Projekt 25243/01

Die Nutzung ökologischer Potenziale von Buchenwäldern für eine multifunktionale Bewirtschaftung

Projektdurchführung

Landesamt für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein
Hamburger Chaussee 25
24220 Flintbek

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der Stadtwald Lübeck hat 1994 sein Konzept der naturnahen Waldnutzung auf ca. 5.000 ha eingeführt. Es basiert auf den Grundüberlegungen der Beschlüsse des Umweltgipfels in Rio de Janeiro (1992) und strebt an, dass Wirtschaftwälder sich möglichst weit an die an ihrem Standort mögliche natürliche Waldgesellschaft annähern (Naturnähe), nur angemessene Leistungen erbringen müssen (natürliches Ertragsniveau) und ihr ökonomisches Ergebnis durch minimalen Input optimieren (Minimumprinzip). Da im Zuge der forstwirtschaftlichen Folgeinventur nun ökologische und ökonomische Daten von 1994 und 2005 vorliegen und durch das Projekt verdichtet werden, ist es jetzt möglich, eine bewertende Zustandsbeschreibung zwischen unterschiedlich lange unbewirtschafteten Wäldern und den Wirtschaftswäldern des Stadtwaldes Lübeck zu erstellen. Wesentliches Ziel des Vorhabens ist es, die Argumente dafür zu erarbeiten, dass diese naturnahe Waldbewirtschaftung nicht nur ökologisch vorteilhaft ist, sondern mittel- und langfristig auch tendenziell ökonomisch überlegen sein kann. Dies ist auf Grund des wachsenden gesellschaftlichen und ökonomischen Druckes auf die Forstwirtschaft bei gleichzeitig steigenden Umwelt- und Klimabelastungen von wachsendem Interesse.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Projekt werden unterschiedlich lange nicht genutzte Buchenaltholzbestände (Rein- und Laubmischbestände) in den Referenzflächen Hevenbruch (175 ha, seit 1995 unbewirtschaftet) und Schattiner Zuschlag (50 ha, seit 110 Jahren unbewirtschaftet) mit nach dem Lübecker Modell naturnah bewirtschafteten, vergleichbaren Waldbeständen hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Potenziale untersucht. Dabei wird auf vorhandene Daten der Forstreinventur von 1994 und 2005 zurückgegriffen und durch aktuelle Untersuchungen ergänzt: Die vegetationskundlichen Untersuchungen umfassen Höhere Pflanzen, Moose und Flechten in Vorkommen und Deckungsanteilen einschließlich der Bewohner am lebenden Holz, Totholz und an Steinen. Dabei werden Vielfalt, Indikatorarten, Mikrohabitate und Altersklassen in Hinblick auf Seltenheit, Lebensraumzugehörigkeit und Gefährdung bewertet und zur Naturnähe in Beziehung gesetzt. Zusätzlich werden lignicole Pilze (Urwaldzeiger, Kontinuitätszeiger, Signalarten, short-cycle Mycorrhizaarten) sowie die Brutvögel und Brutvogeldichte in den Waldstichproben erfasst. Vorhandene bodenkundliche Daten werden durch Untersuchungen zum Humuskörper, zur Bodenverdichtung, zur Regenwurmfauna und dem pH-Wert ergänztund zur Nutzungsintensität bzw. Nichtnutzung in Beziehung gesetzt. Ein Schwerpunkt des Projektes stellt neben der betriebswirtschaftlichen Wertschöpfung die Beschreibung und Bewertung des Waldwachstums hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Parameter bei Nullnutzung und naturnaher Nutzung dar. Dazu wird die Differenzierung der Bäume in Hinblick auf Konkurrenzverhältnisse sowie der Produktion von Holzmasse und -qualität mit den vorhandenen Daten der Forstinventuren von 1994 und 2005 ausgewertet und durch Verbissgutachten ergänzt. Bei der ökonomischen Analyse wird eine betriebswirtschaftliche Auswertung (z. B. hinsichtlich der Betriebsliquidität) vorhandener ertragskundlicher Daten (Holzzuwachs, Aufwendungen, Erträge und Reinerträge etc.) im Vergleich zu herkömmlichen Waldbaumethoden vorgenommen. Dabei wird das Programm BWINPro 7.0 angewendet, um mit den gewonnenen ertragskundlichen Daten eine Simulation verschiedener waldbaulicher Strategien durchzuführen. Wesentliche Einflussgrößen (z. B. sortimentspezifische Holzpreise, Lohnkosten, Energiekosten) werden durch eine speziell entwickelte Software variabel auswertbar gemacht. Daraus sollen praxisorientierte Strategien zur Minimierung von Eingriffen bei gleichzeitiger Maximierung der betriebswirtschaftlichen Erträge bei Wahrung der standortgerechten Biodiversität und anderer Natur- und Klimaschutzleistungen (CO2- Bindung, Kühlfunktion) abgeleitet werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Studie leistet im Teilprojekt Waldwachstum anhand detaillierter Analysen zur Wachstumsdynamik von Waldmeister-Buchenwäldern (Galio odorati-Fagetum) einen Beitrag zur aktuellen Debatte um den Schutz und die Nutzung von Buchenwäldern in Norddeutschland. Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Buchenpopulationen in Natur- und Wirtschaftswäldern verschiedene Wachstumsmechanismen entwickeln. Deutliche Unterschiede konnten bezüglich des Wachstumsrhythmus (Durchmesserzuwachs, Höhenentwicklung und Baumarchitektur) nachgewiesen werden. Für eine naturnahe Waldbewirtschaftung ist dieses Ergebnis sowohl aus ökologischen als auch aus ökonomischen Gründen von Bedeutung. Mit dem Ziel der Eingriffsminimierung bei gleicher betrieblicher Wertschöpfung werden Fragen der Eingriffsintensität, der Zielvorräte und der Holzqualität anhand der untersuchten und der mit dem Waldwachstumssimulator BWINPro prognostizierten Bestandsentwicklungen diskutiert.

Die Verbiss- und Verjüngungsuntersuchungen in neun Forstorten anhand von Transekten belegen die drastische Einflussnahme des Wildes bei der Naturverjüngung. Nahezu die Hälfte der 28 Baumarten war an ihrer Hauptachse verbissen. "Durchgekommen" bzw. dem Verbiss entwachsen sind ca. 750 Bäumchen/ha, davon 39 % stark verbissene Bergahorne und 51 % wenig verbissene Buchen. Neun weitere Arten teilen sich die restlichen 10 % der Individuen. Von ihnen sind Faulbaum, Ilex, Holunder, Rotdorn und Vogelbeere/Eberesche forstlich kaum von Bedeutung. Auf Esche, Hainbuche und Fichte entfallen je knapp 2 %, auf Kirsche 3 %. Die Baumarten sind demzufolge beim Wild unterschiedlich beliebt: Buche und Fichte unter den forstlich bedeutenden Arten z. B. vergleichsweise wenig, Ulme, Esche, die Ahorne, Eberesche, Kirsche, Eiche jedoch besonders. Unter dem gegebenen Verbissdruck, insbesondere durch Rehwild, wäre lediglich ein Waldbau mit Buche und Fichte möglich. Allerdings besteht die Möglichkeit der Einflussnahme durch die Art der Jagdverpachtung: Der Wildverbiss in den verpachteten Wäldern ist doppelt so häufig wie bei selbstbejagden (Regie-)Jagden.

Die im Teilprojekt Botanik durchgeführten Untersuchungen zur botanischen Artenvielfalt bestätigen andere Untersuchungen zu quantitativ höheren Artenzahlen in bewirtschafteten im Vergleich zu unbewirtschafteten Buchenwäldern. Qualitativ unterscheidet sich die Anzahl an Waldarten zwischen den bewirtschafteten und lange Zeit unbewirtschafteten Flächen nicht; der Anteil nicht waldtypischer Arten sowie die Deckung von Schlagflurarten sind in den Wirtschaftswäldern jedoch höher. Der Anteil von stehendem Totholz wirkt sich positiv auf die Wiederansiedlung typischer Totholzarten aus. Epiphytengesellschaften zeigen eine hohe Belastung mit Stickstoffeinträgen aus der Luft an. Diese Belastung wird sich langfristig negativ auf das Bodenökosystem auswirken. Auf Hainbuchen kommen vereinzelt noch seltene Flechten vor, die bereits auf Rotbuchen verschollen sind. Epiphytenreiche Hainbuchen können daher als Biotopbäume einen wichtigen Beitrag zur Wiederausbreitung und -herstellung artenreicher, naturnaher Buchenwaldgemeinschaften leisten.

Bei der Artenzusammensetzung und Häufigkeit der lignicolen Pilzarten zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Bewirtschaftungsformen, die teilweise auch unabhängig vom Alter der Einzelbestände sind. Insbesondere die pilzlichen Naturnähezeiger und Kontinuitätszeiger nehmen auf den nicht mehr bewirtschafteten Flächen signifikant zu. Auf grobes Totholz (Stämme, dicke Äste) spezialisierte Pilzarten werden in den nicht mehr bewirtschafteten Forstvarianten häufiger, während auf den bewirtschafteten Flächen lignicole Arten an Dünnholz (Ästchen) und Stangenholz dominieren. Es zeigt sich, dass lignicole Pilze in diesem Fall eine gute Indikatorengruppe sind, da sie schon nach forstlich relativ kurzen Zeiträumen (12, 50 Jahre) deutliche Veränderungen in der Artenzusammensetzung zeigen. Es konnte eine "kritische Totholzmenge" von ca. 25 cbm/ha ermittelt werden, oberhalb der die pilzliche Bio-diversität und auch die Qualität des Artenspektrums stark zunehmen. Wenn von diesen > 25 cbm/ha ein hoher Anteil (> 20 cbm/ha) stärker zersetzt ist (Zersetzungstufen 3 und 4), sind Totholz-Quantität und -Qualität optimal für die Biodiversität und die Recycling-Funktion der lignicolen Pilze im Waldökosystem ausgeprägt.

Die Brutvogelkartierung ergab deutliche Unterschiede im Vogelarten-Inventar der untersuchten Waldflächen: Ausschließlich im "jungen" Buchenwald (ca. 70-jährig) angetroffen wurden Heckenbraunelle, Rabenkrähe, Kleinspecht, Star und Misteldrossel. Deutlich häufiger als im 110-jährigen Buchenwald gefunden wurden außerdem Tannenmeise und Zilpzalp. - Ausschließlich in "älteren" Buchenwäldern fanden sich Grauschnäpper, Habicht, Kolkrabe, Schwarzspecht, Trauerschnäpper, Weidenmeise und Zwergschnäpper. Häufiger als im "jungen" kamen im "älteren" Wald Gartenbaumläufer, Mittelspecht, Kleiber und Waldkauz vor. Knapp die Hälfte (18) von insgesamt 39 erfassten Waldvogelarten scheint somit auf das Alter der untersuchten Waldbestände zu reagieren. Der Vergleich von Ähnlichkeiten im Vogelinventar je zwei Untersuchungsflächen mit den SØRENSEN- bzw. RENKONEN-Indizes sowie die Zusammenfassung von ökologischen Gilden ergab indes keinen eindeutigen Trend, der parallel zum Gradient der Nutzungsintensität verläuft. Ein solcher Trend konnte allerdings durch die Analyse der Naturnähe der registrierten Arten eindeutig festgestellt werden: Arten der Bewertungsstufen "reifer Wald" und "naturnaher Laubwald" (Hohltaube, Kernbeißer, Mittelspecht, Zwergschnäpper sowie Eichelhäher, Fitis, Gartengrasmücke, Kleinspecht, Waldlaubsänger, Weidenmeise) wurden im Wirtschaftswald nur zufällig und in geringer Zahl gefunden. Sie sind im seit 12 Jahren nicht mehr genutzten Hevenbruch regelmäßig in geringer Zahl vertreten und im seit 50 und mehr Jahren nicht mehr genutzten Schattiner Zuschlag insgesamt mehr als doppelt so häufig wie im Hevenbruch.

Im Bereich der Bodenökologie wurden die abiotischen Bodenparameter pH-Wert, Anteil der organischen Substanz im Mineralboden, Höhe der Streuauflage und Eindringwiderstand und die biotischen Parameter Dichte und Arten der Regenwürmer und deren Biomasse untersucht. Zusätzlich wurden Daten der Standortkartierung und Daten zur Baumartenmischung aus der Kontrollstichprobe des Forstamtes Lübeck verwendet. Die pH-Werte liegen in allen untersuchten Wäldern im stark sauren Bereich (zwischen 4,7 und 2,5). Humusgehalt, Höhe der Streuauflage und Bodendichte zeigen eine deutliche Abhängigkeit vom pH-Wert, ebenso wie die endogäischen Regenwürmer, die schon ab einem pH-Wert von 2,8 im Boden zu finden waren. Die Einteilung der Standortkartierung ergab, dass die untersuchten Nutzungsformen und Bestandstypen nicht uneingeschränkt vergleichbar sind. Es lassen sich aber auch nicht alle Ergebnisse mit unterschiedlichen Standorteigenschaften erklären.
Bodenökologisch kann eine Verschlechterung durch die Nutzungsaufgabe nicht bestätigt werden. Im Bereich der pH-Werte, Humusgehalt, Streuauflage, Eindringwiderstand und Anzahl der endogäischen Regenwürmer stellt sich die am längsten ungenutzte Variante am besten dar. Zusätzlich lässt sich eine Tendenz erkennen, bei der sich die Mischbestände mit der Zeit schneller zum Positiven verändern als die Reinbestände. Verschiedene mögliche Ursachen für diese Entwicklung werden diskutiert.
Auf der Basis der Ergebnisse der naturwissenschaftlichen Teilprojekte und Erfahrungen aus den Folgeinventuren werden im Teilprojekt "Waldbauliche Schlussfolgerungen" Konsequenzen für das Lübecker Waldbaukonzept auf der Basis des Wachstums und der Entwicklung in Naturwäldern (Referenzflächen) mit einer möglichst weitreichenden Eingriffsminimierung aufgezeigt. Sie umfassen die Baumartenwahl, die Pflegestufen und deren waldbauliche Behandlung, die Zielvorräte, das Biotopholz und die Erschließung.
Im Teilprojekt "Betriebswirtschaftliche Bewertung" werden zunächst die Bestandswerte für Buche und Eiche nach der Waldwertrechnung NRW für den Lübecker Wirtschaftwald und den Referenzflächen errechnet und bewertet. Des Weiteren wird am Beispiel der Referenzfläche Schattiner Zuschlag eine ökonomische Analyse vorgenommen, die der hypothetischen Frage nachgeht, ob diese Variante des Minimumprinzips (> 50 Jahre Nullnutzung) wirtschaftlich erfolgreich ist. Insbesondere werden jedoch die Ergebnisse der naturwissenschaftlichen Teilprojekte im Rahmen einer Synopsis in Hinblick auf ihre betriebswirtschaftlichen Folgerungen analysiert. Dabei ergaben die ökonomischen Vergleiche zwischen Referenzflächen und Wirtschaftswald, dass Qualität und Wertschöpfung der Referenzflächen keine Verschlechterung, unter aktuellen Marktbedingungen eher eine Verbesserung gegenüber einer Bewirtschaftung nach Lübecker Konzept erfahren. Für die Verbesserung (Rationalisierung) der Betriebsführung im Lübecker Stadtwald werden zahlreiche Erkenntnisse gewonnen. Diese sind zum Beispiel:
Die Extensivierung/Minimierung soll noch verstärkt werden, z. B. in der Waldpflege (Halbierung der Anzahl der Durchforstungen), dem Erschließungssystem (Verdopplung des Wegeabstandes). Holzvorräte sollen von heute 475 Vfm/ha auf 600 Vfm/ha angereichert werden. Die Holzernte soll zu etwa 80 % der Masse auf die Ernte-Phase nach Erreichen des Zieldurchmessers (Buchen: 65 cm BHD) konzentriert werden. Ohne die Informationen aus den örtlichen Inventuren, verbunden mit entsprechenden Interpretationen und Vergleichen zu unbewirtschafteten Referenzflächen, sind keine realistischen Erkenntnisse für betriebswirtschaftlich lohnende Rationalisierungen und Konzeptanpassungen möglich. Die detaillierten Analysen des Ökosystems Wald haben zu operationalen Erkenntnissen für die Betriebsführung geführt. Diese ermöglichen weitere Kosteneinsparungen (Extensivierung) und geben Sicherheit im Hinblick auf eine qualitativ hochwertige Produktion und Anreicherung von marktfähigem Holz. Hinsichtlich der nicht-marktfähigen Leistungen erfüllt das Lübecker Konzept in hohem Maße die Anforderungen aus der Convention on Biological Diversity (CBD), den Verpflichtungen aus dem "Naturerbe Buchenwälder" in Deutschland, dem Mindeststandard für "Gute Fachliche Praxis", den Zertifizierungssystemen von "Naturland e.V." und Forest Stewardship Council (FSC), an Speicherung des klima-relevanten CO2, an Anpassung an eine bevorstehende Klimaänderung und an naturorientierte ("Wildnis") Erholung.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Abschlussworkshop: 2. September 2008 in Ritzerau, Kreis Herzogtum Lauenburg

Öffentliche Veranstaltung der Akademie für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein (AfNU) am 23./24 März 2009: Ist die Heutige Buchenwaldbewirtschaftung noch zeitgemäß? Dokumentation siehe http://www.schleswig-holstein.de/AFNU/DE/Service/Dokumentationen


Fazit

Das durchgeführte Projekt erfolgte auf der Basis von zwei Folgeinventuren des Stadtwaldes Lübeck in dem für naturwissenschaftliche Untersuchungen sehr engen Zeitrahmen von einem Jahr. Die Ergebnisse zeigen dennoch, dass es grundsätzlich möglich ist, mit Hilfe des hier gewählten Untersuchungsdesigns Erkenntnisse zu gewinnen, die sowohl dem Naturschutz im Wirtschaftwald als auch den betriebswirtschaftlichen Erfordernissen dienen und zu deren Optimierung beitragen können. Sie verdeutlichen aber auch, dass es unerlässlich ist, auch in Zukunft durch ein ausreichendes Monitoring valide Daten im Wald zu erheben, die eine derartige Auswertung ermöglichen. Das Projekt wurde auf der Grundlage des Lübecker Konzeptes auf nährstoffreichen Böden mit einer überdurchschnittlichen Baumversorgung durchgeführt. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Nutzungsvarianten und insbesondere auf weniger gut versorgte Standorte sollte daher in einem weitergehenden Forschungsprojekt überprüft werden. Auch zeigte sich, dass einige Indikatorsysteme besser geeignet sind als andere und zukünftig für eine einfachere Ansprache von öksystemaren Zusammenhängen genutzt werden können.