Die Forstwirtschaft ist besonders stark vom Klimawandel betroffen, denn Bäume, die heute gepflanzt werden, müssen bis zu ihrer Schlägerung voraussichtlich starke Veränderungen ertragen. Dabei ist nicht unbedingt der Temperaturanstieg ausschlaggebend. Vor allem die bereits in den vergangenen Jahrzehnten beobachtete Zunahme von Hitze- und Trockenperioden wird als kritisch für die Fichte erachtet.

Immer mehr wissenschaftliche Untersuchungen belegen zweifelsfrei, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel tatsächlich stattfindet (Abbildung 1).

Abbildung 1: Zunahme von monatlichen Hitzerekorden weltweit. Durch den Klimawandel treten Hitzerekorde heute etwa fünfmal häufiger auf, als ohne globale Erwärmung zu erwarten wäre (aus Coumou et al., Climate Change 2013)

Diese Erkenntnis hat aber noch nicht zu einer globalen Reduktion von Treibhausgasen geführt, deshalb ist die Gesellschaft gefordert, die steigenden Temperaturen in wirtschaftlichen und politischen Zukunftsplanungen zu berücksichtigen.

Fichten in Weinbauregion …

Doch wie stark beeinflussen Trockenperioden das Wachstum der Fichte? Und gibt es Fichtenherkünfte, die mit Trockenperioden besser zurechtkommen? Im Rahmen des Projektes Green Heritage – ein von der Kooperationsplattform Forst Holz Papier, der ÖBf AG und Lieco unterstütztes FFG-Projekt – wurden am Institut für Waldgenetik des Bundesforschungszentrums für Wald Fichtenherkünfte auf einer Fläche im Weinviertel untersucht.

Dieser Herkunftsversuch im trocken-warmen Weinbauklima befindet sich bereits heute außerhalb der natürlichen Fichtenverbreitung. Daher können die dortigen Ergebnisse uns helfen zu verstehen, ob und wie die Fichte zukünftig auch in anderen Regionen Österreichs wächst. Dazu wurden an mehr als 400 Bäumen von elf Herkünften Bohrkerne gewonnen und daraus am Dendrolabor der Universität für Bodenkultur der Jahreszuwachs und die Holzdichte bestimmt.

… mit zwei längeren Durststrecken

Die Ergebnisse zeigen, dass Fichten im Weinviertel in den vergangenen dreißig Jahren von zwei längeren Perioden mit unzureichenden Niederschlägen betroffen waren, von 1989 bis 1993 und von 2000 bis 2003. In derartigen Trockenperioden ist die Verdunstung meist höher als der Niederschlag, dadurch sinkt das für die Bäume verfügbare Wasserangebot, die Bäume reagieren mit geringerem Zuwachs.

Abbildung 2 zeigt deutlich, dass die Fichte zirka ein Jahr nach dem Abfall des Trockenindex PDSI ihren Zuwachs sehr drastisch reduziert hat, zum Beispiel von 7,7 mm Zuwachs im Jahr 1989 auf nur 2,7 mm 1993. Allerdings gibt es zwischen den einzelnen Herkünften große Unterschiede.

Abbildung 2: Trockenperioden (mehrjährige Zeiträume, in denen mehr Wasser verdunstet ist, als durch Niederschläge gefallen ist) und die daraus resultierenden Jahreszuwächse der Fichte auf einem Herkunftsversuch im Weinviertel. Als Maßstab für den Wasserhaushalt ist der Trockenindex PdSi angegeben (fette schwarze Linie). die dünnen farbigen Linien kennzeichnen die verschiedenen Fichtenherkünfte.

Abbildung 3 (mit Klick vergrößern): Verhalten verschiedener Fichtenherkünfte in Trockenperioden: obwohl alle Herkünfte mit einem geringeren Zuwachs reagieren, reduzieren einige Herkünfte (allen voran die Herkunft r6) ihren Zuwachs weniger stark als andere (z.B. die Herkunft r13)

Berechnet man die Zuwachsreduktion in der Trockenperiode, so zeigt sich, dass einige Herkünfte ihren Zuwachs viel stärker einschränken als andere. Die geringste Zuwachsreduktion mit 54 % in der Periode 1989-93 und 72% von 2000-03 zeigt die Herkunft r6 (Abbildung 3). Dagegen schnitt die Herkunft r13 immer am schlechtesten ab und reduzierte ihren Zuwachs zwischen 72 % und 83 %. Diese bemerkenswerten Unterschiede belegen, dass die Fichte sehr variabel auf Perioden mit geringen Niederschlägen reagieren kann und eine genetische Variation der Klimaeignung besitzt. Diese Variation kann als Basis für die Auswahl klimaresistenter Herkünfte und für Züchtungsaktivitäten genutzt werden.

Im Folgeprojekt Green Heritage II soll deshalb die Herkunft r6 in Altbeständen aufgesucht und für zukünftige Saatgutbeerntungen gesichert werden. Zudem werden beim Projektpartner AIT (Austrian Institute of Technology Tulln) molekulare Werkzeuge entwickelt, mit denen die Eignung in Trockenperioden schon im Saatgut diagnostiziert werden kann.

Grenzen des Fichtenanbaus

Aber auch mit trockenresistenten Herkünften wird die Fichte in einigen Regionen Österreichs keine Zukunft mehr haben, denn bei steigenden Temperaturen nimmt auch der Druck von Forstschädlingen unweigerlich zu. Um den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen der Fichte und Klimabedingungen besser zu verstehen, und damit die zukünftige Baumartenverbreitung vorherzusagen, wurden in den letzten Jahren sogenannte Klimahüllenmodelle entwickelt.

Die Idee hinter derartigen Modellen ist die ökologische Nische, die besagt, dass jede Art nur unter bestimmten Umweltbedingungen überleben kann. Zur Berechnung von Klimahüllenmodellen wird derzeit meist das tatsächliche Vorkommen verwendet, die Wuchsleistung, Vitalität oder potenzielle Schaderregern werden dagegen nicht berücksichtigt.

Abbildung 4: Fichtenvorkommen anhand eines im Projekt MANFRED neu entwickelten Klimahüllenmodells. Die Zukunftsprognosen basieren auf der als eher konservativ eingeschätzen Klimaentwicklung nach dem A1b-Szenario (ca. +2°c).

Im Projekt MANFRED, einem Interreg-Projekt im Alpenraumprogramm, wurden neue Klimahüllenmodelle für die wichtigsten Baumarten beim Projektpartner WSL (Schweiz) erzeugt. Die neu entwickelten Modelle basieren auf den Daten aller nationalen Waldinventuren im Alpenraum – eine bisher nicht genutzte Datenfülle.

Die Prognosen für das Fichtenvorkommen in Österreich sind nicht überraschend (Abbildung 4). Unter den heutigen Klimabedingungen und bis 2020 wird das Weinviertel, das nördliche Burgenland und die Südoststeiermark sowie die waldfreien Hochlagen als ungeeignet für die Fichte erachtet. In Zukunft werden die ungeeigneten Standorte sich auf den Donauraum, das nördliche Alpenvorland und das Klagenfurter Becken ausdehnen. Auch in Teilen des Mühl- und Waldviertels wird es bis zum Ende dieses Jahrhunderts für die Fichte eng (siehe Plattform klimafitter Wald).

Als lokale Vorhersage für spezifische Standorte können aber auch diese neuen Klimahüllenmodelle noch nicht dienen, denn die kleinräumigen Standortbedingungen und angepasste Forstschutz- und Waldbaumaßnahmen können die Modellanwendung ganz erheblich modifizieren. Darüber hinaus beinhalten diese Modelle keine lokalen genetischen Anpassungen.