Cum să alegeți specii de arbori adaptate la climă: Sprijin decizional pentru proprietarii de păduri din Hessa, Germania

Schimbările climatice creează multe incertitudini pentru administratorii de păduri. Proiecțiile anticipează că schimbările climatice vor fi larg răspândite, rapide și se vor intensifica. Prin urmare, scenariile climatice trebuie să fie întotdeauna reexaminate în ceea ce privește recomandările privind speciile de arbori și modificările încorporate în procesul decizional în domeniul forestier.

Previziunile regionale privind schimbările climatice nu sunt atât de clare, în special în ceea ce privește distribuția sezonieră a precipitațiilor. În plus, nu numai caracteristicile solului, ci și condițiile de teren, cum ar fi panta sau expunerea, au un impact puternic asupra alimentării cu apă într-un anumit sit. Acest lucru face necesară modelarea diferențiată din punct de vedere spațial a efectelor schimbărilor climatice. În regiunea Hesse, accentul se pune pe modelarea alimentării cu apă, deoarece schimbările climatice sporesc riscul de stres cauzat de secetă pentru speciile de arbori în multe zone, limitând astfel caracterul adecvat al acestora. Acest lucru se datorează nu numai schimbării modelelor de precipitații, ci și creșterii evaporării, legată de creșterea temperaturilor. În special în lunile calde de vară, acest lucru va duce la o creștere a deficitului de apă în multe locații în viitor. Proiecțiile sunt deosebit de grave dacă se ia în considerare scenariul privind emisiile al IPCC (2014) RCP 8.5.

Una dintre provocări este găsirea unui indicator pentru stresul provocat de secetă. Acesta ar trebui calculat pentru toate siturile forestiere din Hessa și ar trebui să fie adecvat pentru evaluarea riscului speciilor de arbori, astfel încât să se poată face recomandări utilizând valori-prag.

Daunele din ultimii ani cauzate de furtuni, secetă și infestări cu gândaci de scoarță ilustrează urgența unei gestionări adaptate a pădurilor. În special în zonele mari de daune, deciziile cu privire la reîmpădurire trebuie luate rapid. Aceste decizii trebuie să țină seama de schimbările climatice preconizate, reducând astfel la minimum riscurile de daune viitoare și conducând la conservarea pe termen lung a pădurilor vitale și stabile.

Planul integrat de protecție a climei pentru 2025, landul Hessa, pune în aplicare planul guvernului federal german de protecție a climei la nivel de stat. Acesta constă într-un pachet amplu de măsuri pentru atenuarea schimbărilor climatice și adaptarea la acestea.

În conformitate cu Legea pădurilor din Hessa, proprietarii de păduri sunt liberi să decidă ce specii de arbori să aleagă. Cu toate acestea, ele sunt obligate să reîmpădurească suprafețele în termen de șase ani (articolul 7 din HWaldG).

Statul Hesse sprijină proprietarii de păduri în repararea daunelor cauzate pădurii de condițiile meteorologice extreme. Recomandările NW-FVA sunt integrate în mod obligatoriu în reglementările de stat care instituie un program de subvenții pentru păduri („Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen”, 30 aprilie 2018, și „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1 aprilie 2021)”.

Recomandările privind compozițiile speciilor de arbori adaptate la schimbările climatice din Hessa, elaborate în cadrul proiectului IKSP-Hessen, au următoarele obiective:

1.   Furnizarea de informații specifice sitului pentru zonele forestiere necartografiate din pădurile municipale și private din Hesse ca bază pentru selectarea speciilor de arbori adecvate locației, întrucât doar 80 % din păduri au fost deja cartografiate. În acest context, proiectul urmărește să reprezinte mai bine din punct de vedere spațial echilibrul dintre apă și nutrienți, în special în spectrul larg de situri cartografiate ca fiind „mesotrofice”.

2.   Pentru a dezvolta recomandări silvicole înainte - în așteptarea anului 2100. Scenariile climatice regionale din cadrul ansamblului central al grupului de experți la nivel de stat ReKliEs-De sunt utilizate în acest scop.

3.   Identificarea „tipurilor de dezvoltare forestieră”, constând într-un amestec recomandat de specii de arbori care se completează reciproc în modelele lor de creștere, pentru a reduce la minimum sau a reduce riscul de daune cauzate de schimbările climatice.

Obiectivul final este ca rezultatele să fie puse la dispoziția tuturor proprietarilor de păduri din Hessa, prin punerea în aplicare a unui sistem de informații nou și ușor de utilizat, care să poată fi utilizat de proprietarii de păduri fără cunoștințe tehnice aprofundate.

Proiectul a inclus trei activități principale: (i) caracteristicile specifice sitului de cartografiere în condițiile actuale și viitoare, (ii) elaborarea de recomandări („tipuri recomandate de dezvoltare forestieră”) și (iii) transferul de cunoștințe pentru a favoriza adoptarea recomandărilor de către proprietarii de păduri (serviciul web pentru speciile de arbori adaptate la schimbările climatice), astfel cum se detaliază mai jos.

1. Cartografierea caracteristicilor specifice sitului

Înțelegerea caracteristicilor specifice sitului, cum ar fi resursele de apă și de nutrienți disponibile, este esențială pentru alegerea speciilor de arbori adecvate pentru orice sit forestier. La începutul proiectului, erau disponibile hărți ale siturilor solului pentru majoritatea zonelor forestiere din Hessa. Pentru a elimina decalajul de 20 % din suprafața forestieră nedocumentată și pentru a îmbunătăți rezultatele cartografierii, au fost elaborate modele computerizate la NW-FVA pentru a determina starea trofică, echilibrul climatic al apei (diferența dintre precipitații și evapotranspirația potențială) și capacitatea de teren utilizabilă (apa disponibilă pentru plante după realimentare în lunile de iarnă) pentru toate siturile forestiere. Pentru a calcula estimarea în funcție de suprafață a capacității de teren utilizabile, au fost pregătite în total 4 179 de profiluri de sol. În plus, pentru estimarea nivelurilor trofice a fost utilizată harta solului realizată de Oficiul de Stat pentru Supraveghere din Hessa (Heitkamp et al., 2020). Elementul central a fost evaluarea viitoarei aprovizionări cu apă prin evaluarea bilanțului hidric al sitului în perioada de vegetație. Acest parametru constă în capacitatea utilizabilă a câmpului și în echilibrul climatic al apei. Bilanțul climatic al apei utilizat se bazează pe proiecțiile climatice din scenariul de emisii RCP 8.5 (IPCC 2014), calculat cu modelul global ECHAM 6 și modelul statistic regional STARS II ca valoare medie pentru perioada de referință 2041-2070. Pentru a stabili referința locală, a fost utilizată o metodă combinată de ponderare inversă a distanței și de regresie a înălțimii pentru a reduce la o grilă de 50 x 50 m.

Noua hartă a sitului NW-FVA conține astfel informații cuprinzătoare privind nivelurile trofice și viitorul echilibru hidric al sitului pentru întreaga pădure din Hesse, permițând o pondere mai mare a considerentelor climatice în selectarea speciilor de arbori.

2. Dezvoltarea tipurilor recomandate de dezvoltare forestieră

Speciile de arbori sunt clasificate în funcție de cerințele lor în materie de apă și nutrienți, utilizând valorile-prag ale indicelui de stres al secetei. Speciile de arbori care se completează reciproc în ceea ce privește cerințele ecologice și comportamentul de creștere sunt adaptate pentru a forma tipuri de arboreturi mixte sau tipuri de dezvoltare forestieră.

În funcție de îndeplinirea cerințelor sale ecologice pentru sit, rolul unei specii de arbori în pădurile mixte poate fi clasificat ca fiind principal, mixt, însoțitor sau exclus de la cultivare. Pe lângă echilibrul hidric al sitului și criteriile trofice, recomandările conțin, de asemenea, unele elemente silvicole și economice (de exemplu, excluderea pinului și a mesteacănului din siturile bogate în apă și în nutrienți). Pentru siturile hidromorfe, și anume solurile influențate de apele subterane și de apele reziduale, alocarea speciilor de arbori utilizând bilanțul hidric al sitului nu este adecvată, deoarece capacitatea utilizabilă a câmpului nu este semnificativă în acest caz. În schimb, acestea sunt clasificate de sistemul anterior în funcție de regimul de apă al terenului și de nivelul trofic.

Principalele argumente în favoarea pădurilor mixte sunt stabilitatea lor mai mare și, în general, reziliența lor mai mare în ceea ce privește compensarea perturbărilor.  Tipurile de dezvoltare forestieră sunt utilizate în planificarea silviculturii. Acestea sunt descrise prin modele ale structurii forestiere dorite care, de exemplu, clasifică poziția lor succesivă și specifică obiectivele de dezvoltare în ceea ce privește funcția lor de protecție și de recreere. Obiectivele privind producția de lemn sunt incluse sub forma diametrelor-țintă și a perioadelor de producție. Procentele de specii de arbori sunt definite atât pentru obiectivele de dezvoltare, cât și pentru cele de regenerare. Informațiile de planificare specifice sitului pot fi obținute pentru fiecare specie de arbori recomandată într-un tip de dezvoltare forestieră.

Catalogul tipurilor de dezvoltare forestieră pentru pădurile municipale și private cuprinde 34 de tipuri de dezvoltare forestieră.  Acestea sunt deja utilizate de numeroși proprietari de păduri. Numărul de vizite pe portalul web în august 2024 este de peste 296 000 (numărul de clicuri) și este în creștere. Din cauza riscului de interpretare greșită de către utilizatorii nespecialiști, NW-FVA recomandă, în general, consultarea cu personalul forestier specializat.

3. Web-Service for climate-adapted tree species (Serviciul web pentru specii de arbori adaptate la schimbările climatice)

Sistemul de sprijin decizional pentru selectarea speciilor de arbori adaptate la schimbările climatice a fost integrat în GIS-ul operațional al HessenForstși pus la dispoziția proprietarilor de păduri ca portal web accesibil gratuit (https://www.nw-fva.de/baem/). În plus, REST-Web-Service pe care se bazează întregul serviciu și WMS (serviciul de hărți web) pot fi integrate cu ușurință în alte produse software. Site-ul web NW-FVA conține, de asemenea, un ghid rapid pentru utilizarea serviciului. Catalogul tipurilor de dezvoltare forestieră, informații generale suplimentare și tabelele de clasificare sunt disponibile pentru descărcare.

În aplicația web, un clic pe hartă deschide un tabel cu informații privind poziția, caracteristicile sitului forestier și tipurile recomandate de dezvoltare forestieră în fiecare locație forestieră din Hessa.

Pentru a completa portalul web, a fost dezvoltată o aplicație pentru sistemele de operare Android și iOS (Apple) pentru dispozitive mobile. Avantajul aplicației este că determină poziția unei locații forestiere prin GPS. Aceasta permite recuperarea imediată a informațiilor, astfel încât o evaluare a situației silvice existente să poată fi legată direct de situl forestier. Dacă nu există acces la internet, locația selectată este salvată și poate fi deschisă ulterior pentru a prelua informațiile asociate. Poziționarea este deosebit de utilă dacă nu există o diviziune forestieră sau o bază cartografică sau dacă este dificil să se stabilească limite, de exemplu în pădurile private mici.

În cele din urmă, catalogul tipurilor de dezvoltare forestieră servește drept bază pentru subvențiile din partea organismelor administrative. Statul Hessen finanțează reîmpădurirea spațiilor deschise care au fost afectate de seceta extremă din 2018 până în prezent. Selectarea unui tip de dezvoltare forestieră recomandat într-un anumit loc este obligatorie pentru proprietarii de păduri și o condiție prealabilă pentru primirea subvențiilor pentru plantare și întreținere.

Partenerii proiectului au fost proprietarii de păduri și consilierii: HessenForst, responsabilă pentru pădurea de stat și părți din pădurile municipale și private, și Asociația proprietarilor de păduri din Hessa, responsabilă pentru toate celelalte părți ale pădurilor municipale și private. Ambele au oferit consiliere și date pe tot parcursul proiectului și au fost implicate în procesele de transfer de cunoștințe.

A fost realizat un sondaj în rândul proprietarilor de păduri și al consilierilor pentru a elabora strategii de promovare a sensibilizării și a utilizării instrumentelor de sprijin decizional pentru pădurile municipale și private. Încă din primele etape ale proiectului, implicarea părților interesate a favorizat acceptarea și adoptarea recomandărilor din partea proprietarilor de păduri. Din acest motiv, mai multe detalii privind implicarea părților interesate sunt raportate în secțiunea „Succesul și factorii limitativi”.

Factorii de succes:

Pentru a pune în practică rezultatele cât mai rapid și mai eficient posibil, procesul de transfer de cunoștințe a avut loc pe mai multe niveluri, ceea ce a reprezentat un factor-cheie al succesului proiectului.

În primul rând, componența participanților la proiect, care a implicat HessenForst și Asociația proprietarilor de păduri din Hessa, a însemnat că practicieni cu experiență au fost implicați în dezvoltarea și interpretarea rezultatelor de la începutul proiectului. Acest lucru a asigurat recunoașterea recomandărilor furnizate și încorporarea activă în planificarea forestieră încă de la început. Prin urmare, prima validare a avut loc în cursul procesului în curs, înainte ca rezultatele să fie prezentate și puse la dispoziția publicului larg. Această abordare a sporit considerabil gradul de acceptare a recomandărilor privind speciile de arbori dezvoltate.

Un al doilea nivel de transfer de cunoștințe constă în documentarea ușor de înțeles și în punerea rezultatelor la dispoziția publicului într-o formă care să sprijine în mod transparent proprietarii de păduri și silvicultorii în deciziile lor. Prin urmare, un sistem digital de sprijinire a deciziilor (DSS) este conceput ca un instrument adecvat. Acesta este accesibil publicului prin intermediul unui portal web NW-FVA, unde proprietarii de păduri își pot identifica cu ușurință arboreturile și pot accesa/descărca recomandările privind speciile de arbori elaborate în cadrul proiectului. O versiune mobilă pentru telefoanele mobile Android și iOS a fost, de asemenea, dezvoltat. Aceste aplicații sunt cel mai simplu mod de a localiza site-uri folosind funcția GPS a dispozitivului mobil.

Ca a treia etapă a transferului de cunoștințe, au fost organizate cursuri de formare activă în strânsă cooperare cu HessenForst în toate birourile forestiere. De asemenea, au fost susținute prelegeri în cadrul unor evenimente organizate de Asociația proprietarilor de păduri din Hessa. De asemenea, se oferă cursuri de formare gratuite proprietarilor de păduri din propriile păduri. Cursurile și portalul web au fost promovate prin pliante și anunțuri în reviste de specialitate. În plus, a început crearea manualelor de utilizare video. Acestea sunt, de asemenea, disponibile pe site-ul NW-FVA.

În mod surprinzător, mai multe alte sectoare, cum ar fi birourile de planificare a mediului, autoritățile de conservare a naturii și entitățile responsabile cu extracția apei potabile și barajele sau construcția de drumuri, și-au exprimat interesul de a utiliza recomandările privind speciile de arbori și de a integra serviciul în portalurile lor GIS. Acest lucru demonstrează succesul inițiativei întreprinse de NW-FVA.

O abordare similară, bazată pe același concept de tipuri de dezvoltare forestieră, a fost pusă în aplicare în statul Renania de Nord-Westfalia (Germania), în cadrul proiectului SUPERB (a se vedea studiul de caz „Soluții mari de refacere a pădurilor în NRW”),sugerând potențialul de replicare al proiectului.

Factori limitativi:

Deși există o mare nevoie de consiliere, iar recomandările au fost integrate în mod obligatoriu în subvențiile de stat pentru proiectele de reîmpădurire, recomandările privind speciile de arbori nu sunt încă stabilite ca un nou standard.

Invitația de a oferi feedback și programul de formare au fost binevenite, dar nu în măsura dorită. Cunoștințele aprofundate în domeniul complex al selecției speciilor de arbori într-un climat în schimbare sunt considerate necesare pentru a evita interpretările greșite. În plus, grupul țintă al factorilor de decizie din pădure este foarte eterogen, necesitând eforturi mari de comunicare. Pentru a depăși aceste limitări, va fi menținut un program de formare pe termen lung. Se preferă instruirea la fața locului, dar se doresc și videoclipuri instructive. Acest lucru va fi luat în considerare pentru a îmbunătăți adoptarea recomandărilor.

Costul total al proiectului a fost de 5 655 000 EUR și a inclus în principal costurile cu personalul.  Utilizarea instrumentelor dezvoltate în cadrul proiectului este gratuită pentru toți utilizatorii. Costurile pentru refacerea pădurilor variază în funcție de condițiile sitului și de suprafața care urmează să fie refăcută. Un exemplu poate fi găsit în studiul de caz „Soluțiila scară largă de refacere a pădurilor pentru reziliența la mai mulți factori de stres climatic în Renania de Nord-Westfalia, Germania”

Planificarea silviculturii utilizând tipuri de dezvoltare forestieră care recomandă păduri mixte va oferi o mai mare stabilitate și, în general, o mai mare rezistență la perturbări. Acest lucru va asigura nu numai beneficii economice și de mediu, ci și menținerea altor servicii ecosistemice forestiere. Deși nu este cuantificat în mod specific, acesta va sprijini, de asemenea, reglarea climei, reglarea și aprovizionarea cu apă, controlul eroziunii, furnizarea de habitate și recreerea.

Proiectul a început în 2018 și se desfășoară până în 2025. Portalul web a fost pus la dispoziție pentru prima dată în octombrie 2020. După o dezvoltare suplimentară intensă, în mai 2023 a fost efectuată o actualizare cuprinzătoare.

Selectarea și planificarea măsurilor specifice de refacere sau de plantare pot dura până la un an. Gestionarea continuă a arboretelor este importantă pentru menținerea unei păduri mixte adaptate, care să poată furniza toate serviciile ecosistemice. Există recomandări de gestionare corespunzătoare pentru fiecare tip de dezvoltare forestieră, diferențiate în funcție de etapa anterioară degroșării, etapa de desiș, etapa de calificare și etapa de dimensionare, precum și de etapa de maturitate și regenerare.

Instrumentul de sprijin decizional este conceput pentru a fi permanent și este actualizat în permanență.

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 (în engleză). Göttingen. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, standul 26.5.2023)

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

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020): Inferența regimurilor nutriționale ale solului forestier prin integrarea chimiei solului cu logica fuzzy: Aplicație la nivel regional pentru părțile interesate din Hessa, Germania. 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, standul 26.5.2023)