Jak vybrat druhy stromů přizpůsobené klimatu: Rozhodovací podpora pro vlastníky lesů v německém Hesensku

Změna klimatu přináší správcům lesů mnoho nejistot. Projekce předpovídají, že změna klimatu bude rozsáhlá, rychlá a zintenzivňující se. Klimatické scénáře proto musí být vždy přezkoumány s ohledem na doporučení týkající se druhů stromů a změny začleněné do rozhodování v oblasti lesnictví.

Regionální projekce změny klimatu nejsou tak jasné, zejména pokud jde o sezónní rozložení srážek. Kromě toho nejen půdní vlastnosti, ale i terénní podmínky, jako je svah nebo expozice, mají silný dopad na zásobování vodou v konkrétním místě. To vyžaduje prostorově diferencované modelování dopadů změny klimatu. V regionu Hesensko je kladen důraz na modelování zásobování vodou, protože změna klimatu zvyšuje riziko sucha pro druhy stromů v mnoha oblastech, čímž omezuje jejich vhodnost. To je způsobeno nejen změnou srážkových vzorců, ale také zvýšením odpařování v souvislosti s rostoucími teplotami. Zejména v teplých letních měsících to v budoucnu povede k rostoucímu nedostatku vody na mnoha místech. Projekce jsou obzvláště závažné, vezmeme-li v úvahu scénář emisí IPCC (2014) RCP 8,5.

Jednou z výzev je najít ukazatel stresu ze sucha. Měl by být vypočítán pro všechny lesní lokality v Hesensku a měl by být vhodný pro posouzení rizika druhů stromů, aby bylo možné vypracovat doporučení s použitím prahových hodnot.

Škody způsobené v posledních letech bouřemi, suchem a napadením kůrovcem svědčí o naléhavosti přizpůsobeného obhospodařování lesů. Zejména v rozsáhlých oblastech škod musí být rozhodnutí o opětovném zalesňování učiněna rychle. Tato rozhodnutí musí zohlednit očekávané změny klimatu, a tím minimalizovat rizika budoucích škod a vést k dlouhodobému zachování životně důležitých a stabilních lesů.

Integrovaný plán ochrany klimatu 2025, Hesensko, provádí plán německé spolkové vlády na ochranu klimatu na státní úrovni. Skládá se z rozsáhlého balíčku opatření pro zmírňování změny klimatu a přizpůsobování se této změně.

Podle hesenského zákona o lesích mohou vlastníci lesů svobodně rozhodnout, které druhy stromů si zvolí. Jsou však povinny znovu zalesnit plochy do šesti let (§ 7 HWaldG).

Stát Hesensko podporuje vlastníky lesů při nápravě škod na lesích způsobených extrémními povětrnostními podmínkami. Doporučení NW-FVA jsou závazně začleněna do státních předpisů, kterými se zavádí program dotací na lesy („Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen“, 30. dubna 2018, a „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1. dubna 2021).“

Doporučení pro druhové složení stromů přizpůsobené změně klimatu v Hesensku, která byla vypracována v rámci projektu IKSP-Hessen, mají tyto cíle:

1.   Poskytnout specifické informace o nezmapovaných lesních oblastech v obecních a soukromých lesích Hesenska jako základ pro výběr druhů stromů vhodných pro danou lokalitu, neboť pouze 80 % lesů již bylo zmapováno. V této souvislosti je cílem projektu lépe prostorově reprezentovat rovnováhu vody a živin, zejména v širokém spektru lokalit zmapovaných jako „mezotrofní“.

2.   Vypracovat doporučení týkající se lesního hospodářství - s výhledem do roku 2100. K tomuto účelu jsou použity regionální klimatické scénáře ze základního souboru expertní skupiny ReKliEs-De na státní úrovni.

3.   Určit „typy lesního rozvoje“ sestávající z doporučené směsi druhů stromů, které se vzájemně doplňují ve svých růstových vzorcích, aby se minimalizovalo nebo snížilo riziko poškození v důsledku změny klimatu.

Konečným cílem je, aby výsledky byly zpřístupněny všem hesenským vlastníkům lesů, a to zavedením nového a uživatelsky přívětivého informačního systému použitelného vlastníky lesů bez hlubokých technických znalostí.

Projekt zahrnoval tři hlavní činnosti: i) mapování specifických vlastností lokality za současných a budoucích podmínek, ii) vypracování doporučení („doporučené typy rozvoje lesů“) a iii) předávání znalostí s cílem podpořit přijetí doporučení vlastníky lesů (internetová služba pro druhy stromů přizpůsobené změně klimatu), jak je podrobně uvedeno níže.

1. Mapování specifických vlastností lokality

Pochopení specifických vlastností lokality, jako je dostupné zásobování vodou a živinami, je nezbytné pro výběr vhodných druhů stromů pro jakoukoli lesní lokalitu. Mapy půdních lokalit byly k dispozici na začátku projektu pro většinu lesních oblastí v Hesensku. Za účelem odstranění 20 % nezdokumentované lesní plochy a zlepšení výsledků mapování byly v NW-FVA vyvinuty počítačové modely pro odvození trofického stavu, klimatické vodní bilance (rozdíl mezi srážkami a potenciální evapotranspirací) a využitelné polní kapacity (voda dostupná pro rostliny po doplnění v zimních měsících) pro všechny lesní lokality. Pro výpočet plošného odhadu využitelné polní kapacity bylo připraveno celkem 4 179 půdních profilů. Kromě toho byla k odhadu trofických úrovní použita půdní mapa hesenského Státního úřadu zeměměřičského (Heitkampet al., 2020). Klíčovým prvkem bylo posouzení budoucího zásobování vodou na základě posouzení vodní bilance lokality během vegetačního období. Tento parametr se skládá z využitelné polní kapacity a klimatické vodní bilance. Použitá klimatická vodní bilance je založena na klimatických projekcích scénáře emisí RCP 8,5 (IPCC 2014) vypočítaných pomocí globálního modelu ECHAM 6 a statistického regionálního modelu STARS II jako střední hodnoty pro referenční období 2041–2070. Za účelem stanovení místní referenční hodnoty byla použita kombinovaná metoda vážení inverzní vzdálenosti a výškové regrese ke zmenšení na mřížku o rozměrech 50 x 50 m.

Nová mapa lokality NW-FVA tak obsahuje komplexní informace o trofických úrovních a budoucí vodní bilanci lokality pro celý les v Hesensku, což umožňuje větší váhu klimatických hledisek při výběru druhů stromů.

2. Vývoj doporučených typů lesního rozvoje

Druhy stromů jsou kategorizovány podle svých požadavků na vodu a živiny pomocí prahových hodnot indexu stresu sucha. Druhy stromů, které se vzájemně doplňují, pokud jde o jejich ekologické požadavky a růstové chování, jsou přizpůsobeny tak, aby vytvářely smíšené typy porostů nebo typy rozvoje lesů.

V závislosti na splnění ekologických požadavků lokality lze úlohu druhu stromu ve smíšených lesích klasifikovat jako vedoucí, smíšenou, doprovázející nebo vyloučenou z pěstování. Kromě vodní bilance lokality a trofických kritérií obsahují doporučení také některá lesnická a ekonomická prostředí (např. vyloučení borovice a břízy na místech bohatých na vodu a živiny). U hydromorfních lokalit, tj. půd ovlivněných podzemními a stojatými vodami, není rozdělení druhů stromů pomocí vodní bilance lokality vhodné, neboť využitelná polní kapacita zde nemá smysl. Místo toho jsou kategorizovány podle předchozího systému podle terénního vodního režimu a trofické úrovně.

Hlavními argumenty ve prospěch smíšených lesů jsou jejich větší stabilita a obecně vyšší odolnost při kompenzaci škodlivých činitelů.  Typy lesního rozvoje se používají v lesním plánování. Jsou popsány modely požadované struktury lesa, které např. kategorizují jejich nástupnickou pozici a specifikují rozvojové cíle s ohledem na jejich ochrannou a rekreační funkci. Cíle výroby dřeva jsou zahrnuty ve formě cílových průměrů a výrobních období. Procentní podíly druhů stromů jsou definovány jak pro rozvojové, tak pro regenerační cíle. Informace o plánování specifické pro danou lokalitu lze odvodit pro každý druh stromu doporučený v typu rozvoje lesa.

Katalog typů lesního rozvoje pro obecní a soukromé lesy obsahuje 34 typů lesního rozvoje.  Využívají je již mnozí vlastníci lesů. Počet návštěv internetového portálu v srpnu 2024 přesahuje 296 000 (počet kliknutí) a roste. Vzhledem k riziku nesprávného výkladu ze strany neodborných uživatelů NW-FVA obecně doporučuje konzultace se specializovaným lesnickým personálem.

3. Webová služba pro druhy stromů přizpůsobené změně klimatu

Systém na podporu rozhodování o výběru druhů stromů přizpůsobených změně klimatu byl začleněn do provozního GIS HessenForst a zpřístupněn vlastníkům lesů jako volně přístupný internetový portál (https://www.nw-fva.de/baem/). Kromě toho lze REST-Web-Service, na které je založena celá služba, a WMS (webová mapová služba) snadno integrovat do jiných softwarových produktů. Webové stránky NW-FVA také obsahují rychlého průvodce používáním služby. Katalog typů rozvoje lesů, další podkladové informace a klasifikační tabulky jsou k dispozici ke stažení.

Ve webové aplikaci se kliknutím na mapu otevře tabulka s informacemi o poloze, charakteristikách lesní lokality a doporučených typech lesního rozvoje na každém lesním místě v celém Hesensku.

Pro doplnění webového portálu byla vyvinuta aplikace pro operační systémy Android a iOS (Apple) pro mobilní zařízení. Výhodou aplikace je, že pomocí GPS určuje polohu lesa. Umožňuje okamžité získání informací, aby bylo možné posouzení stávající situace v oblasti lesnictví přímo propojit s lokalitou lesa. Pokud není k dispozici přístup k internetu, vybrané umístění se uloží a může být později otevřeno pro načtení souvisejících informací. Umístění je obzvláště užitečné, pokud neexistuje rozdělení lesů nebo mapový základ nebo pokud je obtížné stanovit hranice, například v malých soukromých lesích.

V neposlední řadě slouží katalog typů rozvoje lesů jako základ pro dotace od správních orgánů. Stát Hesensko financuje zalesňování otevřených ploch, které byly postiženy extrémním suchem mezi rokem 2018 a dneškem. Výběr typu rozvoje lesa doporučeného na určitém místě je pro vlastníky lesů povinný a je předpokladem pro získání dotací na výsadbu a údržbu.

Partnery projektu byli vlastníci lesů a poradci: HessenForst, odpovědný za státní lesy a části obecních a soukromých lesů, a Sdružení hesenských vlastníků lesů, odpovědné za všechny ostatní části obecních a soukromých lesů. Oba poskytovali poradenství a údaje v průběhu celého projektu a podíleli se na procesech předávání znalostí.

Byl proveden průzkum mezi vlastníky a poradci lesů s cílem vypracovat strategie na podporu informovanosti a využívání nástrojů na podporu rozhodování v obecních a soukromých lesích. Od prvních kroků projektu upřednostňovalo zapojení zúčastněných stran přijetí a přijetí doporučení od vlastníků lesů. Z tohoto důvodu jsou další podrobnosti o zapojení zúčastněných stran uvedeny v oddíle „Úspěch a omezující faktory“.

Faktory úspěchu:

Aby bylo možné výsledky co nejrychleji a nejúčinněji uvést do praxe, probíhal proces předávání znalostí na několika úrovních, což představovalo klíčový faktor úspěchu projektu.

Zaprvé složení účastníků projektu, které zahrnovalo HessenForst a Sdružení hesenských vlastníků lesů, znamenalo, že do vývoje a interpretace výsledků projektu byli od zahájení projektu zapojeni zkušení odborníci z praxe. Tím bylo zajištěno uznání poskytnutých doporučení a aktivní začlenění do lesního plánování od samého počátku. První validace proto proběhla během probíhajícího procesu předtím, než byly výsledky prezentovány a zpřístupněny široké veřejnosti. Tento přístup výrazně zvýšil přijetí doporučení týkajících se rozvinutých druhů stromů.

Druhá úroveň předávání znalostí spočívá ve snadno srozumitelné dokumentaci a zveřejňování výsledků ve formě, která transparentně podporuje vlastníky lesů a lesníky při jejich rozhodování. Válka v rámci digitálního systému na podporu rozhodování (DSS) je proto navržena jako vhodný nástroj. To je veřejně přístupné prostřednictvím internetového portálu NW-FVA, kde mohou vlastníci lesů snadno identifikovat své porosty a získat přístup k doporučením týkajícím se druhů stromů vypracovaným v rámci projektu nebo je stáhnout. Byla také vyvinuta mobilní verze pro mobilní telefony Android a iOS. Tyto aplikace jsou nejjednodušší způsob, jak lokalizovat stránky pomocí funkce GPS mobilního zařízení.

Jako třetí fáze předávání znalostí byly ve všech lesnických úřadech v úzké spolupráci se společností HessenForst uspořádány aktivní kurzy odborné přípravy. Přednášky byly rovněž přednášeny na akcích pořádaných Sdružením hesenských vlastníků lesů. Bezplatné vzdělávací kurzy jsou také nabízeny vlastníkům lesů v jejich vlastních lesích. Kurzy a webový portál byly inzerovány prostřednictvím letáků a reklam ve specializovaných časopisech. Kromě toho začalo vytváření uživatelských příruček pro video. Ty jsou rovněž k dispozici na internetových stránkách NW-FVA.

Překvapivě několik dalších odvětví, jako jsou úřady pro plánování životního prostředí, orgány ochrany přírody a subjekty odpovědné za těžbu pitné vody a přehrady nebo výstavbu silnic, vyjádřilo zájem o používání doporučení týkajících se druhů stromů a začlenění služby do svých portálů GIS. To dokládá úspěch iniciativy NW-FVA.

Podobný přístup, založený na stejném pojetí typů rozvoje lesů, byl zaveden ve státě Severní Porýní-Vestfálsko (Německo) v rámci projektu SUPERB (viz případová studie Velká řešení obnovy lesů v Severním Porýní-Vestfálsku),což naznačuje replikační potenciál projektu.

Omezující faktory:

Ačkoli je poradenství velmi potřebné a doporučení byla závazně začleněna do státních dotací na projekty opětovného zalesňování, doporučení týkající se druhů stromů zatím nejsou stanovena jako nový standard.

Výzva k poskytnutí zpětné vazby a vzdělávací program byly uvítány, ale ne v očekávané míře. Hluboké znalosti v komplexní oblasti výběru druhů stromů v měnícím se klimatu jsou považovány za nezbytné, aby se zabránilo chybným interpretacím. Cílová skupina osob s rozhodovací pravomocí v lese je navíc velmi různorodá a vyžaduje velké úsilí v oblasti komunikace. K překonání těchto omezení bude v dlouhodobém horizontu zachován vzdělávací program. Upřednostňuje se školení na místě, ale také instruktážní videa. To bude zváženo s cílem zlepšit přijímání doporučení.

Celkové náklady projektu činily 5 655 000 EUR a zahrnovaly především osobní náklady.  Používání nástrojů vyvinutých v rámci projektu je zdarma pro všechny uživatele. Náklady na obnovu lesů se liší v závislosti na podmínkách lokality a na rozsahu plochy, která má být obnovena. Příkladem může být případová studie „Rozsáhlářešení obnovy lesů pro odolnost vůči mnoha klimatickým stresorům v Severním Porýní-Vestfálsku, Německo“

Lesnické plánování využívající typy rozvoje lesů, které doporučují smíšené lesy, zajistí větší stabilitu a obecně vyšší odolnost vůči narušením. Tím se zajistí nejen environmentální a hospodářské přínosy, ale také zachování dalších ekosystémových služeb lesa. Ačkoli to není konkrétně kvantifikováno, bude to také podporovat regulaci klimatu, regulaci a zásobování vodou, regulaci eroze, poskytování stanovišť a rekreaci.

Projekt byl zahájen v roce 2018 a potrvá do roku 2025. Webový portál byl poprvé zpřístupněn v říjnu 2020. Po intenzivním dalším vývoji byla v květnu 2023 provedena komplexní aktualizace.

Výběr a plánování konkrétních opatření pro obnovu nebo výsadbu může trvat až jeden rok. Trvalé obhospodařování lesních porostů je důležité pro zachování přizpůsobeného smíšeného lesa, který může poskytovat všechny ekosystémové služby. Pro každý typ rozvoje lesů existují odpovídající doporučení týkající se obhospodařování, rozlišená podle fáze před těžbou dřeva, fáze houštiny, fáze kvalifikace a fáze dimenzování, jakož i fáze zralosti a regenerace.

Nástroj na podporu rozhodování je navržen tak, aby byl trvalý, a je průběžně aktualizován.

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): Ubytování Waldentwicklungsziele (WEZ) für den hessischen Kommunal- und Privatwald. Empfehlungen der NW-FVA in Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. V Göttingenu. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, stánek 26. května 2023)

Spellmann H., Döbbeler H., Hamkens H., Hansen J., Sutmöller J., Bialozyt R., Nagel R.-V. (2021): Ubytování v okolí destinace Entscheidungshilfen zur klimaangepassten Baumartenwahl. Německo Waldbesitzer (1): 8-10.

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020): Odvození režimů živin v lesní půdě integrací chemie půdy s fuzzy-logikou: Celoregionální aplikace pro zúčastněné strany v německém Hesensku. Geoderma Regionální 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 an hessische Waldbesitzer“, 76 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, stánek 26. května 2023)