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Testpflanzungen zukunftsfähiger Baumarten

 

Kantonale Forstdienste, Forstbetriebe, Baumschulen und Forschende der WSL schaffen in den Jahren 2020 bis 2022 ein Netzwerk von 59 Testpflanzungen zukunftsfähiger Baumarten in der ganzen Schweiz. Insgesamt über 55'000 Bäumchen sollen über mehrere Jahrzehnte beobachtet werden und Informationen zur Eignung der Baumarten im Klimawandel liefern. So entsteht eine einzigartige Infrastruktur für Forschung und Praxis.

 

Es wird wärmer und im Sommer trockener. Dies hat Auswirkungen auf die klimatische Eignung der Baumarten auf ihren heutigen Wuchsorten und damit auf zukünftige Waldleistungen. Auf vielen Waldstandorten werden unter den klimatischen Bedingungen, welche gegen Ende des 21. Jahrhunderts erwartet werden, andere Baumarten besser wachsen als diejenigen, welche heute dort gedeihen. Während ein Teil der zukunftsfähigen Baumarten bereits dort vorkommt, wo ihnen das Klima in Zukunft wahrscheinlich zusagt, fehlen andere ganz.

In diesem Kontext stellt sich in der Forstpraxis die wichtige Frage:

Welche der Baumarten, die gegen Ende des 21. Jahrhunderts auf einem Standort als geeignet gelten, können dort bereits heute gedeihen?

 

Zur Untersuchung dieser Frage wurde das Projekt «Testpflanzungen zukunftsfähiger Baumarten» gestartet. Im Rahmen dieses Projektes entsteht seit Herbst 2020 ein Netzwerk von 59 koordinierten Testpflanzungen in der ganzen Schweiz (Abbildung rechts). An über 55'000 Bäumchen wird über 30 bis 50 Jahre untersucht  , wie sich Baumarten und Samenherkünfte in unterschiedlichen Umweltbedingungen bewähren. Dies dient Grundlage für standortsspezifische Baumartenempfehlungen. Die wissenschaftliche Fragestellung lautet, welche Umweltfaktoren das Überleben, die Vitalität und das Wachstum der untersuchten Baumarten und Provenienzen (Synonym: Herkünfte) entlang von grossen Umweltgradienten bestimmen.

Der grosse Gewinn des geplanten Projekts liegt im koordinierten Vorgehen, das umfassende und belastbare Aussagen zum Gedeihen der Baumarten über grosse Umweltgradienten möglich macht. Das Projekt ist eine Folgeaktivität des Forschungsprogramms «Wald und Klimawandel», das BAFU und WSL von 2009 bis 2018 durchgeführt haben.

 

Baumartenwahl

Die in Testpflanzungen im fixen Design zu testenden Baumarten wurden in einem mehrstufigen Prozess unter Einbezug der Einschätzungen von Kantonsvertretern und weiterer ExpertInnen ausgewählt. Der Prozess ist im Bericht «Baumartenwahl für Testpflanzungen» beschrieben. Das Baumartenset besteht aus einem Kernset von 9 Baumarten, die in etwa 35 Testpflanzungen umfassenden Tests unterzogen werden sollen, und einem Ergänzungsset von 9 weiteren Baumarten, welche in etwa 15 Pflanzungen getestet werden sollen.

Mit den 18 im Versuch berücksichtigten Baumarten werden viele derjenigen Baumarten, die in den Schweizer Wäldern im Klimawandel als potenziell zukunftsfähig gelten, in den geplanten Testpflanzungen vertreten sein. Für die Baumarten des Kernsets sind belastbare Aussagen und Vergleiche über breite Umweltgradienten möglich, wogegen für die Baumarten des Ergänzungssets, die auf einer kleinere Anzahl Testpflanzungen gepflanzt werden, die Aussagekraft geringer ist.

 

Kernset (9 Arten)Ergänzungsset (9 Arten)
Abies alba (Weisstanne)
Acer pseudoplatanus (Bergahorn)
Fagus sylvatica (Buche)
Larix decidua (Lärche)
Picea abies (Fichte)
Pinus sylvestris (Föhre)
Pseudotsuga menziesii (Douglasie)
Quercus petraea (Traubeneiche)
Tilia cordata (Winterlinde)
Acer opalus (Schneeballblättriger Ahorn)
Acer platanoides (Spitzahorn)
Cedrus atlantica (Atlaszeder)
Corylus colurna (Baumhasel)
Juglans regia (Nussbaum)
Prunus avium (Kirschbaum)
Quercus cerris (Zerreiche)
Quercus robur (Stieleiche)
Sorbus torminalis (Elsbeere)

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Versuchsdesign

Alle Testpflanzungen weisen ein konsistentes Versuchsdesign auf, das aussagekräftige statistische Auswertungen erlaubt. Das Versuchsdesign beinhaltet sowohl die Verteilung der Baumarten auf die Testpflanzungen als auch die Anordnung der Pflanzen innerhalb jeder einzelnen Testpflanzung. Das Versuchsdesign wurde zusammen mit anderen Forschenden erarbeitet, durch externe Statistiker überprüft und in der Folge so optimiert, dass die Ergebnisse möglichst aussagekräftig sein werden. Die 59 Testpflanzungen sind über alle in der Schweiz vorkommenden biogeographischen Regionen und Höhenstufen verteilt. Jede Testpflanzung wird in 3 Blöcke unterteilt. Innerhalb jedes Blocks kommen alle für die jeweilige Testpflanzung vorgesehenen Baumarten und Provenienzen einmal vor. Jede Baumart wird zufällig einem Plot zugeteilt, wobei die Anzahl Baumarten pro Testpflanzung und damit die Anzahl Plots variabel ist. Jeder Plot ist wiederum in 4 Subplots unterteilt, denen 4 der 7 Provenienzen zufällig zugeordnet werden. Jeder Subplot enthält 9 Einzelbäume einer Provenienz.

Die benötigte Flächengrösse für die einzelne Testpflanzung ergibt sich aus der Anzahl der zu testenden Baumarten und der Höhe des angrenzenden Bestandes, welche die Breite des nötigen Randstreifens beeinflusst. Der Pflanzabstand beträgt 2 m, die Breite des Zwischenstreifens zwischen den Plots 4 m. Der Flächenbedarf beträgt bei 4 Baumarten ca. 0,75 ha und bei 10 Baumarten ca. 1,3 ha.

Im gesamten Versuch werden für jede Baumart 7 Provenienzen getestet (bei einigen Baumarten gelang es nicht, so viele Provenienzen zu beschaffen). Damit die Versuchsfläche jedoch deswegen nicht zu gross wird, werden pro Testpflanzung jeweils nicht alle 7, sondern nur jeweils 4 Provenienzen jeder Baumart getestet. Während eine Provenienz als Referenz-Provenienz in allen Testpflanzungen getestet wird, in denen die Baumart vorkommt, werden jeder Testpflanzung 3 der restlichen 6 Provenienzen zufällig zugeteilt. Jede dieser 6 Provenienzen kommt somit in der Hälfte der Testpflanzungen vor. Dieser Kompromiss ermöglicht, die herkunftsbedingte Variabilität innerhalb der Baumart relativ breit abzudecken, ohne den Flächenbedarf pro Testpflanzung zu vergrössern.

Zur Erfassung des lokalen Klimas wird auf jeder Versuchsfläche eine automatisierte Klimastation betrieben. Dabei wird auch die Bodenfeuchtigkeit gemessen.

Weitere Angaben zum Versuchsdesign können im Bericht «Versuchsdesign für Testpflanzungen» nachgelesen werden.

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Projektgeschichte und weitere Planung

Die Kantone wurden Mitte März 2018 eingeladen, Versuchsflächen vorzuschlagen, die den beschriebenen Anforderungen genügen (Bericht «Auswahl der Versuchsflächen für Testpflanzungen»). Zwischen November 2018 und Juli 2019 hat das Projektteam WSL 125 der insgesamt 172 von den kantonalen Forstdiensten vorgeschlagenen Flächen besucht. Im Juli 2019 wurden 57 Versuchsflächen ausgewählt und die zu testenden Baumarten zugeteilt (Bericht: „Auswahl der Versuchsflächen für Testpflanzungen“, später kam es noch zu kleineren Änderungen an der Flächenauswahl und Baumartenzuteilung, und es kamen noch 2 Versuchsflächen im Kanton Baselland hinzu). Alle Versuchsflächen werden vertraglich langfristig gesichert.

Die Herkünfte wurden in einem aufwändigen Prozess ausgewählt (Bericht «Provenienzwahl und Pflanzgutbeschaffung»). Das Pflanzgut wurde in Zusammenarbeit mit vielen Schweizer Baumschulen und ausländischen Partnern beschafft. Die meisten Pflanzen ziehen die Forstbaumschulen Emme AG an, wenige Baumarten werden auch im Vivaio des Kantons Tessin (Lattecaldo) und im Versuchsgarten der WSL angezogen.

Die Pflanzungen begannen im Herbst 2020 in Bergün (Graubünden). Sie sollen im Frühjahr 2023 abgeschlossen werden.

Die Einrichtung und Pflege der Versuchsflächen wird teils durch Programmvereinbarungen zwischen Bund und Kantonen finanziert. Dazu wurde im Handbuch PV 2020-2024 der Tatbestand LI 4.2 «Verjüngungsbeobachtungsflächen» geschaffen. Zudem beteiligen sich die Kantone massgeblich an der Finanzierung der eigenen Flächen.

Die Planung sieht vor, bis Frühjahr 2023 alle Versuchsflächen zu bepflanzen. Nachpflanzungen finden bei grossen Ausfällen nach Bedarf statt. Erstmals im Sommer 2021 wird der Zustand der gepflanzten Bäume (auf den bereits bepflanzten Flächen) erfasst. Diese Inventuren sollen in den ersten Jahren alljährlich, später in Abständen von mehreren Jahren durchgeführt werden.

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