Hur man väljer klimatanpassade trädarter: Beslutsstöd till skogsägare i Hessen, Tyskland

Klimatförändringarna skapar stor osäkerhet för skogsförvaltarna. Prognoserna förutspår att klimatförändringarna kommer att bli omfattande, snabba och intensifieras. Därför måste klimatscenarierna alltid omprövas för rekommendationer om trädarter och förändringar som ingår i skogsbrukets beslutsfattande.

Regionala klimatförändringsprognoser är inte så tydliga, särskilt när det gäller säsongsfördelningen av nederbörd. Dessutom har inte bara markens egenskaper, utan terrängförhållanden som lutning eller exponering en stark inverkan på vattenförsörjningen på en viss plats. Detta gör det nödvändigt med rumsligt differentierad modellering av klimatförändringarnas effekter. I regionen Hessen ligger fokus på modellering av vattenförsörjningen, eftersom klimatförändringarna ökar risken för torka stress för trädarter i många områden, vilket begränsar deras lämplighet. Detta beror inte bara på förändrade nederbördsmönster utan också på ökad avdunstning, i samband med ökande temperaturer. Särskilt under de varma sommarmånaderna kommer detta att resultera i ett ökat vattenunderskott på många platser i framtiden. Prognoserna är särskilt allvarliga om IPCC:s RCP 8.5-utsläppsscenario (2014) beaktas.

En av utmaningarna är att hitta en indikator för torka stress. Den bör beräknas för alla skogsområden i Hessen och bör vara lämplig för att bedöma risken för trädarter så att rekommendationer kan göras med hjälp av tröskelvärden.

De skador som under senare år orsakats av stormar, torka och angrepp av barkbaggar visar hur brådskande det är med ett anpassat skogsbruk. Särskilt i stora skadeområden måste beslut om återplantering fattas snabbt. Dessa beslut måste ta hänsyn till de förväntade klimatförändringarna, vilket minimerar riskerna för framtida skador och leder till långsiktigt bevarande av vitala, stabila skogar.

Den integrerade klimatskyddsplanen 2025, delstaten Hessen, genomför den tyska förbundsregeringens klimatskyddsplan på statlig nivå. Det består av ett omfattande åtgärdspaket för begränsning av och anpassning till klimatförändringar.

Enligt den hessiska skogslagen är skogsägarna fria att bestämma vilka trädarter de ska välja. De är dock skyldiga att återbeskoga områden inom sex år (§ 7 i HWaldG).

Delstaten Hessen hjälper skogsägare att reparera skador på skogen som orsakats av extrema väderförhållanden. Rekommendationerna från NW-FVA är bindande integrerade i de statliga bestämmelser som inrättar ett program för skogssubventioner (”Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen”, 30 april 2018, och ”Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1 april 2021)”.

Rekommendationerna för klimatanpassade trädslagssammansättningar i Hessen, som tagits fram som en del av IKSP-Hessen-projektet, har följande mål:

1.   Att tillhandahålla platsspecifik information för icke kartlagda skogsområden i Hessens kommunala och privata skogar som grund för att välja ut trädarter som är lämpliga för platsen, eftersom endast 80 % av skogarna redan har kartlagts. I detta sammanhang syftar projektet till att bättre rumsligt representera vatten- och näringsbalansen, särskilt i det breda spektrum av platser som kartlagts som ”mesotrofa”.

2.   Att utveckla skogsvårdsrekommendationer framåt - med sikte på år 2100. De regionala klimatscenarierna från ReKliEs-De-expertgruppens kärngrupp på statlig nivå används för detta ändamål.

3.   Identifiera ”skogsutvecklingstyper” som består av en rekommenderad blandning av trädarter som kompletterar varandra i sina tillväxtmönster, i syfte att minimera eller minska risken för skador till följd av klimatförändringar.

Det slutliga målet är att resultaten görs tillgängliga för alla hessiska skogsägare genom att implementera ett nytt och användarvänligt informationssystem som kan användas av skogsägare utan fördjupad teknisk kunskap.

Projektet omfattade tre huvudverksamheter: i) kartläggning av platsspecifika egenskaper under nuvarande och framtida förhållanden, ii) utarbetande av rekommendationer (rekommenderade skogsutvecklingstyper) och iii) kunskapsöverföring för att främja skogsägarnas användning av rekommendationer (webbtjänsten för klimatanpassade trädarter), enligt vad som anges nedan.

1. Kartläggning av platsspecifika egenskaper

Förstå platsspecifika egenskaper, såsom tillgängligt vatten och näringstillförsel, är avgörande för att välja lämpliga trädarter för alla skogsområden. I början av projektet fanns markkartor tillgängliga för de flesta skogsområden i Hessen. För att överbrygga klyftan på 20 % odokumenterad skogsareal och förbättra kartläggningsresultaten utvecklades datormodeller vid NW-FVA för att härleda det trofiska tillståndet, klimatvattenbalansen (skillnaden mellan nederbörd och potentiell evapotranspiration) och den användbara fältkapaciteten (vatten tillgängligt för växter efter påfyllning under vintermånaderna) för alla skogsområden. För att beräkna den arealbaserade uppskattningen av den användbara fältkapaciteten utarbetades totalt 4 179 markprofiler. Dessutom användes markkartan från Hessian State Surveying Office för att uppskatta trofiska nivåer (Heitkampm.fl., 2020). Kärnelementet var bedömningen av den framtida vattenförsörjningen genom att bedöma platsens vattenbalans under vegetationsperioden. Denna parameter består av den användbara fältkapaciteten och den klimatiska vattenbalansen. Den klimatmässiga vattenbalans som används bygger på klimatprognoser i RCP 8.5-utsläppsscenariot (IPCC 2014), beräknat med den globala modellen ECHAM 6 och den statistiska regionala STARS II-modellen som medelvärde för referensperioden 2041–2070. För att fastställa den lokala referensen användes en kombinerad metod för omvänd avståndsviktning och höjdregression för att skala ner till ett rutnät på 50 x 50 m.

Den nya NW-FVA-platskartan innehåller således omfattande information om trofiska nivåer och framtida platsvattenbalans för hela skogen i Hessen, vilket möjliggör större vikt av klimathänsyn vid valet av trädarter.

2. Utveckling av rekommenderade skogsutvecklingstyper

Trädarter kategoriseras enligt deras vatten- och näringsbehov med hjälp av tröskelvärden i stressindexet för torka. Trädarter som kompletterar varandra i fråga om ekologiska krav och tillväxtbeteende matchas för att bilda blandade beståndstyper eller skogsutvecklingstyper.

Beroende på uppfyllandet av de ekologiska kraven för området kan en trädarts roll i blandskogar klassificeras som ledande, blandad, åtföljande eller utesluten från odling. Utöver områdets vattenbalans och trofiska kriterier innehåller rekommendationerna även vissa skogsvårdsmässiga och ekonomiska miljöer (t.ex. uteslutning av tall och björk på vatten- och näringsrika områden). För hydromorfa områden, dvs. mark som påverkas av grundvatten och bakvatten, är fördelningen av trädarter med hjälp av områdets vattenbalans inte lämplig, eftersom den användbara fältkapaciteten inte är meningsfull här. I stället kategoriseras de av det tidigare systemet enligt terrängvattenregimen och trofisk nivå.

De främsta argumenten för blandskogar är att de är stabilare och generellt mer motståndskraftiga när det gäller att kompensera för störningar.  Skogsutvecklingstyper används i skogsplanering. De beskrivs med modeller av den önskade skogsstrukturen som t.ex. kategoriserar deras successionsposition och specificerar utvecklingsmål med avseende på deras skydds- och rekreationsfunktion. Målen för timmerproduktionen ingår i form av måldiametrar och produktionsperioder. Procentandelen trädarter definieras för både utvecklings- och föryngringsmål. Platsspecifik planeringsinformation kan härledas för varje trädart som rekommenderas i en skogsutvecklingstyp.

Katalogen över skogsutvecklingstyper för kommunala och privata skogar omfattar 34 skogsutvecklingstyper.  De används redan av många skogsägare. Antalet besök på webbportalen i augusti 2024 är över 296 000 (antal klick) och antalet ökar. På grund av risken för feltolkningar av användare som inte är experter rekommenderar NW-FVA i allmänhet samråd med specialiserad skogspersonal.

3. Webbtjänst för klimatanpassade trädslag

Systemet för beslutsstöd för klimatanpassat urval av trädarter integrerades i HessenForstsoperativa GIS och gjordes tillgängligt för skogsägare som en fritt tillgänglig webbportal (https://www.nw-fva.de/baem/). Dessutom kan REST-Web-Service som hela tjänsten är baserad på och WMS (webbkarttjänsten) enkelt integreras i andra programvaruprodukter. På NW-FVA:s webbplats finns också en snabbguide till hur du använder tjänsten. Katalogen över skogsutvecklingstyper, ytterligare bakgrundsinformation och klassificeringstabellerna finns tillgängliga för nedladdning.

I webbapplikationen öppnar ett klick på kartan en tabell med information om positionen, skogsplatsens egenskaper och rekommenderade skogsutvecklingstyper vid varje skogsplats i hela Hessen.

För att komplettera webbportalen utvecklades en app för operativsystemen Android och iOS (Apple) för mobila enheter. Fördelen med appen är att den bestämmer positionen för en skogsplats via GPS. Det gör det möjligt att hämta information omedelbart, så att en bedömning av den befintliga skogsvårdssituationen kan kopplas direkt till skogsområdet. Om det inte finns tillgång till internet sparas den valda platsen och kan öppnas senare för att hämta den tillhörande informationen. Positionering är särskilt användbart om det inte finns någon skogsavgränsning eller kartunderlag eller om det är svårt att dra gränser, till exempel i små privata skogar.

Slutligen ligger katalogen över skogsutvecklingstyper till grund för bidrag från förvaltningsorganen. Tillståndet i Hessen finansierar återbeskogning av öppna ytor som har påverkats av den extrema torkan mellan 2018 och idag. Valet av en skogsutvecklingstyp som rekommenderas på en viss plats är obligatoriskt för skogsägare och en förutsättning för att få stöd för plantering och underhåll.

Projektpartnerna var skogsägare och rådgivare: HessenForst, som ansvarar för den statliga skogen och delar av kommunal och privat skog, och Hessian Forest Owners’ Association, som ansvarar för alla andra delar av kommunal och privat skog. Båda gav råd och data under hela projektet och var involverade i kunskapsöverföringsprocesserna.

En undersökning av skogsägare och rådgivare genomfördes för att utveckla strategier för att främja medvetenhet och användning av beslutsstödsverktygen för kommunala och privata skogar. Sedan de första stegen i projektet har berörda parters deltagande främjat acceptans och användning av rekommendationer från skogsägare. Därför rapporteras mer information om berörda parters engagemang under avsnittet ”Framgångsfaktorer och begränsande faktorer”.

Framgångsfaktorer:

För att omsätta resultaten i praktiken så snabbt och effektivt som möjligt ägde kunskapsöverföringsprocessen rum på flera nivåer och detta utgjorde en viktig framgångsfaktor för projektet.

För det första innebar sammansättningen av projektdeltagarna, som involverade HessenForst och Hessian Forest Owners’ Association, att erfarna yrkesverksamma deltog i utvecklingen och tolkningen av resultaten från projektstarten. Detta säkerställde ett erkännande av de rekommendationer som lämnats och ett aktivt införlivande i skogsplaneringen redan från början. Den första valideringen ägde därför rum under den pågående processen innan resultaten presenterades och gjordes tillgängliga för allmänheten. Detta tillvägagångssätt ökade avsevärt acceptansen för rekommendationerna om utvecklade trädarter.

En andra nivå av kunskapsöverföring ligger i lättförståelig dokumentation och offentliggörande av resultaten i en form som på ett transparent sätt stöder skogsägare och skogsbrukare i deras beslut. Ett digitalt beslutsstödssystem (DSS) krig är därför utformat som ett lämpligt verktyg. Detta är tillgängligt för allmänheten via en NW-FVA-webbportal, där skogsägare enkelt kan identifiera sina bestånd och få tillgång till/ladda ner de rekommendationer för trädarter som tagits fram i projektet. En mobilversion för Android och iOS mobiltelefoner har också utvecklats. Dessa applikationer är det enklaste sättet att hitta webbplatser med hjälp av GPS-funktionen på den mobila enheten.

Som det tredje steget i kunskapsöverföringen anordnades aktiva kurser i nära samarbete med HessenForst vid alla skogskontor. Föreläsningar hölls också vid evenemang som anordnades av Hessian Forest Owners’ Association. Gratis utbildning erbjuds också skogsägare i sina egna skogar. Kurserna och webbportalen annonserades via flygblad och annonser i specialiserade tidskrifter. Dessutom har skapandet av video användarmanualer börjat. Dessa finns även på NW-FVA:s webbplats.

Överraskande nog uttryckte flera andra sektorer, såsom miljöplaneringskontor, naturvårdsmyndigheter och enheter som ansvarar för dricksvattenutvinning och dammar eller vägbyggen, intresse för att använda rekommendationer om trädarter och för att integrera tjänsten i sina GIS-portaler. Detta visar att NW-FVA:s initiativ har varit framgångsrikt.

Ett liknande tillvägagångssätt, som bygger på samma koncept för skogsutvecklingstyper, genomfördes i delstaten Nordrhein-Westfalen (Tyskland) inom ramen för SUPERB-projektet (se fallstudien Large forest restoration solutions in NRW), vilket tyder på projektets replikeringspotential.

Begränsningsfaktorer:

Även om det finns ett stort behov av rådgivning och rekommendationerna var bindande integrerade i de statliga subventionerna för återbeskogningsprojekt, har rekommendationerna för trädarter ännu inte fastställts som en ny standard.

Inbjudan att lämna synpunkter och utbildningsprogrammet välkomnades, men inte i den utsträckning som man hoppats på. För att undvika feltolkningar anses det nödvändigt med fördjupade kunskaper inom det komplexa området val av trädarter i ett föränderligt klimat. Dessutom är målgruppen av beslutsfattare i skogen mycket heterogen, vilket kräver stora kommunikationsinsatser. För att övervinna dessa begränsningar kommer ett utbildningsprogram att upprätthållas på lång sikt. Utbildning på plats är att föredra, men instruktionsvideor önskas också. Detta kommer att övervägas för att förbättra genomförandet av rekommendationerna.

Den totala kostnaden för projektet var 5 655 000 euro och omfattade främst personalkostnader.  Användningen av verktyg som utvecklats i projektet är gratis för alla användare. Kostnaderna för återställande av skogar varierar beroende på förhållandena på platsen och omfattningen av den areal som ska återställas. Ett exempel finns i fallstudienLarge-scale forest restoration solutions for resilience to multiple climate stressors in North Rhine-Westphalia, Germany.

Skogsbruksplanering med användning av skogsutvecklingstyper som rekommenderar blandskogar kommer att ge större stabilitet och generellt högre motståndskraft mot störningar. Detta kommer inte bara att säkerställa miljömässiga och ekonomiska fördelar utan också säkerställa underhållet av andra skogsekosystemtjänster. Även om det inte specifikt kvantifieras kommer det också att stödja klimatreglering, vattenreglering och vattenförsörjning, erosionskontroll, tillhandahållande av livsmiljöer och rekreation.

Projektet startade 2018 och pågår fram till 2025. Webbportalen gjordes tillgänglig för första gången i oktober 2020. Efter intensiv vidareutveckling genomfördes en omfattande uppdatering i maj 2023.

Urvalet och planeringen av särskilda restaurerings- eller planteringsåtgärder kan ta upp till ett år. Kontinuerlig skötsel av skogsbestånden är viktig för att upprätthålla en anpassad blandskog som kan tillhandahålla alla ekosystemtjänster. Det finns motsvarande förvaltningsrekommendationer för varje skogsutvecklingstyp, uppdelade efter förtjockningsstadium, förtjockningsstadium, kvalificeringsstadium och dimensioneringsstadium samt mognads- och föryngringsstadium.

Beslutsstödsverktyget är utformat för att vara permanent och uppdateras löpande.

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, monter 26.5.2023)

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): Inferens av skogsmarkens näringssystem genom att integrera markkemi med fuzzy-logik: Regionomfattande ansökan för intressenter i Hessen, Tyskland. 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, monter 26.5.2023)