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30.3.2009

Krankheiten und Gefährdung des Waldes

Entwicklung der Wälder Mitteleuropas und ihrer Gefährdungen

Das in den 1980er-Jahren prognostizierte großflächige Waldsterben ist ausgeblieben. Dennoch sind viele Bäume in keinem guten Zustand. Wie steht es um den Wald?

(© AP)


Die Wälder Mitteleuropas unterliegen seit Jahrhunderten vielfältigen menschlichen Nutzungen und Einflüssen. Ur- oder Naturwälder sind dadurch heute fast vollständig verschwunden. Nach einer frühmittelalterlichen Rodungsphase und einer folgenden Periode, in der die Wälder stark übernutzt wurden, fand man mit der ordnungsgemäßen und nachhaltigen Waldbewirtschaftung ab dem 18. Jahrhundert eine Antwort auf die damalige Waldzerstörung. Dabei wurden auch Nebennutzungen wie Streurechen und Waldweide abgelöst.


Die damals entstandenen, oft aus nur einer Nadelbaumart wie Kiefer oder Fichte aufgebauten Forsten können zwar den heutigen Anforderungen an ein vielfältiges Waldökosystem nicht mehr gerecht werden, dennoch gelang es so, große Waldgebiete in Deutschland und Mitteleuropa zu erhalten.

Abb. 1: Eiche mit 50% Blattverlust. Foto: C. Ziegler, FAWF Rheinland-Pfalz (© C. Ziegler, FAWF Rheinland-Pfalz )

Schon seit dem 19. Jahrhundert wurden Schäden an den Nadeln beziehungsweise Blättern von Waldbäumen im unmittelbaren Bereich von Anlagen beobachtet, die die Luft verschmutzten, indem sie Rauchgase emittierten. Ende der 1970er Jahre zeichneten sich allerdings in ganz Mitteleuropa gebietsübergreifend hohe Nadel- und Blattverluste zunächst an Tanne, später auch an Fichte und anderen Nadel- sowie Laubgehölzen ab.

Abb. 2: Eiche mit 5% Blattverlust. Foto: C. Ziegler, FAWF Rheinland-Pfalz (© C. Ziegler, FAWF Rheinland-Pfalz )

Anders als in der Vergangenheit wurde die Diagnose erschwert, denn die geschädigten Bäume waren weiträumig verteilt und ein unmittelbarer räumlicher Bezug zu Emittenten fehlte. Auch die beobachteten Schadbilder stimmten oft nicht mit den klassischen Symptomkomplexen von Baumschäden überein. Diese Umstände führten Anfang der 1980er Jahre dazu, die beobachteten Nadel- und Blattverluste (Abb. 1, 2) und -verfärbungen (Abb. 3) mit dem Begriff "Neuartige Waldschäden" zu belegen. Da zu dieser Zeit ein großflächiges Absterben der Wälder befürchtet wurde, entstand etwa gleichzeitig der Begriff "Waldsterben".

Abb 3: Vergilbung von Nadeln (Chlorose) wird oft durch Ernährungsströrungen verursacht. Foto: H.W. Schröck, FAWF Rheinland-Pfalz (© H.W. Schröck, FAWF Rheinland-Pfalz )

Im Zuge der einsetzenden Forschungsaktivitäten wurden eine Vielzahl unterschiedlicher Hypothesen verfolgt zu den Ursachen von Nadel- und Blattverlusten, von Verfärbungen (so genannten Chlorosen und Nekrosen) der Nadeln und Blätter sowie zum Absterben von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Waldbeständen wie etwa im Erzgebirge und im Harz.


"Neuartige Waldschäden" in der Waldzustandserhebung

Um einen Überblick zu bekommen, wie die Schäden verteilt waren, begann man 1983 damit, die Schäden systematisch zu erfassen. Dabei wurde mit deutschlandweiten Erhebungen jährlich die durchschnittliche Kronenverlichtung von Baumgruppen anhand von Blatt- bzw. Nadelverlust-Schadstufen geschätzt (Tab. 1, Abb. 4).


Definition der Schadstufen (Waldzustandserhebung)
Schadstufe Nadel-/Blattverlust Bezeichnung
0 0 - 10% ohne sichtbare Kronenverlichtung
1 11 - 25% Warnstufe (schwache Kronenverlichtung)
2 26 - 60% mittelstarke Kronenverlichtung
3 61 - 99% starke Kronenverlichtung
4 100% abgestorben


Abb. 4: Lage der Aufnahmepunkte der Waldzustandserhebung (WSE) und der Bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE, ungefüllte Quadrate) sowie des intensiven Forstlichen Umweltmonitoring (Level II, gefüllte Kreise).

Ab 1989 ging man dazu über, die Blatt- beziehungsweise Nadelverluste in 5-Prozent-Schritten im Vergleich zu einem vollbelaubten oder -benadelten Referenzbaum zu schätzen; ein Verfahren, das bis heute angewandt wird. Daneben wurden von Anfang an Verfärbungen der Nadel beziehungsweise der Blätter ebenso erfasst wie einfach zu erkennende Ursachen von Nadel- oder Blattverlusten wie etwa Insektenfraß oder Pilzbefall.

Entsprechend der föderalen Struktur der Bundesrepublik Deutschland werden die Erhebungen im Gelände von den Forstlichen Versuchsanstalten der einzelnen Bundesländer in Rastern von 8 x 8 Kilometern und teilweise noch dichter durchgeführt. Den gesamtdeutschen beziehungsweise europäischen Auswertungen liegt hingegen ein weiteres Raster von 16 x 16 Kilometern zu Grunde.

Der geografische Rahmen dieser Erhebung hat sich in der Folge sehr schnell vergrößert. Denn im Zuge der allgemeinen Bemühungen, die Luft sauber zu halten (Genfer Luftreinhaltekonvention der Vereinten Nationen, UNECE 1979) wurde schon ab 1985 der Kronenzustand europaweit im Rahmen des ICP Forests (Internationales Kooperationsprogramm Wälder) erhoben.

Auf deutscher Ebene werden die Ergebnisse in jährlichen Waldzustandsberichten (ursprünglich Waldschadensbericht) zusammengefasst (Abb. 5).

Abb. 5: Waldzustandserhebung, Entwicklung der Schadstufenanteile seit 1984 für alle Baumarten (bis 1989 ohne neue Länder; 10.241 Probebäume im Jahr 2007), Erläuterung Schadstufen in Tabelle 1. Quelle: BMELV (2008): Ergebnisse der Waldzustandserhebung 2007

Auswertungen dieser Daten haben immer wieder gezeigt, dass die Kronenverlichtung als allgemeiner Hinweis für den Zustand von Waldbäumen anzusehen ist. Sie stellt kein Indiz für die Wirkung von nur einer bestimmten Ursache dar. Die Gründe für einen aktuellen Blatt- oder Nadelverlust sind vielseitig.

So können die Blattorgane durch Schadgase wie Schwefeldioxid oder Fluoride geschädigt sein. Oder die Vitalität der Bäume ist durch Bodenversauerung und nachfolgende Wurzelschäden, durch Insektenfraß sowie durch Stammschäden infolge von Borkenkäfer- oder Pilzbefall vermindert. Klima und extreme Witterung mit Hagel, Sturm oder Spätfrost beeinflussen die Vitalität und damit den Kronenzustand ebenso wie das Alter der Bäume.

Abbildung 6: Entwicklung der mittleren Kronenverlichtung bei Fichte, Kiefer und anderen Nadelbäumen (links) sowie bei Buche, Eiche und anderen Laubbäumen (rechts). Quelle: BMELV (2008): Ergebnisse der Waldzustandserhebung 2007

Die mittleren Laubverluste der Laubbaumarten haben in den letzten Jahren deutlich zugenommen, sie sind daher gegenüber den gleichbleibenden mittleren Nadelverlusten der Nadelbaumarten als Wirkung der verschiedenen genannten Ursachen zu verstehen (Abb. 6). Eine wichtige Ergänzung der Waldzustandserhebung stellt daher die Bundesweite Bodenzustandserhebung im Wald (BZE, Abb. 4) dar. Bei ihr werden umfassende Daten zum Boden- und Ernährungszustand sowie zur Zusammensetzung der Vegetation der Wälder erhoben. Nach einer Erstinventur in den Jahren 1989-1992 erfolgte in den Jahren 2006-2007 eine Zweiterhebung, die derzeit ausgewertet wird. Die Erstinventur zeigte eine flächendeckende Versauerung und Stickstoff-Überversorgung der Waldstandorte in Deutschland.

Waldökosystemforschung und Forstliches Umweltmonitoring

Ergänzend zur oben beschriebenen großräumigen Erfassung des Wald- und Bodenzustands wurden ebenfalls in den 1980er Jahren Forschungsprojekte zu den Ursachen der "neuartigen Waldschäden" begonnen. Im Mittelpunkt stand dabei sehr schnell der Boden. Die Versauerungshypothese machte Wurzelschäden durch erhöhte Aluminium- und Säuregehalte in der Bodenlösung hauptverantwortlich für die Waldschäden ("Bodenpfad"). Die erhöhten Gehalte an Säure und Aluminiumionen wurden durch hohe versauernde Einträge von Schwefeldioxid (SO2) und von reduzierten und oxidierten Stickstoffverbindungen (NOx, NHy) sowie die nachfolgenden Säurepufferung durch Aluminium-Freisetzung ausgelöst.

Lokal bis regional kamen bis in die 1970er Jahre noch Schwermetalleinträge (insbesondere Blei) dazu. Gleichzeitig wurde erkannt, dass Schäden an Blättern wie Vergilbungen durch hohe SO2-Konzentrationen hervorgerufen werden können, wie auch das Nadel- beziehungsweise Blattgewebe durch hohe Ozonwerte belastet wird ("Luftpfad"). In der Gesamtschau setzten sich damit komplexe Erklärungsansätze durch, in denen auch die Standorte selbst eine Rolle spielten.

Damit wurde die Notwendigkeit gesehen, die bislang auf sehr wenige Standorte beschränkten Untersuchungen der Waldökosystemforschung auf eine breitere Grundlage zu stellen. Im Jahr 1995 wurde das intensive Forstliche Umweltmonitoring (EU Level II) ins Leben gerufen und in ganz Europa an möglichst repräsentativen oder besonders gefährdeten Standorten umgesetzt.

In Deutschland sind insgesamt 86 Flächen in Betrieb (Abb. 4). Hier werden Daten in den Bereichen Kronenzustand, Zuwachs, Nadel- und Blattinhaltsstoffe, Freiland- und Bestandeseinträge, Boden, Meteorologie und Waldbodenvegetation kontinuierlich in oft hoher zeitlicher Auflösung gewonnen. Auf einem Teil der Flächen werden außerdem Streufall, die jahreszeitliche Vegetationsentwicklung (Phänologie) und das Auftreten von Schadorganismen sowie sichtbare Ozonschäden dokumentiert.

Die aktuellen Ergebnisse des intensiven Forstlichen Monitorings zeigen, dass die Luftverunreinigung den Gesundheitszustand der Wälder in Deutschland unverändert stark beeinträchtigen, Witterungsextreme wie Trockenheit und Hitze den Wald aber zusätzlich stärker belasten. Die gemeinsamen Wirkungen von Luftverunreinigungen und klimatischer Belastung zu beurteilen, wird zukünftig eine wichtige Aufgabe sein.

Der Klimawandel als neue Gefahr für die Wälder

Die neuesten Sachstandsberichte des Internationalen Forums für Klimaänderung (IPCC) zeigen, dass wir trotz aller Bemühungen, Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) zu reduzieren, mit einer spürbaren Klimaerwärmung weltweit zu rechnen haben. In Deutschland geht man davon aus, dass es bis zum Ende des Jahrhunderts im Durchschnitt um mehrere Grad Celsius wärmer wird. Vermutliche Folgen sind längere Hitze- und Trockenperioden sowie höhere Nacht- und Wintertemperaturen. Zusätzlich dürften sich die Niederschlagsmengen in manchen Regionen vermindern. Niederschlagsereignisse werden sich aller Wahrscheinlichkeit nach in ihrer Anzahl reduzieren und dafür intensiver ausfallen. Stürme könnten sich in ihrer Intensität und Häufigkeit leicht erhöhen. Im Gegensatz zur Klimaerwärmung nach dem Ende der letzten Kaltzeit vollzieht sich der laufende Klimawandel mit ungleich höherer Geschwindigkeit.

Bäume sind langlebige Organismen mit Lebenszeiten von zum Teil mehreren 100 Jahren und Generationszeiträumen von einigen Jahrzehnten. An langfristige Umweltänderungen versuchen sich Waldbäume anzupassen, indem sie ihre Gestalt ändern, etwa tiefere Wurzelsysteme oder kleinere Kronen ausbilden. Individuen, die sich nicht erfolgreich anpassen, sterben ab und werden von der Fortpflanzung ausgeschlossen. Dadurch vererben nur angepasste Individuen ihre Eigenschaften an die nachfolgende Generation; die Anpassung der Wälder an sich wandelnde Umweltbedingungen wird so optimiert. Der laufende Klimawandel kann diese natürlichen Anpassungsprozesse allerdings durch seine hohe Geschwindigkeit überfordern.

Tabelle 2 gibt einen Überblick über einige zu erwartende Folgen des Klimawandels für Waldökosysteme in Deutschland. Es wird deutlich, dass die Risiken des Klimawandels gegenüber den Chancen deutlich überwiegen.

Tabelle 2: Mögliche Folgen des Klimawandels für Wälder in Deutschland

Klimaänderung Auswirkung Folgen
Wärme Erhöhung der mittleren Luft- und Bodentemperaturen Höhere Verdunstung und Verlust von Wasserressourcen im Boden
Unproduktive Veratmung benötigter Reservestoffe
Kohlenstoffverluste aus Waldböden
Häufige Hitzewellen Schädigung von Blatt- bzw. Nadelgeweben
Erhöhte Absterberate von Baumindividuen (insbesondere Verjüngung)
Erhöhte Waldbrandgefahr
Abkürzung von Frost- und Kälteperioden Erhöhte Winteraktivität mit höherer Veratmung von Reservestoffen
Erhöhte Windwurfgefahr durch aufgeweichte Waldböden
Ausweitung der Vegetationsperiode Höhere Produktivität (im Falle ausreichender Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit)
Erhöhte Gefahr von Früh- und Spätfrostschäden
Erhöhtes Befallsrisiko von Schaderregern
Niederschläge Verstärkte trockenphasen Verminderte Produktivität
Höhere Absterberate
Höhere Anfälligkeit gegenüber Schaderregern
Erhöhte Waldbrandgefahr
Häufigere Starkregenereignisse Überflutungsgefahr steigt
Erhöhte Absterberaten durch Wechsel von extremen Feucht- und trockenperioden
Windklima Häufigere und intensivere Stürme Windwurf- und Windbruchgefahr steigt
Erhöhte Windigkeit Erhöhte Verdunstung (trockenheitsgefahr steigt)
Wechselwirkungen mit Organismen Geänderte symbiotische Beziehungen (z.B. Bestäubungssysteme, Mykorrhiza) Geänderte Produktivitäts- und Fortpflanzungsbedingungen
Erhöhter Befall von Schaderregern (Insekten, Pilze, Bakterien, etc.) Geringere Produktivität, höhere Absterberaten
Änderung der Konkurrenz zwischen verschiedenen Pflanzen- und Tierarten Änderung der Produktivität und Vitalität, erhöhte Absterberaten (?)
Änderung der Artenvielfalt
Einwanderung neuer Arten (Neophyten, Neozoen) Beeinträchtigung der Artenvielfalt
Verlust seltener Arten


Bei der Fülle der Wirkungsmöglichkeiten ist anzumerken, dass das Zusammenwirken mehrerer oder aller genannten Klimafolgen deutlich drastischer ausfallen kann als die Summe der Einzelwirkungen. Nicht berücksichtigt sind zudem die Wechselwirkungen zwischen dem Klimawandel und immer noch hoher Belastung durch Luftverunreinigungen.

Eine Schlüsselstellung für die Zukunft der Wälder spielt die klimabedingte Änderung der Lebensbedingungen von in Wäldern lebenden Schadorganismen. Der Klimawandel wird die Lebensbedingungen vieler blattfressender und holzzerstörender Insekten sowie wurzel- und stammbesiedelnder Pilze vermutlich verbessern. In Verbindung mit sich häufenden Witterungsextremen ist damit zu rechnen, dass sich die Schäden durch solche Organismen erhöhen. Diese können die Produktivität und Vitalität einer Gruppe mindern, bis hin zum Absterben ganzer Bestände. Wichtige Gruppen von Schaderregern wie blatt- und nadelfressende Insekten oder Borkenkäfer werden von den Waldschutzabteilungen der Forstverwaltungen und Forschungsanstalten der Länder beobachtet. Vermehren sich diese in Massen (Gradation), schlagen die Forstanstalten im Zuge einer Kosten-Nutzen-Abwägung entsprechende Bekämpfungsmaßnahmen vor.

Daneben wird erwartet, dass zunehmend nichtheimische Pflanzen- und Tierarten (Neophyten, Neozoen) einwandern. Veränderte Konkurrenzbeziehungen zwischen heimischen und nichtheimischen Arten können dann zusätzliche Probleme verursachen, wenn erwünschte heimische Arten verdrängt werden und die biologische Vielfalt in den betroffenen Wäldern sinkt. Die Gefahren des Klimawandels zu minimieren und die Anpassungsfähigkeit der Wälder zu verbessern, ist daher ein vorrangiges Ziel der aktuellen waldökologischen und waldbaulichen Forschung in Deutschland und weltweit.
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Walter Seidling, Andreas Bolte

Zur Person

Walter Seidling

geb. 1953, Studium der Biologie; Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Waldökologie und Waldinventuren des Johann Heinrich von Thünen-Instituts, Eberswalde (vTI-WOI), Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei. Forschungsschwerpunkte: Wirkungen von Luftverunreinigungen und Klimawandel auf Wälder (Forstliches Umweltmonitoring), Biodiversität in Wäldern.


Zur Person

Andreas Bolte

geb. 1966, Studium Forstwissenschaften, Apl. Prof. (Universität Göttingen), Leiter des Instituts für Waldökologie und Waldinventuren des Johann Heinrich von Thünen-Instituts, Eberswalde (vTI-WOI). Forschungsschwerpunkte: Wald, Waldbewirtschaftung und Klimawandel, Wasser- und Stoffkreisläufe in Wäldern, Wurzelökologie von Bäumen, Baumkonkurrenz in Waldbeständen, Umweltwirkungen von Kurzumtriebsbeständen.


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