Borkenkäferdynamik im Klimawandel: die Bedeutung der Landschaftsebene

Der Klimawandel wirkt auf die Waldentwicklung direkt über steigende Temperaturen und veränderte Niederschlagsmuster und indirekt über Änderungen im Störungsregime. Wo die Fichte (Picea abies) dominiert, ist der Borkenkäfer ein Schlüsselfaktor in der zukünftigen Waldentwicklung, doch die vielfältigen Interaktionen zwischen Baumbestand, Borkenkäfer und Witterung bzw. Klima sind schwierig zu analysieren. Um diese Einflüsse quantifizieren zu können, wurden Wald-Landschaftsmodelle wie LandClim entwickelt. Typischerweise kombinieren diese Modelle Prozesse der lokalen Waldentwicklung (Wachstum, Mortalität, Verjüngung) mit solchen, die auf der Landschaftsebene ablaufen (Samenausbreitung, Bewirtschaftung, Störungen). Dieser Artikel zeigt anhand von LandClim, wie Wald-Landschaftsmodelle strukturiert sind und wie sie angewendet werden können, um die zukünftige Waldentwicklung auf Landschaftsebene abzuschätzen. Im Fallbeispiel wurde die Dynamik von Störungen durch den Buchdrucker (Ips typographus) im Dischmatal bei Davos (Kanton Graubünden) unter historischem Klima und unter einem Klimawandelszenario mit jeweils zwei Windwurfszenarien untersucht. Die Simulationen zeigten einen markanten Anstieg der käferbedingten Fichtenmortalität im Zuge des Klimawandels und einen verstärkenden Effekt von Windwurf auf Käferschäden, der nur beim Klimawandelszenario, nicht aber unter dem historischen Klima auftritt. Wir diskutieren den breiten Anwendungsbereich von LandClim, der von der klimaadaptiven Bewirtschaftung bis zur Störungs- und Paläoökologie reicht, sowie die Nachteile, die sich aus der generellen Modellstruktur ergeben. LandClim eignet sich am besten, um die relative Bedeutung von Klima-, Störungs- und Bewirtschaftungseffekten zu verstehen, aber weniger, um den Holzvorrat, die Stammzahl oder das Erntepotenzial präzise vorherzusagen.

Climate change affects forest development directly through rising temperatures and changing precipitation patterns and indirectly through changes in the disturbance regime. Bark beetles are a key factor in the future development of forests dominated by spruce (Picea abies), but the manifold interactions between forest stand, bark beetles and weather and climate are difficult to analyse. To quantify these influences, forest landscape models such as LandClim have been developed. These models typically combine processes of local forest development (growth, mortality, regeneration) with those taking place at landscape level (seed dispersal, forest management, disturbances). This article uses the example of LandClim to show how forest landscape models are structured and how they can be applied to model future forest development at the landscape level. In a case study in the Dischma valley near Davos (canton of Grisons, Switzerland) we investigated the dynamics of disturbances by the European spruce bark beetle (Ips typographus) under past climate and under a climate change scenario with two windthrow scenarios. The simulations showed a marked increase in beetle-induced spruce mortality under climate change and an amplifying effect of windthrow on beetle damage, which only occurred under climate change but not under the past climate. We discuss the broad application of LandClim, which ranges from climateadaptive management to disturbance ecology and palaeoecology, and the disadvantages resulting from the general model structure. LandClim is best suited to understand the relative importance of climate, disturbance and management effects, but less suited for precise predictions of timber supply, stem numbers or harvesting potential.