Niederschlagsradar und Blitzortung im Forstbetrieb

Der Umgang mit dem Klima und dem Klimawandel gehört im Forstbetrieb zum Alltag. Klimainformationen und -trendanalysen bilden die Grundlage waldbaulicher, waldschutzfachlicher, forsttechnischer, ertragskundlicher und letztendlich betriebswirtschaftlicher Entscheidungen. In dem Zusammenhang entstehen Unsicherheiten z.B. durch (1) kurze, unter- und abgebrochene Klimazeitreihen, (2) die begrenzte Verfügbarkeit von Punktinformationen an Klimamessstationen und deren notwendige Regionalisierung für Kartenprodukte, (3) die Eignung einzelner Klimaparameter für die jeweils konkrete forstliche Fragestellung sowie durch (4) die Vielfalt an Emissionsszenarien, daraus abgeleiteten Klimaprojektionen und den Fokus auf sehr unterschiedliche zukünftige Planungszeiträume (vgl. Bolte et al. 2008, Bundesregierung 2008, Frischbier und Profft 2008, Gömann et al. 2015). Moderne Niederschlagsradar- und Blitzortungsdaten bereichern heute ganz aktuell den Fundus verfügbarer Klimainformationen. Dadurch entstehen neue ergänzende Klimazeitreihen, die flächig statt punktbezogen vorliegen – also keiner Regionalisierungstechnik bedürfen. Ob daraus geeignete Klimaparameter für forstliche Fragen hervorgehen, gilt es rechtzeitig zu prüfen und womöglich die bereitstellende Institution zur Produktion dieses Climate Data Services für den Forstsektor zu bewegen.

Besonders Witterungsextreme, wie Frost, Hitze, Dürre, Starkregen, Hagel und Sturm, sind bisher kaum in forstlichen Planungen integriert. Zu den wenigen Ausnahmen zählen die Beachtung der Winterhärtezonen bei der Baumartenwahl (Bannister und Neuner 2001) und waldbauliche Schlussfolgerungen aus Post-Sturmanalysen (Clasen et al. 2008, Albrecht 2009). Für eine umfassende Berücksichtigung von Klimaextremen mangelt es häufig noch an ausreichend langen Beobachtungszeitreihen mit guter räumlicher Abdeckung, sowie an der akzeptablen Modellierung der Extreme in Klimaprojektionen. Für sommerliche Unwetter im Zeitraum von April bis September (sog. atmosphärische Feuchtkonvektion, Abb. 1) liefern Radar- und Blitzklimatologien möglicherweise flächendeckende Ansätze zur retrospektiven Auswertung und Synthese im Forst.

Auswertungen nach den Stürmen "Vi­vien, Wiebke, Lothar und Kyrill" haben zur Klärung von Schadursachen aus dem Komplex Gelände-Standort-Baumart-Waldstruktur-und-Waldbehandlung für den klassischen Fall des Wintersturmes beigetragen (z.B. Schütz et al. 2006, Clasen et al. 2008). Die Abb. 3 ver­deut­licht aber für den Fall des Gesamtwaldes im Bundesland Thüringen, dass in der 25-jährigen Zeitreihe des Thüringer Wald­schutz­melde­wesen immerhin im Durch­schnitt knapp 25 % des jährlichen Wurf- und Bruchholzes aus den Sommer­monaten Mai bis September stammen. Im langjährigen Durchschnitt verursachten sommerliche Unwetter unplanmäßige Nutzungen in der Höhe von etwa 1 % - in extremen Jahren (1997) auch 14 % - der gesamten regulären Holznutzung in Thüringen. Multipliziert man den mittleren Sommer-Schadholzanfall dieser Zeitreihe von im Mittel 36,6 Tsd. Fm a^-1 mit einem durchschnittlichen Holzpreis von 75 € Fm^-1, so sind in Thüringen ca. 2,75 Mio. € a^-1 Umsatz aus Holzerlösen unmittelbar verknüpft mit Unwetterschadereignissen im Sommerhalbjahr.

Im Gegensatz zu Winterstürmen sind bei Sommerereignissen möglicherweise andere regionale Schadschwerpunkte zu beklagen (vgl. Abb. 2). Sehr wahrscheinlich gelten aber auch ab-weichende Wirkmechanismen, z.B. bei Bäumen im belaubten Zustand oder bei frostfreien, nieder-schlagsdurchweichten Böden. Ein tieferer Blick in das Waldschutzmeldewesen deckt beispiels-weise für 2010-2015 auf, dass Laubholz - im Gegensatz zum Winterhalbjahr (5,5 %) - im Sommer-halbjahr 10,7 % des Schadholzes ausmacht. Dabei dominieren Rotbuche und Ahorn-Arten.

Wegen mehrmals veränderter Forstamts- und Revierstrukturen können die registrierten Schadholzmengen in 2004-2015 nur auf die robuste, großräumige Flächeneinheit des Wuchsbezirkes normiert werden. Für die insgesamt auswertbaren 42 Wuchsbezirke in Thüringen waren zwischen Mai und September im Durchschnitt zwar nur 0,09 Fm ha^-1 a^-1 Schadholz zu beklagen, maximal sind jedoch bis zu 4,5 Fm ha^-1 a^-1 über den gesamten Wuchsbezirk hinweg in Extremjahren gemeldet worden (11.5. "Südthüringisch-Oberfränkisches Trias-Hügelland, Bruchschollenland" in 2005, 2.8 "Nordthüringisches Trias-Hügelland, Südliches Harzvorland" in 2015).

Als besonderes Projekt im Zusammenhang mit Niederschlagsradar- und Blitzdaten hat sich das FFK Gotha von ThüringenForst-AöR gemeinsam mit der Thüringer Klimaagentur am TLUBN in Jena 2014-2015 mit möglichen Auswirkungen sommerlicher Unwetter auf das Waldwegenetz befasst. Den Anstoß hierfür liefert § 25 ThürWaldG, in dem für den Bau und die Unterhaltung von Waldwegen und sonstigen baulichen Anlagen die Berücksichtigung vorherrschender Gegebenheiten eingefordert wird. Damit verbunden ist der Auftrag aus dem Thüringer Klima- und Anpassungsprogramm (TMLNU 2009) für die Wald- und Forstwirtschaft, „räumlich differenzierte Risikoanalysen […] in Thüringen mit Hilfe der Klimaforschung“ durchzuführen (S. 39). Forstliche Erschließungs- und Waldwegesysteme sind durch den Klimawandel verwundbar, sog. vulnerabel. Für erdgebundene Wege, Grabensysteme, Brücken, Durchlässe usw. ergeben sich besondere Gefahren aus zunehmenden Starkregenereignissen, aus Erosionen und Hangrutschungen sowie aus Überschwemmungen und Oberbodendurchfeuchtungen. Ein Zusammenhang zwischen globalen Rekordniederschlägen und dem anthropogenen Klimawandel ist inzwischen belegt (Lehmann et al. 2015) und auch für Europa quantifiziert (Zunahme um ca. 30 % zwischen 1901 und 2010). Besonders exponiert sind bei solchen Nassereignissen das reliefbetonte Gelände, Unterhänge, Kerbtäler usw. sowie Anlagen in Bach- oder Flussnähe, im Grenzbereich zu Quellbereichen, zu Moor-, Retentions- und Feuchtflächen.

Der Einfluss (sog. Impact) von niederschlagsreichen Unwettern auf das Waldwegenetz kann erheblich sein (Abb. 5). Die Gewährleistung der Rundholzlogistik und des normalen Forst-betriebes, wie Maschinen- und Unternehmereinsatz, Revierdienst, Zuwegung für Wald- und Forst-schutzkontrollen, ist mitunter längerfristig beeinträchtigt. Daneben verursachten beispielsweise die Hochwässer 2013 nach Starkregenereignissen Schäden an Waldwegen und Ingenieurbauten im Wald bei ThüringenForst-AöR in Höhe von ca. 2-3 Mio. € (vgl. ThüringenForst-AöR 2014). Die Schadenssumme der Hochwässer 2013 an wasserbaulichen Anlagen, Verkehrswegen etc. des Landes Thüringen insgesamt beträgt laut TLUG (2013) ca. 15 Mio. €. In der Niedersächsischen Harzregion sorgte ein Tief mit Dauerregen im Juli 2017 für Schäden i.H.v. 650.000 € an Wegen und Bauwerken im Landeswald, 750.000 € an Wald- und Wanderwegen im Nationalpark Harz und rund 500.000 € im Stadtforst Goslar (Sohns 2018).

Das Risiko witterungsinduzierter Beeinträchtigungen des Waldwegesystems wird laut Risikokata­log von ThüringenForst-AöR mit ca. 400.000-500.000 € pro Jahr, einer hohen Eintrittswahrschein­lichkeit und erheblichen Auswirkungen inklusive Imageschäden bewertet (ThüringenForst-AöR 2014 und unveröff. 2018). 2015 waren etwa 4,8 Mio. lfm Waldwege im Landeswald erfasst (11,6 Mio. lfm im Gesamtwald), weitere 670 Tausend lfm Wege sind geplant (2,6 Mio. lfm im Gesamt­wald). Im digitalen Wegeinformationssystem von ThüringenForst waren außerdem insgesamt 255 Brücken, 13.472 Durchlässe und 61 Tunnel, Unterführungen und Durchfahrten (davon im Lan­deswald 159 bzw. 7.354 und 36) registriert und kartiert. ThüringenForst-AöR investiert jährlich etwa 7,7 Mio. € in die Wegeunterhaltung und den ökologischen Waldwegebau (ThüringenForst-AöR 2015). Das forstliche Waldwegenetz übernimmt zusätzlich Funktionen als Wander-, Rad-, Reit- und Skiwegenetz, für die Zuwegung des Katastrophen- und Rettungsdienstes, insbesondere hinsichtlich Erreichbarkeit und Gewährleistung des Rettungspunktesystems Forst und für den Waldbrandschutz.