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Wasserreservoir Wald

Auswirkungen unterschiedlicher Baumarten auf die Grundwasserneubildung

Der Klimawandel erfordert neue Strategien. Trockenheitstolerante Baumarten sollen den Wald künftig stärken. Doch wie sich Douglasie und Co. auf die Grundwasserentwicklung auswirken, ist bisher kaum erforscht. Das wollen Wissenschaftler der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) gemeinsam mit der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA) im Rahmen des Waldklimafonds-Projekts „KLIBW-GW“ untersuchen. Das kürzlich gestartete Verbundvorhaben wird von den Bundesministerien für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) gefördert.

Douglasien und Roteichen sind tolerant gegenüber Trockenstress und damit die idealen Kandidaten für den Wald im Klimawandel. Bisher ist noch wenig über den Einfluss dieser Baumarten auf den Bodenwasserhaushalt und das Grundwasser bekannt. Eine möglichst genaue Ermittlung der Grundwasserneubildungsmenge ist jedoch von hoher Bedeutung, da die Grundwasservorkommen unter Wäldern in Deutschland aufgrund ihrer guten Qualität besonders intensiv genutzt werden.

Die Methodik zur Bestimmung der Grundwasserneubildung unter Wäldern ist aufwändig und messintensiv. Um trotzdem die Auswirkungen der neuen Baumartenmischung auf das Grundwasser abschätzen zu können, werden die Messungen der Waldklimafonds-Experten durch Modellierungen der Wasserflüsse ergänzt.

In dem Projekt soll der gesamte Pfad des Wassers von der Atmosphäre über den Baumbestand bis in das Grundwasser in drei Untersuchungsgebieten nachvollzogen werden. Bei den ausgewählten Beständen handelt es sich jeweils um Reinbestände der Baumarten Douglasie, Roteiche, Traubeneiche, Kiefer, Fichte und Buche. Durch die Verknüpfung von geophysikalischen, bodenkundlichen und forsthydrologischen Untersuchungen soll der Einfluss dieser Baumarten auf den Bodenwasserhaushalt und die Grundwasserneubildung quantifiziert und ausgewählten Parametern – Transpirationsverhalten, Durchwurzelungstiefe etc. – zugeordnet werden.

Entscheidend für den Einfluss der Waldbäume auf das Grundwasser sind oberirdisch die baumartenspezifische Transpiration und die Interzeption. Letztere beschreibt den Anteil des Niederschlags, der die Vegetation benetzt und von dort direkt wieder verdunstet. Unterirdisch spielt die Wurzelwasseraufnahme eine wichtige Rolle.

Die Ergebnisse aus dem Vorhaben sollen als Entscheidungsgrundlage für forstliche und wasserwirtschaftliche Maßnahmen dienen. „Mit den Ergebnissen unseres Projekts möchten wir wichtige Grundlagen zum Ausgleich der Interessen von Forst- und Wasserwirtschaft bereitstellen“, erklärt Projektkoordinator Dr. Christoph Neukum von der BGR. Insbesondere durch die Daten zur Wasserdynamik von Douglasie und Roteiche können waldbauliche Empfehlungen für verschiedene Klimaszenarien abgeleitet und ergänzt werden. Die aus dem Projekt gewonnenen Zusammenhänge zwischen Baumartenwahl und Grundwasserneubildung sollen dazu beitragen, die Wasserversorgung auch durch die neue, klimaangepasste Waldgeneration zu gewährleisten.

Das Waldklimafonds-Vorhaben „KLIBW-GW“ endet im November 2024.

Hintergrund:

Durch den Klimawandel und die damit einhergehenden Hitze- und Trockenperioden ist mit sinkenden Grundwasserneubildungsraten zu rechnen. Vor diesem Hintergrund nimmt die Bedeutung um das Wissen der Wasserflüsse innerhalb von Wäldern zu.

Während Laubbäume wie die Roteiche die Grundwasserneubildung erhöhen können, führt ein erhöhter Douglasienanteil in Wäldern voraussichtlich zu geringeren Sickerwasserspenden.

Die Bewertung der Auswirkung eines Baumartenwechsels auf den Wasserhaushalt, und insbesondere auf den Grundwasserpegel, erfolgt in der Praxis vorwiegend modellbasiert. Grund dafür ist das aufwändige und kostenintensive Verfahren zur Quantifizierung von Wasserflüssen in Wäldern.

Die Grundwasserneubildung gehört zu den Ökosystemleistungen des Waldes. Die Grundwasservorkommen unter Wäldern sind aufgrund der hohen Qualität des Sickerwassers für die Wasserversorgung Deutschlands essenziell. 98,3 Prozent des unter Wäldern gewonnenen Wassers entspricht den Standards für Trinkwasser. 

Der Waldklimafonds wurde im Juni 2013 als Bestandteil des Energie- und Klimafonds gemeinsam von BMEL und dem heutigen BMUV aufgelegt.

Die FNR ist seit 1993 als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe aktiv. Sie unterstützt als Projektträger auch Vorhaben der Förderrichtlinie Waldklimafonds.

Vorhaben:

Verbundvorhaben: Auswirkungen einer klimaangepassten Baumartenwahl auf die Grundwasserneubildungsmenge (KLIBW-GW)

Teilvorhaben 1: Bodenwasserdynamik und Grundwasserneubildung in Abhängigkeit von der Wasseraufnahme der Bäume im Wurzelraum

https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2220WK39A4

Teilvorhaben 2: Analyse der Bestandesstruktur zur Bestimmung von Interzeption, Wurzelwasseraufnahme und Transpiration

https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2220WK39B4

Fachlicher Ansprechpartner:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Benedikt Wilhelm
Tel.: +49 3843 6930-342
Mail: b.wilhelm(bei)fnr.de

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Martina Plothe
Tel.: +49 3843 6930-311
Mail: m.plothe(bei)fnr.de

PM 2022-07

Was wie ein verkabelter Waldboden aussieht, sind Messgeräte, um das Bodenwasser zu untersuchen. Durch die verschiedenen Messmethoden des Tensiometers (lange, schräg im Boden steckende Stäbe), der TDR-Sonden (kurze, schräg im Boden steckende Stäbe) und der elektrischen Widerstandsmessung (T-Spieße mit orangefarbenen Kabeln) lassen sich Rückschlüsse zum Wassergehalt und weiteren hydrologischen Parametern des Bodens ziehen. Foto: Matthias Sack (BGR)

Was wie ein verkabelter Waldboden aussieht, sind Messgeräte, um das Bodenwasser zu untersuchen. Durch die verschiedenen Messmethoden des Tensiometers (lange, schräg im Boden steckende Stäbe), der TDR-Sonden (kurze, schräg im Boden steckende Stäbe) und der elektrischen Widerstandsmessung (T-Spieße mit orangefarbenen Kabeln) lassen sich Rückschlüsse zum Wassergehalt und weiteren hydrologischen Parametern des Bodens ziehen. Foto: Matthias Sack (BGR)