Standortkartierung in Sachsen Fit für den Klimawandel?
Rainer Petzold, Rainer Gemballa, Frank Jacob, Frank Symossek, Henning Andreae
Gliederung ❙
Standortkartierung – Was ist das ?
❙
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ?
❙
❙
Neubewertung „alter“ Daten – Substratfeuchtestufen
❙
Dynamische Klimagliederung
❙
Digitale Reliefanalysen
❙
Erfassung von Zustandseigenschaften
Standortkartierung für die Praxis ❙
Laufende Kartierung
❙
Nutzen der Standortkartierung für die Waldbau-Planung
2 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortskartierung in Sachsen
Was ist Standortkartierung?
❙
„Standortserkundung ist wichtig …
❙
… aber ganz schön teuer.“
❙
„In den Standortskarten steht doch alles drin.“
❙
„Die Standortskarten stimmen bei mir sowieso nicht.“
❙
„Zur Standortkartierung steht was im Waldgesetz?“
3 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortskartierung in Sachsen
Was ist Standortkartierung im SächsWaldG ? ❙
§6 (2) 3: ❙
❙
„ Auf geeigneten Standorten soll eine nachhaltige, möglichst hohe und hochwertige Holzerzeugung unter Erhaltung oder Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit angestrebt werden, sofern nicht anderen Erfordernissen der Vorrang einzuräumen ist.“
§22 (1):
❙
„Die für die Wälder aller Eigentumsarten vorhandene Standortkartierung ist nach einheitlichem Verfahren durch den Freistaat Sachsen und auf dessen Kosten fortzuschreiben.“
4 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Was ist Standortkartierung?
„ Die steigenden Anforderungen an den Wald (…) sind nachhaltig nur erfüllbar, wenn das Leistungsvermögen des Naturraums umfassend betrachtet wird. Dieses Leistungsvermögen zu erkunden und auf Karten mit Erläuterungen praxisnah darzustellen, ist Aufgabe der Standortserkundung.“
Dietrich Kopp & Walther Schwanecke (1994) 5 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Was ist Standortkartierung? ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot Lage
Klima
Wärmeangebot
Wasserangebot
Boden
Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 6 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Was ist Standortkartierung? ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot Lage
Klima
Wärmeangebot
Wasserangebot
Boden Standortsmerkmale unterliegen einem stetigen Wandel
Dynamisierung der Standortskarte Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 7 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ❙
„Was Du ererbt von Deinen Vätern hast,…
Altdaten der Standortserkundung:
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-
10 000 Profilaufnahmen (Boden & Vegetation)
-
1 000 Altweiserprofile mit Laboranalysen
-
> 2 500 Arbeitskarten
-
40 Erläuterungsbände
-
…
…erwirb es, um es zu besitzen.“ (Der Tragödie erster Teil, Goethes Faust)
8 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot Lage
Klima
Wärmeangebot
Wasserangebot
Boden Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 9 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Neubewertung „alter“ Daten
Ausschnitt aus dem Feld-“Formular“ zum 1. Bodenprofil der Standortskartierung 1950/51 im Revier Altenberg
10 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
(Datenbasis: DGM2 © GeoSN 2013)
Standortkartierung in Sachsen
Neubewertung „alter“ Daten
• Digitale Aufbereitung von Sachdaten (seit 2002!) • Verortung von Altweiserprofilen & • Verknüpfung mit Sachdaten GIS-Beratung Karas 11 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Neubewertung „alter“ Daten
Rund 1000 Altweiserprofile mit Laboranalysen zu
Körnung Skelettgehalt Trockenrohdichte …
12 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Neubewertung „alter“ Daten Schluff [M.%]
Ton [M.%]
TRD [g/cm³]
Skelett [Vol.%]
Zahnaer SandBraunerde (Za.S)
Bodentiefe [cm] 100 50
Sand [M.%]
150
Nedlitzer SandBraunerde (Ne.S)
13 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Überarbeitung der Substratfeuchteeinstufung nWSK [mm oder l/m²] bis 80 cm Tiefe haftfeucht
j
haftfrisch
h
mäßig haftfrisch
g
speicherfrisch
e
mäßig speicherfrisch
d
mäßig speichertrocken
c
speichertrocken
b
sehr speichertocken
a
speicherdürr
x
Lokalbodenformen aus Sand 14 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Substratfeuchteeinstufung
lehmiger Sand
Pflanzenverfügbarer Bodenwasserspeicher bis 80 cm Bodentiefe
stark kiesiger Sand
= 115 l/m² mäßig speicherfrisch
15 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
= 40 l/m² speicherdürr
Standortkartierung in Sachsen
Substratfeuchteeinstufung
lehmiger Sand
Pflanzenverfügbarer Bodenwasserspeicher bis 80 cm Bodentiefe
stark kiesiger Sand
= 115 l/m² mäßig speicherfrisch
16 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
= 40 l/m² speicherdürr
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot
Klima
Lage
Wärmeangebot
Wasserangebot
Boden
Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 17 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Dynamische Klimagliederung
Messperioden grau: 1901-1950 farbig: 1971 – 2000 18 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Dynamische Klimagliederung T em peraturin°C Jahresdurchschnittstemperaturen Jahresdurchschnittstemperaturen[˚C]
Kf Hf Mf Mm Uf Uk
Um Utt Ut Tm Tt
3
4
5
6
7
8
9
Messperioden grau: 1901-1950 farbig: 1971 – 2000 19 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
10
Dynamische Klimagliederung T em peraturin°C Jahresdurchschnittstemperaturen Jahresdurchschnittstemperaturen[˚C]
Kf Hf Mf Mm Uf Uk
Um
N ieder sch laginm m Jahresdurchschnittsniederschläge Niederschlag im Jahresdurchschnitt [mm]
Utt
Kf
Ut Tm Tt
Hf Mf Mm Uf
3 Uk
4
5
6
Um Ut Tm Tt 20 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold 500
600
700
800
8
9
Messperioden grau: 1901-1950 farbig: 1971 – 2000
Utt
400
7
Standortkartierung in Sachsen 900
1000
1100
1200
10
Dynamische Klimagliederung
21 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
VII > 190
trocken & submediterran
VI
V
trocken
mäßig trocken bis mäßig frisch &
1
& sommerwarm bis mäßig kühl
sommerwarm bis mäßig kühl
III sehr frisch bis feucht & mäßig warm
IV
II
mäßig frisch & mäßig kühl
sehr frisch bis feucht & mäßig kühl
I
80 - 110
winterkalt
110 – 140
140 – 165
165 – 190
Vegetationszeitlänge [Tage/Jahr] 4 mäßig mäßig sommer3 kühl warm warm 2
submediterran
Dynamische Klimagliederung
sehr frisch bis feucht & winterkalt -40 … -25
-25 … -12,5
-12,5 … 0
0 … 12,5
extrem sommertrocken
stark sommertrocken
mäßig trocken
mäßig frisch
12,5 … 50 sehr frisch
feucht
Klimatische Wasserbilanz [mm/Vegetationszeitmonat]
22 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
VII > 190
trocken & submediterran
VI
V
trocken
mäßig trocken bis mäßig frisch &
1
& sommerwarm bis mäßig kühl
sommerwarm bis mäßig kühl
III sehr frisch bis feucht & mäßig warm
IV
II
mäßig frisch & mäßig kühl
sehr frisch bis feucht & mäßig kühl
I
80 - 110
winterkalt
110 – 140
140 – 165
165 – 190
Vegetationszeitlänge [Tage/Jahr] 4 mäßig mäßig sommer3 kühl warm warm 2
submediterran
Dynamische Klimagliederung
sehr frisch bis feucht & winterkalt -40 … -25
-25 … -12,5
-12,5 … 0
0 … 12,5
extrem sommertrocken
stark sommertrocken
mäßig trocken
mäßig frisch
12,5 … 50 sehr frisch
feucht
Klimatische Wasserbilanz [mm/Vegetationszeitmonat]
23 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
VII > 190
trocken & submediterran
VI
V
trocken
mäßig trocken bis mäßig frisch &
1
& sommerwarm bis mäßig kühl
sommerwarm bis mäßig kühl
III sehr frisch bis feucht & mäßig warm
IV
II
mäßig frisch & mäßig kühl
sehr frisch bis feucht & mäßig kühl
I
80 - 110
winterkalt
110 – 140
140 – 165
165 – 190
Vegetationszeitlänge [Tage/Jahr] 4 mäßig mäßig sommer3 kühl warm warm 2
submediterran
Dynamische Klimagliederung
sehr frisch bis feucht & winterkalt -40 … -25
-25 … -12,5
-12,5 … 0
0 … 12,5
extrem sommertrocken
stark sommertrocken
mäßig trocken
mäßig frisch
12,5 … 50 sehr frisch
feucht
Klimatische Wasserbilanz [mm/Vegetationszeitmonat]
24 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot
Lage
Klima
Wärmeangebot
Wasserangebot
Boden
Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 25 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen ❙
Reliefbedingte Wasserhaushaltsstufen
Südwest
26 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
27 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
28 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
29 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
30 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
31 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
Tharandt
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg S-Berg
Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
32 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
Tharandt
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg S-Berg S-Berg
Tharandt Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
33 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Digitale Reliefanalysen
Tharandt
•
Hangposition
•
Landschaftsformen
•
Direkte Sonneneinstrahlung
•
Topografischer Feuchteindex
•
Hillshade als Expositionsindex: schattig neutral besonnt
S-Berg S-Berg S-Berg S-Berg
Tharandt Tharandt Tharandt
(Datenbasis: DGM10 © GeoSN 2013)
34 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung im (Klima-) Wandel ❙
Faktoren für das Waldwachstum und Standortsmerkmale Stoffeinträge (Stäube, NOX , SO2 , CO2 …)
Lichtangebot Lage
Klima
Wärmeangebot
Wasserangebot
Bodenzustand Nährstoffangebot Waldbauliche Steuerung & (historische) Nutzung 35 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Zustandseigenschaften ❙
Wandel des bodenchemischen Zustands Bodenzustandserhebung (BZE), Beispiel Gesamt-Kohlenstoffvorrat
Relative Anteile [%] einzelner Bodenschichten am Gesamtkohlenstoffvorrat
106 t/ha
110 t/ha
100% 80%
Relativer Anteil [%] einzelner Bodenschichten
60% 40%
18 %
-6 %
14 %
+2 %
18 %
+1 %
10 % 20 %
+3 %
12 %
L+Of
16 %
Oh
19 %
0-5cm
10 %
5-10cm
23 %
30-60cm
20% 0%
13 %
13 %
7%
7%
BZE BZE1I ~ 1997 36 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
10-30cm
60-90cm
BZE II BZE2 ~ 2007 Standortkartierung in Sachsen
Zustandseigenschaften ❙
Entwicklung einer Methodik zur Erfassung und Regionalisierung von Zustandseigenschaften
Ansprache der Humusform
37 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
C/N-Verhältnis im Oh-Horizont
Standortkartierung in Sachsen
Zustandseigenschaften ❙
Hydrologische Eigenschaften und des C-Speichervermögens von Humusauflagen
Humusauflage als Wasserspeicher ?
Hydrophobie ?
38 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung für die Praxis ❙
Planungsgrundlage, z.B. für die Umsetzung waldbaulicher Strategien •
Dynamische Klimastufe
•
Nährkraftstufe (A, Z, M, R, K)
•
Bodenfeuchtestufe + Feuchteziffer (T1, T2, T3, W1…)
•
Substratfeuchte
•
Exposition (hillshade)
Eindeutige Zuordnung von Zielzuständen zu standörtlichen Gegebenheiten. 39 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung für die Praxis ❙
Laufende Kartierung nicht kartierte Flächen 2016 FoB Dresden (800 ha)
2017 FoB Taura (900 ha)
2018 FoB Leipzig ?
2019 FoB Chemnitz ?
2020 FoB Plauen ?
2015 FoB Oberlausitz (1500 ha)
2014 FoB Bärenfels (550 ha)
2014 FoB Plauen (450 ha) „Grünes Band“ – ArcSIE Standortprognose-Karte 40 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Standortkartierung in Sachsen Fit für den Klimawandel? ❙
❙
Grundlage ❙
für nachhaltige Waldbewirtschaftung
❙
Anpassung an (Klima-) Wandel
Erfahrungen aus 60 Jahren Standortserkundung ❙
❙
Wissenserhalt und Wissenstransfer
Weiterentwicklung
❙
Neubewertung von Standortsinformationen
❙
neue Werkzeuge für die Datenerhebung & -verarbeitung
❙
Integration von neuen Geoinformationen
41 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Standortkartierung in Sachsen
Danke an unsere Partner:
FAGUS-Forstplanung
GIS-Beratung Karas
42 | 02.04.2014| Dr. Rainer Petzold
Arbeitskreis Standortserkundung (SEA)
simFLUSS M. Lukes
Forestris AG
und viele weitere . . .
Standortkartierung in Sachsen
