Kako odabrati vrste drveća prilagođene klimi: Potpora za donošenje odluka za vlasnike šuma u Hessenu, Njemačka

Klimatske promjene uzrokuju brojne nesigurnosti za upravitelje šuma. Predviđa se da će klimatske promjene biti raširene, brze i sve intenzivnije. Stoga se klimatski scenariji uvijek moraju preispitati s obzirom na preporuke za vrste drveća i promjene uključene u donošenje odluka u području šumarstva.

Regionalne projekcije klimatskih promjena nisu tako jasne, posebno kad je riječ o sezonskoj raspodjeli oborina. Nadalje, ne samo karakteristike tla, već i uvjeti terena kao što su nagib ili izloženost snažno utječu na opskrbu vodom na određenoj lokaciji. Zbog toga je potrebno prostorno diferencirano modeliranje učinaka klimatskih promjena. U regiji Hessen naglasak je na modeliranju opskrbe vodom jer klimatske promjene povećavaju rizik od stresa zbog suše za vrste drveća u mnogim područjima, čime se ograničava njihova prikladnost. To je posljedica ne samo promjena u obrascima oborina, već i povećanja isparavanja, povezanog s povećanjem temperatura. Pogotovo tijekom toplih ljetnih mjeseci, to će rezultirati povećanjem deficita vode na mnogim lokacijama u budućnosti. Predviđanja su posebno ozbiljna ako se uzme u obzir scenarij emisija prema IPCC-u (2014.) RCP-u 8.5.

Jedan je od izazova pronaći pokazatelj stresa uzrokovanog sušom. Trebalo bi ga izračunati za sva šumska područja u Hessenu i trebao bi biti prikladan za procjenu rizika od vrsta drveća kako bi se preporuke mogle izraditi s pomoću graničnih vrijednosti.

Šteta koju su posljednjih godina uzrokovale oluje, suše i najezde kornjaša pokazuje hitnost prilagođenog gospodarenja šumama. Posebno u velikim područjima štete, odluke o ponovnom pošumljavanju moraju se donijeti brzo. U tim se odlukama moraju uzeti u obzir očekivane klimatske promjene, čime se smanjuje rizik od budućih šteta i dovodi do dugoročnog očuvanja vitalnih, stabilnih šuma.

U integriranom planu za zaštitu klime za 2025.savezna država Hessen provodi plan njemačke savezne vlade za zaštitu klime na državnoj razini. Sastoji se od opsežnog paketa mjera za ublažavanje klimatskih promjena i prilagodbu tim promjenama.

U skladu sa Zakonom o hesijskim šumama vlasnici šuma mogu slobodno odlučiti koje vrste drveća odabrati. Međutim, dužni su ponovno pošumiti područja u roku od šest godina (stavak 7. HWaldG-a).

Država Hessen podupire vlasnike šuma u popravljanju štete na šumi uzrokovane ekstremnim vremenskim uvjetima. Preporuke NW-FVA-e obvezujuće su integrirane u državne propise kojima se uspostavlja program subvencija za šume („Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen”, 30. travnja 2018. i „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1. travnja 2021.)”.

Preporuke za klimatski prilagođene sastave vrsta drveća u Hessenu, razvijene u okviru projekta IKSP-Hessen, imaju sljedeće ciljeve:

1.   Pružiti informacije specifične za pojedina područja za neobuhvaćena šumska područja u općinskim i privatnim šumama Hessena kao osnovu za odabir vrsta drveća primjerenih toj lokaciji, s obzirom na to da je samo 80 % šuma već mapirano. U tom kontekstu cilj je projekta bolje prostorno prikazati ravnotežu vode i hranjivih tvari, posebno u širokom spektru područja označenih kao „mezotrofna”.

2.   Razviti preporuke za silvikulturu unaprijed - gledajući u 2100. godinu. U tu se svrhu upotrebljavaju regionalni klimatski scenariji iz glavnog sastava stručne skupine na državnoj razini ReKliEs-De.

3.   Utvrditi „vrste razvoja šuma” koje se sastoje od preporučene mješavine vrsta drveća koje se međusobno nadopunjuju u svojim obrascima rasta kako bi se rizik od štete uzrokovane klimatskim promjenama sveo na najmanju moguću mjeru ili smanjio.

Krajnji cilj je da rezultati budu dostupni svim vlasnicima šuma u Hessianu, implementirajući novi i user-friendly informacijski sustav koji vlasnici šuma mogu koristiti bez detaljnog tehničkog znanja.

Projekt je uključivao tri glavne aktivnosti: i. mapiranje značajki specifičnih za lokaciju u trenutačnim i budućim uvjetima, ii. izrada preporuka („preporučene vrste razvoja šuma”) i iii. prijenos znanja kako bi se potaknulo prihvaćanje preporuka od strane vlasnika šuma (internetska usluga za vrste drveća prilagođene klimatskim promjenama), kako je detaljno opisano u nastavku.

1. Kartiranje značajki specifičnih za lokaciju

Razumijevanje značajki specifičnih za lokaciju, kao što su dostupna opskrba vodom i hranjivim tvarima, ključno je za odabir prikladnih vrsta drveća za bilo koje šumsko područje. Karte lokacija tla bile su dostupne na početku projekta za većinu šumskih područja u Hessenu. Kako bi se premostio jaz od 20 % nedokumentiranog šumskog područja i poboljšali rezultati mapiranja, u NW-FVA-u su razvijeni računalni modeli za dobivanje trofičkog stanja, klimatske ravnoteže vode (razlika između oborina i potencijalne evapotranspiracije) i iskoristivog kapaciteta polja (voda dostupna za postrojenja nakon obnove u zimskim mjesecima) za sva šumska područja. Za izračun procjene iskoristivog kapaciteta polja na temelju površine pripremljeno je ukupno 4.179 profila tla. Osim toga, za procjenu trofičkih razina upotrijebljena je karta tla Hessian State Surveying Office (Heitkampi dr., 2020.). Osnovni element bila je procjena buduće opskrbe vodom procjenom ravnoteže vode na lokaciji tijekom vegetacijskog razdoblja. Ovaj parametar sastoji se od iskoristivog kapaciteta polja i klimatske ravnoteže vode. Korištena klimatska bilanca vode temelji se na klimatskim projekcijama iz scenarija emisija RCP 8.5 (IPCC 2014.), izračunanim s pomoću globalnog modela ECHAM 6 i statističkog regionalnog modela STARS II kao srednje vrijednosti za referentno razdoblje od 2041. do 2070. Kako bi se utvrdila lokalna referenca, kombinirana metoda ponderiranja inverzne udaljenosti i regresije visine korištena je za skaliranje na mrežu od 50 x 50 m.

Nova karta područja NW-FVA stoga sadržava sveobuhvatne informacije o trofičkim razinama i budućoj ravnoteži vode za cijelu šumu u Hessenu, čime se omogućuje veća važnost klimatskih pitanja pri odabiru vrsta drveća.

2. Razvoj preporučenih vrsta razvoja šuma

Vrste drveća kategoriziraju se prema potrebama za vodom i hranjivim tvarima primjenom graničnih vrijednosti indeksa stresa uzrokovanog sušom. Vrste stabala koje se međusobno nadopunjuju u pogledu svojih ekoloških zahtjeva i ponašanja u pogledu rasta podudaraju se s vrstama mješovitih sastojina ili vrstama razvoja šuma.

Ovisno o ispunjavanju ekoloških zahtjeva za to područje, uloga vrste drveća u mješovitim šumama može se klasificirati kao vodeća, miješana, prateća ili isključena iz uzgoja. Osim kriterija ravnoteže vode na lokaciji i trofičkih kriterija, preporuke sadržavaju i neke silvikulturne i gospodarske uvjete (npr. isključivanje bora i breze na lokacijama bogatima vodom i hranjivim tvarima). Za hidromorfna područja, tj. tla pod utjecajem podzemnih i podzemnih voda, raspodjela vrsta drveća na temelju bilance vode na lokaciji nije prikladna jer upotrebljivi kapacitet polja ovdje nije značajan. Umjesto toga, kategorizirani su prema prethodnom sustavu prema režimu vode terena i trofičkoj razini.

Glavni su argumenti u korist mješovitih šuma njihova veća stabilnost i općenito veća otpornost na poremećaje.  Vrste razvoja šuma koriste se u silvikulturnom planiranju. Opisani su modelima željene šumske strukture koji, primjerice, kategoriziraju svoj sukcesivni položaj i određuju razvojne ciljeve s obzirom na njihovu zaštitnu i rekreacijsku funkciju. Ciljevi proizvodnje drvne sirovine uključeni su u obliku ciljnih promjera i razdoblja proizvodnje. Postoci vrsta drveća definirani su i za ciljeve razvoja i za ciljeve regeneracije. Informacije o planiranju specifične za određeno područje mogu se dobiti za svaku vrstu drveća koja je preporučljiva za vrstu razvoja šume.

Katalog vrsta razvoja šuma za općinske i privatne šume obuhvaća 34 vrste razvoja šuma.  Već ih koriste brojni vlasnici šuma. Broj posjeta internetskom portalu u kolovozu 2024. veći je od 296 000 (broj klikova) i raste. Zbog rizika od pogrešnog tumačenja od strane nestručnih korisnika, NW-FVA općenito savjetuje savjetovanje sa specijaliziranim šumarskim osobljem.

3. Web-usluga za vrste drveća prilagođene klimatskim promjenama

Sustav potpore odlučivanju za odabir vrsta drveća prilagođenih klimatskim promjenama integriran je u operativni GIS društva HessenForsti stavljen na raspolaganje vlasnicima šuma kao slobodno dostupan internetski portal (https://www.nw-fva.de/baem/). Osim toga, usluga REST-Web na kojoj se temelji cijela usluga i WMS (usluga web karte) mogu se lako integrirati u druge softverske proizvode. Web stranica NW-FVA također sadrži brzi vodič za korištenje usluge. Katalog vrsta razvoja šuma, dodatne popratne informacije i klasifikacijske tablice dostupni su za preuzimanje.

U web aplikaciji klikom na kartu otvara se tablica s informacijama o položaju, karakteristikama šumskog lokaliteta i preporučenim vrstama razvoja šuma na svakoj lokaciji šume u Hessenu.

Kao dopuna internetskom portalu razvijena je aplikacija za operativne sustave Android i iOS (Apple) za mobilne uređaje. Prednost aplikacije je da određuje položaj šumske lokacije putem GPS-a. Omogućuje da se informacije odmah dohvate kako bi se procjena postojeće silvikulturne situacije mogla izravno povezati sa šumskim područjem. Ako nije dostupan pristup internetu, odabrana lokacija sprema se i kasnije se može otvoriti za dohvaćanje povezanih informacija. Položaj je posebno koristan ako ne postoji podjela šuma ili kartografska osnova ili ako je teško povući granice, primjerice u malim privatnim šumama.

Naposljetku, katalog vrsta razvoja šuma služi kao osnova za subvencije upravnih tijela. Hessen financira ponovno pošumljavanje otvorenih prostora koji su bili pogođeni ekstremnom sušom između 2018. i danas. Odabir vrste razvoja šume preporučene na određenoj lokaciji obvezan je za vlasnike šuma i preduvjet za primanje subvencija za sadnju i održavanje.

Projektni partneri bili su vlasnici šuma i savjetnici: HessenForst, odgovoran za državne šume i dijelove općinskih i privatnih šuma, i Hessian Forest Owners’ Association, odgovoran za sve ostale dijelove općinskih i privatnih šuma. Tijekom cijelog projekta pružali su savjete i podatke te su bili uključeni u postupke prijenosa znanja.

Provedeno je istraživanje među vlasnicima šuma i savjetnicima kako bi se razvile strategije za promicanje osviještenosti i upotrebe alata za potporu odlučivanju za općinske i privatne šume. Od ranih koraka projekta uključivanje dionika pogodovalo je prihvaćanju i prihvaćanju preporuka vlasnika šuma. Zbog toga se u odjeljku „Uspjesi i ograničavajući čimbenici” navodi više pojedinosti o sudjelovanju dionika.

Čimbenici uspjeha:

Kako bi se rezultati što brže i učinkovitije primijenili u praksi, postupak prijenosa znanja odvijao se na nekoliko razina i to je bio ključni čimbenik uspjeha projekta.

Prvo, sastav sudionika projekta, koji je uključivao HessenForst i Hessian Forest Owners’ Association, značio je da su iskusni praktikanti bili uključeni u razvoj i tumačenje rezultata od početka projekta. Time je osigurano priznavanje danih preporuka i aktivno uključivanje u planiranje šuma od samog početka. Stoga je prvo potvrđivanje provedeno tijekom postupka koji je u tijeku prije nego što su rezultati predstavljeni i stavljeni na raspolaganje široj javnosti. Tim se pristupom znatno povećalo prihvaćanje preporuka za razvijene vrste drveća.

Druga razina prijenosa znanja odnosi se na lako razumljivu dokumentaciju i objavljivanje rezultata u obliku koji transparentno podupire vlasnike šuma i šumare u njihovim odlukama. Stoga je digitalni sustav za potporu odlučivanju (DSS) osmišljen kao prikladan alat. To je javno dostupno putem internetskog portala NW-FVA, na kojem vlasnici šuma mogu lako identificirati svoje sastojine i pristupiti/preuzeti preporuke za vrste drveća izrađene u projektu. Također je razvijena mobilna verzija za Android i iOS mobilne telefone. Ove aplikacije su najlakši način za pronalaženje mjesta pomoću GPS funkcije mobilnog uređaja.

Kao treća faza prijenosa znanja organizirani su aktivni tečajevi osposobljavanja u bliskoj suradnji s tvrtkom HessenForst u svim šumarskim uredima. Predavanja su održana i na događanjima koja je organizirala Hessian Forest Owners’ Association. Vlasnicima šuma u njihovim šumama nude se i besplatni tečajevi osposobljavanja. Tečajevi i internetski portal oglašavani su putem letaka i oglasa u specijaliziranim časopisima. Osim toga, započelo je stvaranje korisničkih priručnika za videozapise. Oni su također dostupni na internetskoj stranici NW-FVA.

Iznenađujuće je da je nekoliko drugih sektora, kao što su uredi za planiranje okoliša, tijela za očuvanje prirode i subjekti odgovorni za vađenje pitke vode i brane ili izgradnju cesta, izrazilo interes za upotrebu preporuka za vrste drveća i integraciju usluge u svoje portale GIS-a. To pokazuje uspjeh inicijative koju je poduzelo društvo NW-FVA.

Sličan pristup, koji se temelji na istom konceptu vrsta razvoja šuma, primijenjen je u saveznoj državi Sjeverna Rajna-Vestfalija (Njemačka) u okviru projekta SUPERB (vidjeti studiju slučaja „Velika rješenja za obnovu šuma u NRW-u”),što upućuje na potencijal projekta za replikaciju.

Ograničavajući čimbenici:

Iako postoji velika potreba za savjetima i preporuke su obvezujuće integrirane u državne subvencije za projekte ponovnog pošumljavanja, preporuke za vrste drveća još nisu utvrđene kao novi standard.

Poziv na pružanje povratnih informacija i program osposobljavanja pozdravljeni su, ali ne u očekivanoj mjeri. Smatra se da je potrebno temeljito znanje o složenom području odabira vrsta drveća u kontekstu klimatskih promjena kako bi se izbjegla pogrešna tumačenja. Nadalje, ciljna skupina donositelja odluka u šumi vrlo je heterogena i zahtijeva velike napore u komunikaciji. Kako bi se prevladala ta ograničenja, dugoročno će se zadržati program osposobljavanja. Poželjan je trening na licu mjesta, ali poželjni su i videozapisi s uputama. To će se razmotriti kako bi se poboljšala primjena preporuka.

Ukupni trošak projekta iznosio je 5 655 000 EUR i uglavnom je uključivao troškove osoblja.  Korištenje alata razvijenih u projektu besplatno je za sve korisnike. Troškovi obnove šuma promjenjivi su ovisno o uvjetima na lokaciji i opsegu područja koje treba obnoviti. Primjer toga nalazi se u studiji slučaja „Rješenjaza opsežnu obnovu šuma za otpornost na višestruke klimatske stresore u Sjevernoj Rajni-Vestfaliji, Njemačka”.

Planiranje šuma korištenjem vrsta razvoja šuma koje preporučuju mješovite šume osigurat će veću stabilnost i općenito veću otpornost na nepogode. Time će se osigurati ne samo ekološke i gospodarske koristi, već i održavanje drugih usluga šumskih ekosustava. Iako nije posebno kvantificiran, njime će se poduprijeti i regulacija klime, regulacija vode i opskrba vodom, kontrola erozije, osiguravanje staništa i rekreacija.

Projekt je započeo 2018. godine i traje do 2025. godine. Internetski portal prvi je put dostupan u listopadu 2020. Nakon intenzivnog daljnjeg razvoja u svibnju 2023. provedeno je sveobuhvatno ažuriranje.

Odabir i planiranje posebnih mjera obnove ili sadnje može trajati do jedne godine. Kontinuirano upravljanje šumskim sastojinama važno je za održavanje prilagođene mješovite šume koja može pružati sve usluge ekosustava. Postoje odgovarajuće preporuke za gospodarenje za svaku vrstu razvoja šume, diferencirane prema fazi prije dekade, fazi debelog crijeva, fazi kvalifikacije i fazi dimenzioniranja, kao i fazi zrelosti i obnove.

Alat za potporu odlučivanju osmišljen je tako da bude trajan i redovito se ažurira.

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 u mjestu Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. Göttingen. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, štand 26. svibnja 2023.)

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

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020.): Zaključivanje režima hranjivih tvari u šumskom tlu integracijom kemije tla s fuzzy-logikom: Regionalna aplikacija za dionike iz Hessena, Njemačka. Geoderma Regional 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, štand 26.5.2023.)