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Bundesforschungszentrum für Wald 
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Artikel

Autor(en): Frank Perzl
Redaktion: BFW, Österreich
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Schützt der Wald vor Naturgefahren?

Hochwasser
Hochwasser in Lech: Selbst hohe Bewaldung kann solche Ereignisse nicht verhindern. Ohne Wald würden sie jedoch noch extremer ausfallen.

Im Gebirgsland Österreich werden der menschliche Kultur- und Naturraum selbst ständig im hohen Ausmaß von Naturgefahren bedroht. Durch Überflutungen und Massenbewegungen in Folge von Starkregen sind in den letzten Jahrzehnten erhebliche Schäden an Wohnsiedlungen, Betriebsstätten und Infrastruktur entstanden.

Ein biotischer, sich weitgehend selbst erneuernder Schutz durch Waldvegetation ist die effizienteste Strategie zur Verminderung von Naturgefahren und ihrer Schäden. Es gibt aber auch natürliche System- und Wirkungsgrenzen des Waldes. Daher kann bei extremen Witterungsereignissen auch eine optimale Waldausstattung Naturgefahren und Schäden nicht völlig verhindern. Waldbauliche und technische Maßnahmen müssen daher kombiniert werden. In der Fachliteratur wird unterschieden zwischen Naturgefahren, die primär Wald-Schutzwirkungen zum Standorts- und Gebietsschutz oder Objektschutz erfordern.

Standorts- und Gebietsschutzwirkungen

Dies sind Schutzwirkungen gegen Naturgefahren, die den Standort von (potenziellen) Waldflächen bedrohen und/oder auf diese einen nur aus den Verhältnissen im gesamten Einzugsgebiet resultierenden (indirekten) Einfluss haben.

Hochwasser und Muren

Hochwässer und Muren sind die Folge konvektiver Starkregen und Niederschläge langer Dauer und verursachen in Österreich die stärksten Schäden. Allein die Schäden des Hochwassers im August 2002 werden (einschließlich der Schäden durch Rutschungen) mit 3,1 Mrd. € geschätzt (ZENAR, 2003). Das Julihochwasser 2005 in Salzburg hat einen direkten Schaden von 66,1 Mio. € verursacht. In Vorarlberg werden die direkten Schäden mit 178,3 Mio. € angegeben.

Selbst hohe Bewaldung und optimaler Waldzustand können Hochwässer und Muren nicht verhindern. Ohne Wald würden sie jedoch noch extremer ausfallen. Der Waldboden und sein Einfluss auf das Abflussgeschehen nimmt eine Schlüsselrolle ein. Die in der Regel höhere Oberflächenrauhigkeit und häufig bessere Infiltration unter Wald kann eine zeitliche Verzögerung bzw. Dämpfung der Abflussspitzen bewirken (Abbildung).

Abflussbeiwertkarte
Abbildung: Generell haben Waldbestände geringere Abflussbeiwerte (in % des Niederschlags) als andere Landnutzungsformen. Die vernässten Waldbestände im vorderen Teil des Einzugsgebietes tragen wenig zum Hochwasserschutz bei. In den Waldbeständen im hinteren Teil des Einzugsgebietes entsteht kaum Oberflächenabfluss

Besonders wichtig ist die Wirkung des Waldes auf den Bodenspeicher. Durch die Waldvegetation werden je nach Standort, Bestockung und Jahreswitterungsverlauf unterschiedlich große Pufferkapazitäten erzeugt, die dann bei Starkregen zur Verfügung stehen. Der potenzielle Beitrag des Waldes bzw. waldbauliche Einfluss dürfte auf den stark vernässten und stark durchlässigen Standorten am geringsten und auf mäßig wasserdurchlässigen, mittelgründigen Böden am höchsten sein. Daher sind Maßnahmen auf Extremstandorten nicht zielführend.

Vielmehr sind die kontrollierte Neubewaldung landwirtschaftlicher Grenzertragsböden und die Förderung von Blattfläche und Zuwachs in Beständen auf mittelmontanen bis subalpinen, durchschnittlichen Standorten anzustreben. Dieser Aspekt ist aber wissenschaftlich noch nicht völlig geklärt. Auf extremen Standorten ist die Walderhaltung (Diversitäts- und Stabilitätsförderung) zum Schutz des Bodens die vermutlich wirksamste Strategie. Zu diesem wichtigsten regionalen Effekt kommen lokale Schutzwirkungen mit regionalem Einfluss wie die Verminderung des Geschiebeeintrags (der Erosion) vor und beim Ereignis, die Sicherung der Stabilität von Uferböschungen und Dämmen sowie vermutlich auch murfilternde Wirkungen (Geschiebebremsung).

Erosion

Flächenhafte Erosion spielt unter humid-temperaten Klimabedingungen wie in Österreich nur bei Ackernutzung oder auf vegetationslosen Böden eine Rolle. Sie ist im Bereich von Wald und Grünland immer eine Folge von Rutschung, Subrosion, Gerinneerosion, Schneeschurf oder anthropogenen Eingriffen. Bei einer ausreichenden Vegetations- und Streubedeckung treten keine Erosionserscheinungen auf. Wald ist als Dauervegetationsform besonders effektiv und kann den Boden tiefgründig durch Lebendverbauung stabilisieren, auch wenn das Kronendach aufgelichtet ist. Die gesamte Vegetationsbedeckung sollte jedoch auf erosiven Standorten nicht unter 70 %, in den Hochlagen 80% betragen. Alle Maßnahmen zur Verbesserung der Hochwasser-Schutzwirkung tragen auch zur Verminderung dieser Prozesse bei.

Rinnen- und Ufererosionen sind eine Folge des Abflussgeschehens und werden vom Wald indirekt über den Abfluss beeinflusst. Erosion im Gerinne kann durch Hangunterschneidung und Ablagerung von Geschiebe auch zu Rutschung und Mure führen. Eine wichtige Maßnahme ist daher die Verminderung der Beweidungsintensität auf empfindlichen Standorten.

Spezielle Formen des Bodenabtrags

Sie spielen eine untergeordnete Rolle, da der Schaden relativ gering ist und sie im bewaldeten und potenziell bewaldeten alpinen Bereich kaum auftreten. Solifluktion ist das Bodenfließen in der Auftauzone von Frostböden und nur über der Baumgrenze relevant. Durch den Rückgang des Permafrostes entstehen aber neue Rutschungs-, Erosions- und Geschiebepotenziale, deren präventive Stabilisierung über die Vegetation durch Solifluktion wahrscheinlich behindert wird. Diesen Prozessen kann nur langfristig durch die Erhaltung des Waldes an der alpinen Waldgrenze begegnet werden.

Schneeschurf/Schneeschub verursacht außer in sehr schneereichen Gebieten weniger an den Böden als am Waldbestand selbst erhebliche Schäden, wodurch andere Waldwirkungen beeinträchtigt werden können. Daher müssen bei Neubewaldungen aber auch bei Wiederbewaldungen Maßnahmen zum Gleitschneeschutz gesetzt werden, die sehr kostspielig sind.

Bodendegradation ist ein schleichender, schwer zu identifizierender und von natürlicher Bodenentwicklung abzugrenzender Prozess, der in weiterer Folge die Ursache für erhöhten Abfluss, Erosion, Rutschung, Mure und Deflation sein kann. Forstliche Bewertungsmodelle implizieren meist, dass eine ausreichende Überschirmung und die Artenzusammensetzung der Potenziellen Natürlichen Waldgesellschaft (PNWG) optimalen Schutz vor Bodendegradation bieten. Einen Nachweis für die Gültigkeit des Zieles "PNWG = optimaler Bodenschutz" gibt es nicht bzw. auch Böden ohne Wald müssen nicht degradieren. In den meisten Fällen dürfte die Bodendegradation im Wald auf landwirtschaftliche Sekundärnutzung (z.B. Streunutzung) und Schadstoffeinträge zurückzuführen sein. Daher sind Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen generell und zur Einstellung intensiver landwirtschaftlicher Nutzungen besonders auf bodensensiblen Schutzwaldstandorten wichtig und wirksam.

Neben diesen Standorts- und Gebietschutzwirkungen ist auch die Verbesserung und Erhaltung der (potenziellen) Objektschutzwirkungen ein wichtiges Ziel. Auch wenn durch einen Wald nicht unmittelbar Schutzgüter (Objekte) wie Siedlungen und Infrastrukturanlagen vor Naturgefahren wie Lawine und Steinschlag geschützt werden, so ist eine entsprechende Schutzwirkung auch Voraussetzung für die Standorts- und Gebietsschutzwirkung des Waldes.

Objektschutzwirkungen

Das sind Schutzwirkungen gegen Naturgefahren, die direkt aus oder über (potenzielle) Waldflächen auch Schutzgüter außerhalb des Waldes bedrohen (Objektschutzwirkungen).

Lawinen
Lawine
Wald kann den Anbruch von Lawinen verhindern

Schneelawinen zählen zu den wichtigsten Naturgefahren in Österreich. Der potenzielle Beitrag des Waldes bzw. der Wirkungsmechanismus differenziert sich nach der Lawine-Anbruchszone und der Lawinen-Transitzone. Wald ist der effizienteste Lawinenschutz und kann das Anbrechen von Lawinen völlig verhindern. Die Schutzwirkung beruht in erster Linie auf einer Veränderung der Verhältnisse in der Schneedecke durch klimatische Modifikationen und Interzeptionsprozesse im Verhältnis zum Freiland. Sekundär wirksam sind auch mechanische Stützeffekte.

Voraussetzung für diese Schutzwirkungen ist aber eine entsprechende Waldstruktur. Die Bäume müssen die Schneedecke deutlich überragen. Eine wirksame klimatische Modifikation erfordert einen wintergrünen Deckungsgrad von mindestens 50 %. Ist dies nicht möglich, muss eine je nach Hangneigung, Oberflächenrauigkeit und Schneedeckenhöhe unterschiedlich hohe Stammzahl vorhanden sein, um die Schneedecke abstützen zu können. Bei waldbaulichen Eingriffen zur Verjüngung der Bestände dürfen bestimmte Größen der Lücken nicht überschritten werden, da sonst auch bei ausreichender Überdeckung und Stammzahl die Schutzwirkung nicht gewährleistet ist.

In der Lawine-Transit- und Ablagerungszone ist die Bremswirkung des Waldes gering. Sie kann nur bei Kleinlawinen mit Kubaturen von weniger als 10.000 m3 erwartet werden. In der Transitzone steht daher ein Durchfließen ohne Schaden am Bestand im Vordergrund. Denn das mitgerissene Holz kann auch zu Verklausungen führen und erschwert die Aufräumung. In den Transitzonen aktueller Großlawinen ist also eine andere Waldstruktur erforderlich als in der Anbruchszone (Strauchwälder, Plenterstrukturen). Zur permanenten Aufrechterhaltung der Schutzwirkung sind in der Anbruchs- und Transitzone gestufte, plenterartige Wälder günstig. Die Erhaltung solcher Strukturen ist auf wüchsigeren Standorten häufig nur durch waldbauliche Eingriffe möglich.

Berg- und Felssturz, Block-/Steinschlag
Felssturz
Die Schutzwirkung des Waldes vor Berg- und Felsstürzen ist gering

Die Schutzwirkung des Waldes vor Berg- und Felsstürzen ist gering. Im Vordergrund steht nach der Häufigkeit und dem potenziellen Beitrag des Waldes der Steinschlag mit Sturzkomponenten <50 cm. In der Steinschlag-Anbruchzone sind die Wirkungsmechanismen mit der Bestockung sehr komplex und gegensätzlich. Wirksame Maßnahmen beschränken sich daher auf die Steinschlag-Transit- und Ablagerungszonen. Der Übergang von der Anbruchszone in die Transitzone ist aber besonders beim Steinschlag fließend. Die Brems- und Auffangwirkung der Vegetation ist leichter zu erfassen und aus praktischer Sicht die entscheidende schutzwirksame Komponente. Wichtig für den Steinschlagschutz ist eine im Verhältnis zur Größe der Blockkomponenten ausreichend dichte Bestockung mit Stämmen, die gut verankert und ausreichend stark sind, um der dynamischen Belastung standzuhalten.

Wie beim Lawinenschutz ist die zulässige Größe von Verjüngungshieben begrenzt, und es müssen zur Erhöhung der Oberflächenrauigkeit genügend stehende und liegende Stämme und hohe Stöcke belassen werden. Außerdem müssen bestimmte Hiebsreihen bzw. Schlagfolgen eingehalten werden, sodass stets "eine gradierte Abnahme der Stammdurchmesser und gegenläufig eine Zunahme der Baumdichte mit zunehmender Distanz von der Felswand" gewährleistet wird. Naturbelassene Waldbestände entwickeln unter dem Einfluss von intensivem Steinschlag eine Struktur, die keinen optimalen Steinschlagschutz gewährleistet. Die Bäume bilden hangparallele Reihen auf Steinschlaggassen, die sich natürlich kaum mehr wieder bewalden. Zur Erfüllung des Schutzzieles müssen also durch Pflegeeingriffe spezielle Waldstrukturen erhalten/geschaffen und Ernteverluste in Kauf genommen werden.

Hangrutschung und Sackung
Rutschung
Suspekte Hanglagen sollen auch immer im Hinblick auf die Rutschgefährdung präventiv waldbaulich behandelt werden.

In Österreich kommt es nach Starkregen immer wieder zu spontanen Hangrutschungen auch aus Waldgelände mit erheblichen Schäden bzw. Folgekosten. Sackungen sind geologisch bedingt, führen zu Steinschlag und Rutschungen und werden kausal vom Wald kaum beeinflusst. Im Gegensatz zu den aktiven Murgang- und Hochwasserzonen sowie Lawinen- und Steinschlagpotenzialen sind diese Rutschgebiete (vor einem Ereignis) nur schwer zu lokalisieren und gerade daher besonders gefährlich. Deshalb müssen entsprechend suspekte Hanglagen auch immer im Hinblick auf die Rutschgefährdung präventiv waldbaulich behandelt werden.

Es handelt sich um einen funktional-topologisch sehr komplexen Bereich, der mit anderen Prozessen innerhalb des Einzugsgebietes gekoppelt ist. Der Wald hat einen direkten Einfluss auf flach- bis mittelgründige Rutschungen im Entstehungsgebiet bis ca. 10 m Tiefe, je nach Wirkungsmechanismus und Größe ist er unterschiedlich. Auch der Effekt von waldbaulichen Maßnahmen lässt sich nur schwer ermitteln. Maßnahmen zur Verminderung des Gebietsabflusses tragen aber auf jeden Fall zur Verhinderung von Rutschungen bei.

Grundsätzlich sind Abflusssteigerungen umso größer, je mehr Biomasse entnommen wird. Und im bewaldeten und bestockten Gelände treten überwiegend Rutschungen mit weniger Masse oder nur bei höheren Hangneigungen auf. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass Waldvegetation Rutschungen von relevanter Intensität in der Transitzone effektiv bremsen könnte, wenn nicht das Gelände diesen Prozess unterstützt. Mitgeführtes Holz ist zusätzlich schädigend. Zur Verminderung der Auflast und der Schadwirkung durch Holz werden daher auf permanentem Rutschgelände junge oder strauchartige Bestände mit geringem Anteil an
Starkholz empfohlen. Solche Strukturen sind aber nur durch vermehrten waldbaulichen Aufwand zu erhalten.

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