Hoe kies je klimaat aangepaste boomsoorten: Beslissingsondersteuning voor boseigenaren in Hessen, Duitsland

Klimaatverandering brengt veel onzekerheden met zich mee voor bosbeheerders. De prognoses voorspellen dat de klimaatverandering wijdverbreid, snel en intensiverend zal zijn. Daarom moeten klimaatscenario's altijd opnieuw worden bekeken op basis van aanbevelingen voor boomsoorten en veranderingen die in de bosbouwbesluitvorming zijn opgenomen.

Regionale klimaatveranderingsprognoses zijn niet zo duidelijk, vooral als het gaat om de seizoensverdeling van neerslag. Bovendien hebben niet alleen bodemkenmerken, maar terreinomstandigheden zoals helling of blootstelling een sterke impact op de watervoorziening op een specifieke locatie. Dit maakt ruimtelijk gedifferentieerde modellering van klimaatveranderingseffecten noodzakelijk. In de regio Hessen ligt de nadruk op het modelleren van de watervoorziening, omdat klimaatverandering het risico op droogtestress voor boomsoorten in veel gebieden verhoogt, waardoor hun geschiktheid wordt beperkt. Dit is niet alleen te wijten aan veranderingen in neerslagpatronen, maar ook aan de toename van verdamping, gerelateerd aan stijgende temperaturen. Vooral tijdens de warme zomermaanden zal dit in de toekomst op veel locaties resulteren in een toenemend watertekort. De prognoses zijn bijzonder ernstig als het IPCC (2014) RCP 8.5-emissiescenario in aanmerking wordt genomen.

Een van de uitdagingen is het vinden van een indicator voor droogtestress. Het moet worden berekend voor alle bosgebieden in Hessen en moet geschikt zijn om het risico van boomsoorten te beoordelen, zodat aanbevelingen kunnen worden gedaan aan de hand van drempelwaarden.

De schade van de afgelopen jaren als gevolg van stormen, droogte en schorskeversplagen illustreert de urgentie van aangepast bosbeheer. Vooral in grote schadegebieden moeten snel beslissingen worden genomen over herbebossing. Bij die beslissingen moet rekening worden gehouden met de verwachte klimaatveranderingen, waardoor de risico’s op toekomstige schade tot een minimum worden beperkt en vitale, stabiele bossen op lange termijn in stand worden gehouden.

Methet geïntegreerde klimaatbeschermingsplan 2025, Staat Hessen, wordt het klimaatbeschermingsplan van de Duitse federale regering op staatsniveau uitgevoerd. Het bestaat uit een breed pakket maatregelen voor mitigatie van en aanpassing aan de klimaatverandering.

Volgens de Hessian Forest Act zijn boseigenaren vrij om te beslissen welke boomsoorten zij kiezen. Zij zijn echter verplicht om binnen zes jaar gebieden te herbebossen (§7 HWaldG).

De deelstaat Hessen ondersteunt boseigenaren bij het herstellen van schade aan het bos als gevolg van extreme weersomstandigheden. De aanbevelingen van de NW-FVA zijn bindend opgenomen in de overheidsverordeningen tot vaststelling van een bossubsidieprogramma (“Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen”, 30 april 2018, en “Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1 april 2021)”.

De aanbevelingen voor klimaataangepaste boomsoortensamenstellingen in Hessen, ontwikkeld in het kader van het IKSP-Hessen project, hebben de volgende doelstellingen:

1.   Het verstrekken van locatiespecifieke informatie voor niet in kaart gebrachte bosgebieden in de gemeentelijke en particuliere bossen van Hessen als basis voor de selectie van boomsoorten die geschikt zijn voor de locatie, aangezien slechts 80 % van de bossen al in kaart is gebracht. In dit verband heeft het project tot doel de balans tussen water en nutriënten in de ruimte beter weer te geven, met name in het brede spectrum van gebieden die als “mesotroof” in kaart zijn gebracht.

2.   Om bosbouw aanbevelingen vooruit te ontwikkelen - kijkend naar het jaar 2100. Hiervoor worden de regionale klimaatscenario's van het kernensemble van de expertgroep ReKliEs-De state-level gebruikt.

3.   Het identificeren van “bosontwikkelingstypen”, bestaande uit een aanbevolen mix van boomsoorten die elkaar aanvullen in hun groeipatronen, om het risico op schade als gevolg van klimaatverandering tot een minimum te beperken of te verminderen.

Het uiteindelijke doel is dat de resultaten beschikbaar worden gesteld aan alle Hessische boseigenaren, waarbij een nieuw en gebruiksvriendelijk informatiesysteem wordt geïmplementeerd dat kan worden gebruikt door boseigenaren zonder diepgaande technische kennis.

Het project omvatte drie hoofdactiviteiten: i) het in kaart brengen van locatiespecifieke kenmerken onder huidige en toekomstige omstandigheden, ii) het ontwikkelen van aanbevelingen (“aanbevolen bosontwikkelingstypen”) en iii) kennisoverdracht om de toepassing van aanbevelingen door boseigenaren te bevorderen (webdienst voor klimaataangepaste boomsoorten), zoals hieronder nader wordt beschreven.

1. Specifieke kenmerken van de locatie in kaart brengen

Inzicht in locatiespecifieke kenmerken, zoals beschikbare water- en nutriëntenvoorziening, is essentieel voor het kiezen van geschikte boomsoorten voor elk bosgebied. Aan het begin van het project waren bodemkaarten beschikbaar voor de meeste bosgebieden in Hessen. Om de kloof van 20 % ongedocumenteerd bosgebied te dichten en de karteringsresultaten te verbeteren, werden in de NW-FVA computermodellen ontwikkeld om de trofische toestand, de klimatologische waterbalans (verschil tussen neerslag en potentiële evapotranspiratie) en de bruikbare veldcapaciteit (water beschikbaar voor planten na aanvulling in de wintermaanden) voor alle boslocaties af te leiden. Voor de berekening van de oppervlaktegebaseerde schatting van de bruikbare veldcapaciteit zijn in totaal 4.179 bodemprofielen opgesteld. Daarnaast is de bodemkaart van het Hessian State Surveying Office gebruikt om de trofische niveaus te schatten (Heitkamp et al., 2020). Het kernelement was de beoordeling van de toekomstige watervoorziening door de waterbalans van de locatie tijdens de vegetatieperiode te beoordelen. Deze parameter bestaat uit de bruikbare veldcapaciteit en de klimaatwaterbalans. De gebruikte klimaatwaterbalans is gebaseerd op klimaatprognoses van het RCP 8.5-emissiescenario (IPCC 2014), berekend met het globale model ECHAM 6 en het statistische regionale model STARS II als gemiddelde waarde voor de referentieperiode 2041-2070. Om de lokale referentie vast te stellen, werd een gecombineerde methode van omgekeerde afstandsweging en hoogteregressie gebruikt om af te schalen tot een raster van 50 x 50 m.

De nieuwe NW-FVA-locatiekaart bevat dus uitgebreide informatie over de trofische niveaus en de toekomstige waterbalans van de locatie voor het hele bos in Hessen, waardoor bij de selectie van boomsoorten meer rekening kan worden gehouden met klimaatoverwegingen.

2. Ontwikkeling van aanbevolen bosontwikkelingstypen

Boomsoorten worden gecategoriseerd op basis van hun water- en voedingsbehoeften aan de hand van drempelwaarden van de droogtestressindex. Boomsoorten die elkaar qua ecologische eisen en groeigedrag aanvullen, worden op elkaar afgestemd om gemengde opstanden of bosontwikkelingstypen te vormen.

Afhankelijk van de mate waarin aan de ecologische vereisten voor het gebied is voldaan, kan de rol van een boomsoort in gemengde bossen worden geclassificeerd als leidend, gemengd, begeleidend of uitgesloten van de teelt. Naast de waterbalans van de locatie en trofische criteria bevatten de aanbevelingen ook een aantal bosbouwkundige en economische omgevingen (bv. uitsluiting van dennen en berken op water- en voedingsrijke locaties). Voor hydromorfe locaties, d.w.z. bodems die worden beïnvloed door grondwater en backwater, is de toewijzing van boomsoorten aan de hand van de waterbalans van de locatie niet geschikt, aangezien de bruikbare veldcapaciteit hier niet zinvol is. In plaats daarvan worden ze gecategoriseerd door het vorige systeem op basis van het terreinwaterregime en het trofische niveau.

De belangrijkste argumenten voor gemengde bossen zijn hun grotere stabiliteit en hun over het algemeen grotere veerkracht bij het compenseren van verstoringen.  Bosontwikkelingstypen worden gebruikt in de bosbouwplanning. Ze worden beschreven door modellen van de gewenste bosstructuur die bijvoorbeeld hun opeenvolgende positie categoriseren en ontwikkelingsdoelen specificeren met betrekking tot hun beschermende en recreatieve functie. Houtproductiedoelstellingen worden opgenomen in de vorm van streefdiameters en productieperioden. Percentages van boomsoorten worden gedefinieerd voor zowel ontwikkelings- als regeneratiedoelstellingen. Voor elke boomsoort die in een bosontwikkelingstype wordt aanbevolen, kan locatiespecifieke planningsinformatie worden afgeleid.

De catalogus van bosontwikkelingstypen voor gemeentelijke en particuliere bossen omvat 34 bosontwikkelingstypen.  Ze worden al door veel boseigenaren gebruikt. Het aantal bezoeken aan het webportaal in augustus 2024 is meer dan 296.000 (aantal klikken) en neemt toe. Vanwege het risico van verkeerde interpretatie door niet-deskundige gebruikers adviseert de NW-FVA over het algemeen om gespecialiseerd bosbouwpersoneel te raadplegen.

3. Webservice voor klimaataangepaste boomsoorten

Het beslissingsondersteunende systeem voor de selectie van aan het klimaat aangepaste boomsoorten werd geïntegreerd in het operationele GIS van HessenForsten ter beschikking gesteld van boseigenaren als een vrij toegankelijk webportaal (https://www.nw-fva.de/baem/). Daarnaast kunnen de REST-Web-Service waarop de gehele service is gebaseerd en het WMS (web map service) eenvoudig worden geïntegreerd in andere softwareproducten. De website van NW-FVA bevat ook een korte handleiding voor het gebruik van de service. De catalogus van bosontwikkelingstypen, nadere achtergrondinformatie en de classificatietabellen kunnen worden gedownload.

In de webapplicatie opent een klik op de kaart een tabel met informatie over de positie, kenmerken van de bossite en aanbevolen bosontwikkelingstypen op elke boslocatie in Hessen.

Als aanvulling op het webportaal is een app ontwikkeld voor de besturingssystemen Android en iOS (Apple) voor mobiele apparaten. Het voordeel van de app is dat deze via GPS de positie van een boslocatie bepaalt. Hierdoor kan informatie onmiddellijk worden opgevraagd, zodat een beoordeling van de bestaande bosbouwsituatie rechtstreeks aan het bosgebied kan worden gekoppeld. Als er geen internettoegang beschikbaar is, wordt de geselecteerde locatie opgeslagen en kan deze later worden geopend om de bijbehorende informatie op te halen. Positionering is vooral nuttig als er geen bosverdeling of kaartbasis is of als het moeilijk is om grenzen te trekken, bijvoorbeeld in kleine particuliere bossen.

Ten slotte dient de catalogus van bosontwikkelingstypen als basis voor subsidies van de bestuursorganen. De deelstaat Hessen financiert de herbebossing van open ruimtes die zijn getroffen door de extreme droogte tussen 2018 en vandaag. De selectie van een type bosontwikkeling dat op een specifieke locatie wordt aanbevolen, is verplicht voor boseigenaren en een voorwaarde voor het ontvangen van subsidies voor aanplant en onderhoud.

De projectpartners waren de boseigenaren en adviseurs: HessenForst, verantwoordelijk voor het staatsbos en delen van gemeentelijke en particuliere bossen, en de vereniging van boseigenaren van Hessian, verantwoordelijk voor alle andere delen van gemeentelijke en particuliere bossen. Beiden hebben gedurende het hele project advies en gegevens verstrekt en waren betrokken bij de kennisoverdrachtsprocessen.

Er is een enquête gehouden onder boseigenaren en -adviseurs om strategieën te ontwikkelen om het bewustzijn en het gebruik van de besluitvormingsondersteunende instrumenten voor gemeentelijke en particuliere bossen te bevorderen. Sinds de eerste stappen van het project heeft de betrokkenheid van belanghebbenden de acceptatie en acceptatie van aanbevelingen van boseigenaren bevorderd. Daarom worden meer details over de betrokkenheid van belanghebbenden gerapporteerd in het deel “Succesvolle en beperkende factoren”.

Succesfactoren:

Om de resultaten zo snel en efficiënt mogelijk in de praktijk te brengen, vond het kennisoverdrachtsproces op verschillende niveaus plaats en dit vormde een belangrijke succesfactor van het project.

Ten eerste betekende de samenstelling van de projectdeelnemers, waarbij het HessenForst en de vereniging van boseigenaren van Hessian betrokken waren, dat ervaren beroepsbeoefenaars betrokken waren bij de ontwikkeling en interpretatie van de resultaten vanaf de start van het project. Dit zorgde voor erkenning van de verstrekte aanbevelingen en actieve integratie in de bosplanning vanaf het begin. Daarom vond de eerste validatie plaats tijdens het lopende proces voordat de resultaten werden gepresenteerd en ter beschikking van het grote publiek werden gesteld. Deze aanpak heeft de acceptatie van de ontwikkelde aanbevelingen voor boomsoorten aanzienlijk vergroot.

Een tweede niveau van kennisoverdracht ligt in eenvoudig te begrijpen documentatie en het openbaar maken van de resultaten in een vorm die boseigenaren en bosbouwers op transparante wijze ondersteunt bij hun beslissingen. Een digitaal beslissingsondersteunend systeem (DSS) oorlog is daarom ontworpen als een geschikt hulpmiddel. Dit is openbaar toegankelijk via een NW-FVA-webportaal, waar boseigenaren hun opstanden gemakkelijk kunnen identificeren en de in het project ontwikkelde aanbevelingen voor boomsoorten kunnen openen/downloaden. Er is ook een mobiele versie voor Android- en iOS-mobiele telefoons ontwikkeld. Deze toepassingen zijn de gemakkelijkste manier om sites te lokaliseren met behulp van de GPS-functie van het mobiele apparaat.

Als derde fase van kennisoverdracht werden in alle bosbouwkantoren in nauwe samenwerking met HessenForst actieve opleidingen georganiseerd. Er werden ook lezingen gegeven op door de vereniging van boseigenaren van Hessen georganiseerde evenementen. Er worden ook gratis cursussen aangeboden aan boseigenaren in hun eigen bossen. De cursussen en het webportaal werden geadverteerd via flyers en advertenties in gespecialiseerde tijdschriften. Daarnaast is begonnen met het maken van handleidingen voor videogebruikers. Deze zijn ook beschikbaar op de NW-FVA website.

Verrassend genoeg hebben verschillende andere sectoren, zoals bureaus voor milieuplanning, natuurbeschermingsautoriteiten en entiteiten die verantwoordelijk zijn voor drinkwaterwinning en dammen of wegenbouw, belangstelling getoond voor het gebruik van aanbevelingen voor boomsoorten en voor de integratie van de dienst in hun GIS-portalen. Dit bewijst het succes van het initiatief van NW-FVA.

Een soortgelijke aanpak, gebaseerd op hetzelfde concept van bosontwikkelingstypen, werd in de deelstaat Noordrijn-Westfalen (Duitsland) toegepast in het kader van het SUPERB-project (zie de casestudy “Grote boshersteloplossingen in Noordrijn-Westfalen”),waaruit het replicatiepotentieel van het project blijkt.

Beperkende factoren:

Hoewel er veel behoefte is aan advies en de aanbevelingen bindend werden geïntegreerd in de overheidssubsidies voor herbebossingsprojecten, zijn de aanbevelingen voor boomsoorten nog niet vastgesteld als een nieuwe norm.

De uitnodiging om feedback te geven en het opleidingsprogramma werden toegejuicht, maar niet in de mate die werd gehoopt. Diepgaande kennis op het complexe gebied van de selectie van boomsoorten in een veranderend klimaat wordt noodzakelijk geacht om verkeerde interpretaties te voorkomen. Bovendien is de doelgroep van besluitvormers in het bos zeer heterogeen, wat hoge communicatie-inspanningen vereist. Om deze beperkingen te overwinnen, zal op de lange termijn een opleidingsprogramma worden gehandhaafd. Training op locatie heeft de voorkeur, maar instructievideo's zijn ook gewenst. Dit zal worden overwogen om de toepassing van de aanbevelingen te verbeteren.

De totale kosten van het project bedroegen 5.655.000 EUR en omvatten voornamelijk personeelskosten.  Het gebruik van de in het project ontwikkelde tools is gratis voor alle gebruikers. De kosten voor het herstel van bossen zijn variabel afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse en de omvang van het te herstellen gebied. Een voorbeeld is te vinden in de casestudy “Grootschaligeoplossingen voor bosherstel om bestand te zijn tegen meerdere klimaatstressoren in Noordrijn-Westfalen, Duitsland”.

Silviculturele planning waarbij gebruik wordt gemaakt van bosontwikkelingstypen die gemengde bossen aanbevelen, zal zorgen voor meer stabiliteit en over het algemeen een grotere weerstand tegen verstoringen. Dit zal niet alleen zorgen voor milieu- en economische voordelen, maar ook voor het behoud van andere bosecosysteemdiensten. Hoewel niet specifiek gekwantificeerd, zal het ook klimaatregulering, waterregulering en -voorziening, erosiebestrijding, habitatvoorziening en recreatie ondersteunen.

Het project startte in 2018 en loopt tot 2025. Het webportaal werd in oktober 2020 voor het eerst beschikbaar gesteld. Na een intensieve verdere ontwikkeling werd in mei 2023 een uitgebreide actualisering uitgevoerd.

De selectie en planning van specifieke herstel- of aanplantmaatregelen kan tot één jaar in beslag nemen. Voortdurend beheer van de bosstanden is belangrijk om een aangepast gemengd bos in stand te houden dat alle ecosysteemdiensten kan leveren. Er zijn overeenkomstige beheersaanbevelingen voor elk type bosontwikkeling, gedifferentieerd naar pre-thicketfase, thicketfase, kwalificatiefase en dimensioneringsfase, evenals de rijpheids- en regeneratiefase.

De beslissingsondersteunende tool is ontworpen om permanent te zijn en wordt voortdurend bijgewerkt.

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 in Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. Göttingen. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, stand 26.05.2023)

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): Inferentie van nutriëntenregimes voor bosbodems door de bodemchemie te integreren met fuzzy-logic: Regiobrede toepassing voor belanghebbenden van Hessen, Duitsland. 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, stand 26.05.2023)