като цяло по-голяма устойчивост при компенсиране на смущенията.  Видовете развитие на горите се използват в лесовъдното планиране. Те са описани чрез модели на желаната горска структура, които например категоризират последователното си положение и определят целите за развитие по отношение на тяхната защитна и развлекателна функция. Целите за производство на дървен материал са включени под формата на целеви диаметри и периоди на производство. Процентите на дървесните видове са определени както за целите за развитие, така и за целите за регенериране. Специфична за обекта информация за планирането може да бъде извлечена за всеки дървесни видове, преустроени във вид 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 повече от 296,000 (брой кликвания) и нараства. Поради риска от неправилно тълкуване от страна на неекспертни потребители, NW-FVA обикновено съветва консултации със специализиран горски персонал.

3. Уеб услуга за адаптирани към климата дървесни видове

Системата за подпомагане на вземането на решения за избор на дървесни видове, адаптирани към климата,беше интегрирана в оперативната ГИС на HessenForst и беше 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 (уеб карта) могат лесно да бъдат интегрирани в други софтуерни продукти. Уебсайтът на NW-FVA също съдържа кратко ръководство за използване на услугата. Каталогът на видовете развитие на горите, допълнителната основна информация и класификационните таблици са на разположение за изтегляне.

В уеб приложението с щракване върху картата се отваря таблица с информация за позицията, характеристиките на горските обекти и препоръчителните видове развитие на горите във всяка горска локация в Хесен.

В допълнение към уеб портала е разработено приложение за операционните системи Android и iOS (Apple) за мобилни устройства. Предимството на приложението е, че то определя местоположението на гората чрез GPS. Тя дава възможност за незабавно извличане на информация, така че оценката на съществуващото лесовъдно състояние да може да бъде пряко свързана с горския обект. Ако няма достъп до интернет, избраното място се запазва и може да се отвори по-късно, за да се извлече съответната информация. Позиционирането е особено полезно, ако няма разделяне на горите или основа на карта или ако е трудно да се очертаят граници, например в малки частни гори.

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 определено място, е задължителен за собствениците на гори и предпоставка за получаване на субсидии за засаждане и поддръжка.

Партньори по проекта бяха собствениците и консултантите на горите: Хесенфорст, отговарящ за държавните гори и части от общински и частни гори, както и за Асоциацията на собствениците на гори в Хесен, отговаряща за всички останали части на общинските и частните гори. И двете предоставиха съвети и данни по време на целия проект и участваха в процесите на трансфер на знания.

Проведено е проучване сред собствениците на гори и консултантите за разработване на стратегии за насърчаване на осведомеността и използването на инструментите за подпомагане на вземането на решения за общински и частни гори. От ранните етапи на проекта участието на заинтересованите страни благоприятства приемането и възприемането на препоръките от собствениците на гори. Поради тази причина повече подробности за ангажираността 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 представлява ключов фактор за успех на проекта.

Първо, съставът на участниците в проекта, в който участваха Хесенфорст и Асоциацията на собствениците на гори на Хесен, означаваше, че опитни практикуващи са участвали в разработването и тълкуването на резултатите от началото на проекта. Това гарантира признаване на предоставените препоръки и активно 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 препоръките за разработените дървесни видове.

Второто ниво на трансфер на знания се състои в лесната за разбиране документация и публичното оповестяване на резултатите във форма, която подкрепя по прозрачен начин собствениците на гори и горските стопани при вземането на техните решения. Следователно война на цифровата система за подпомагане на вземането на решения (DSS), проектирана като подходящ инструмент. Това е публично достъпно чрез уебпортал NW-FVA, където собствениците на гори могат лесно да идентифицират своите щандове и да имат достъп/изтегляне на препоръките за дървесни 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 бяха организирани активни курсове за обучение в тясно сътрудничество с HessenForst във всички горскостопански служби. Лекции бяха изнесени и на събития, организирани от Хесианската асоциация на собствениците на гори. 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. В допълнение, създаването на видео ръководства за потребителя е започнало. 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 структурите, отговарящи за добива на питейна вода и язовирите или пътното строителство, изразиха интерес да използват препоръки за дървесни видове и да интегрират 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, беше приложен в провинция Северен Рейн-Вестфалия (Германия) в рамките на проекта SUPERB (вж. казуса „ Големи решения за възстановяване на горите в НРВ“),което предполага потенциала за репликация на проекта.

Ограничаващи фактори:

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

Поканата за предоставяне на обратна информация и програмата за обучение бяха приветствани, но не и в желаната степен. Счита се, че са необходими задълбочени познания в сложната област на селекцията на дървесни видове в променящ се климат, за да се избегнат погрешни тълкувания. Освен това целевата група на лицата, отговорни за вземането на решения в гората, е много разнородна, което изисква големи усилия в комуникацията. За да се преодолеят тези ограничения, в дългосрочен план ще се поддържа програма за обучение. За предпочитане е обучението на място, но са желани и видеоматериали с инструкции. Това ще се обмисли, за да се подобри възприемането на препоръките.

Общите разходи по проекта бяха 5 655 000 EUR и включваха главно разходи за персонал.  Използването на разработените в проекта инструменти е безплатно за всички потребители. Разходите за възстановяване на горите са променливи в зависимост от условията на обекта и размера на площта, която трябва да бъде възстановена. Пример може да бъде намерен в казуса „Разширенирешения за възстановяване на горите за устойчивост на множество климатични стресови фактори в Северен Рейн-Вестфалия, Германия“.

Лесовъдното планиране с използване на видове развитие на горите, които препоръчват смесени гори, ще осигури по-голяма стабилност и като цяло по-голяма устойчивост на смущения. Това не само ще осигури екологични и икономически ползи, но и ще осигури поддръжка на други горски екосистемни услуги. Въпреки че не е определено конкретно количествено, то също така ще подкрепи регулирането на климата, регулирането и снабдяването с вода, контрола на ерозията, осигуряването на местообитания и отдиха.

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

Подборът и планирането на специфични 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 в зависимост от етапа преди стадия, етапа на гъстота, етапа на квалификация и оразмеряване, както и етапа на зрелост и регенериране.

Инструментът за подпомагане на вземането на решения е предназначен да бъде постоянен и 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): Waldentwicklungsziele (WEZ) für den hessischen Kommunal- und Privatwald. Empfehlungen der NW-FVA в Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. 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 от режимите на хранителни вещества в горските почви чрез интегриране на химията на почвата с размита логика: Регионално приложение за заинтересованите страни от Хесен, Германия. Регион Геодерма 23: E00340. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00340

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