Buchenkalamitäten im Klimawandel - Ursachen, Folgen, Maßnahmen - Akronym: Buche-Akut

Abstract

Die Rotbuche (Fagus sylvatica L.) gilt in weiten Teilen Mitteleuropas als Schlüsselbaumart, zeigt jedoch seit den Dürre- und Hitzesommern ab 2018 deutlich verstärkte Vitalitätsprobleme bis hin zu regional gehäuftem Absterben – besonders in älteren Beständen. Vor dem Hintergrund des voranschreitenden Klimawandels werden Extremwetterlagen wie langanhaltende Trockenheit, extreme Hitze und veränderte Niederschlagsmuster wahrscheinlicher, wodurch die Buche mancherorts an die Grenzen ihrer Anpassungsfähigkeit stoßen könnte (Leuschner, 2020; Leuschner et al., 2023; Martinez del Castillo et al., 2022; Seidl et al., 2017; Weigel et al., 2023). Im Verbundvorhaben Buche-Akut untersuchten Forschende des Forstlichen Forschungs- und Kompetenzzentrums Gotha (Referat Klimafolgen, Forschung und Versuchswesen), der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (Sachgebiet Mykologie und Komplexerkrankungen), und der Georg-August-Universität Göttingen (Abteilung Räumliche Strukturen und Digitalisierung von Wäldern) das Ausmaß und mögliche Ursachen der Buchenkalamitäten in Hessen, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Die Projektpartner forschten dabei auf unterschiedlichen Skalenebenen: Von der Pathologie des Einzelbaums, über die Waldstruktur und Bewirtschaftungshistorie des Bestandes, bis hin zum überregionalen Einfluss des Wetters, der Topographie, und des Bodens über den Zeitraum der Dürreperiode 2018 bis 2024. Die Ziele des Verbundvorhabens mit seinen drei Teilvorhaben waren:

das Schadgeschehen im Zusammenhang mit der Buchenkalamität am Beispiel unterschiedlich bewirtschafteter Bestände in Thüringen, Sachsen-Anhalt, Hessen und Niedersachsen zu untersuchen und dabei standörtliche Prädispositionen (Boden, Klima, Exposition) sowie Zusammenhänge zur bisherigen waldbaulichen Bestandesbehandlung und zum Baum- bzw. Bestandesalter als mögliche Gründe für das Auftreten massiver Absterbeerscheinungen bei der Buche zu prüfen, die Schadensmerkmale an den Bäumen und den zeitlichen Verlauf der Buchenkalamität auch in Abgrenzung zu anderen Krankheits- und Schadverläufen in Buchenwäldern unter Berücksichtigung phytopathogener und klimatischer Faktoren zu definieren und zu beschreiben, die wesentlichen Auswirkungen der Buchenkalamität für die folgenden Bereiche zu untersuchen: (a) Konsequenzen für die weitere Bestandesbehandlung der geschädigten Bestände, insbesondere mit Blick auf die Verjüngung sowie (b) Auswirkungen auf die mittelfristige Kohlenstoffspeicherung in geschädigten Buchenwäldern einschließlich der künftigen Holzerntemengen, praxisorientierte Handlungsstrategien und Empfehlungen für die zukünftige Bewirtschaftung, Sanierung bzw. Neubegründung von Rotbuchenbeständen unter veränderten klimatischen Bedingungen zu entwickeln und diese, im Rahmen eines umfassenden Wissenstransfers, in die forstliche Praxis (Hauptzielgruppe Waldeigentümer, Forstbetriebe und Waldbewirtschaftende), mit Hilfe verschiedener Kommunikationsstrategien, zu überführen.

Das Untersuchungsgebiet von Buche-Akut umfasste die gesamte Buchenwaldfläche in den Hügelland- und Mittelgebirgslagen der Bundesländer Hessen, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Auf 24 Kern- (VIP = „Very Intensive Plots“) und 16 Nebenflächen (IP= „Intensive Plots“) von je 2500 m² (50 m Seitenlänge), wurden zwischen 2022 und 2025 wiederholt Daten zur Vitalität und Waldstruktur von Buchenbeständen erhoben und ausgewertet. Die Aufnahmen erfolgten mittels Waldinventurverfahren, phytopathologischen Untersuchungen und mobilem Laserscanning. Letztere dienten zur Erzeugung von 3D Abbildern aller Untersuchungsflächen und zur Erfassung der Waldstruktur über die Schadstufen hinweg und auf Basis objektiver Waldstrukturindizes. Außerdem konnten durch wiederholte Messungen Veränderungen der Waldstruktur analysiert werden, die bereits innerhalb eines Jahres eingetreten waren. Eine detaillierte 3D Modellierung der Einzelbäume erlaubte außerdem eine vollautomatische und objektive Beschreibung der Einzelbaumvitalität über die Muster der Feinastverteilung. Die Pilzgemeinschaften wurden an unterschiedlich stark geschädigten Altbuchen untersucht, wobei sowohl asymptomatisches als auch symptomatisches Gewebe berücksichtigt wurde. Kultivierte Pilze wurden genetisch bestimmt und hinsichtlich möglicher Zusammenhänge zwischen Pilzvorkommen, Baumvitalität und Herkunft analysiert. Zusätzlich wurden Verjüngungsinventuren durchgeführt, um die zukünftige Bestandesentwicklung und Regeneration einschätzen zu können. Um vergangene Nutzungen mit in die Analysen einfließen zu lassen, wurde der Index der waldbaulichen Bewirtschaftungsintensität (SMI) für alle Flächen errechnet. Eine Stichprobeninventur mit Vitalitätsansprache an 172 systematisch-randomisiert ausgewählten Stichprobenkreisen (SP = „Stichprobe“, Größe je Kreis: 500 m²), diente der Validierung eines sattelitengestützten Waldzustandsindikators, dem Forest Condition Anomaly Index (FCA: Lange et al., (2024), siehe auch Abbildung 1 und Anlage 2: Bonituranleitung für vitalitätsgeschwächte Buchen (Abschlusskompendium), sowie Anlage 6: Versuchs- und Monitoring-Flächen von Buche-Akut). Der FCA ermöglichte, kombiniert mit einer bundesweiten Baumartenkarte (Blickensdörfer et al., 2024), eine flächendeckende Einschätzung der Schadsituation in allen Buchenwäldern des Untersuchungsgebiets. Mit zusätzlichen Informationen zur Waldstruktur aus länderweiten, flugzeugbasierten Laserscans (ALS) konnten darauf aufbauend Schätzungen zur Auswirkung des Schadgeschehens auf den Kohlenstoffhaushalt mitteldeutscher Rotbuchenwälder erstellt werden. Weitere Geodaten zu Standorteigenschaften und Wetter wurden zur Identifizierung der wichtigsten prädisponierenden Faktoren für die trockenheitsbedingte Buchenvitalitätsschwäche genutzt. Zentraler Bestandteil des Verbundvorhabens war außerdem der wechselseitige Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis (u. a. durch Praxisseminare, Exkursionen, Revierleiterbefragungen, Fachgespräche mit Vertreterinnen und Vertretern der beteiligten Forstbetriebe), mit dem Ziel, evidenz-basierte und praxisnahe Handlungsempfehlungen für den Erhalt und die Bewirtschaftung mitteldeutscher Rotbuchenwäldern im Klimawandel zu entwickeln. Die Ziele, Methoden und Ergebnisse des Projektes sowie die Handlungsempfehlungen wurden über verschiedene Formate zeitnah und zielgruppenorientiert in die Praxis und die Öffentlichkeit vermittelt (z. B. durch Praxisseminare, Exkursionen, Tagungsbeiträge, Radio- und Video-Podcasts, Internetseite).