Inf.bl. Forsch.bereich Wald 7, 2001 1
7
ISSN 1424-5701
Wald
2001Swiss Federal Research Institute WSL
Informationsblatt Forschungsbereich
Eidg. Forschungsanstalt WSL CH-8903 Birmensdorf
Institut fédéral de recherches WSL Istituto federale di ricerca WSL
Abb. 1: Das Feuerexperiment bei San An- tonino TI. In einer ehemaligen Kastanien- selve, in der sich seit 100 Jahren kein Wald- brand ereignete, wurde 1998 ein kontrollier- ter Waldbrand gelegt (Bild: P. Duelli/WSL).
Grosse Dynamik nach Waldbränden auf der Alpensüdseite
Waldbrände wecken oft zwiespältige Gefühle: einerseits vernichtet das Feuer den Wald sowie die in ihm lebenden Pflanzen und Tiere; für Siedlun- gen und Verkehrswege können Gefahren entstehen. Andererseits sind Wald- brände für die Biodiversität in Waldökosystemen sehr bedeutsam. For- schungsergebnisse aus dem Tessin zeigen, dass die kleinräumigen Wald- strukturen und die Artenvielfalt nach einem Waldbrand zunehmen. Im Laufe dieses Projektes wurden mehr als zehn für die Schweiz neue Tierarten und sogar eine für die Wissenschaft neue Gattung entdeckt.
Marco Moretti, Marco Conedera und Peter Duelli Pollenanalytische Untersuchungen zei-
gen, dass die Alpensüdseite der Schweiz von Natur aus eine waldbrandgefährde- te Region ist. Seit dem Neolithikum vor 6500 Jahren lösten menschliche Aktivi- täten regelmässig Brände aus. Während der Bronze- und Eisenzeit kam es am häufigsten zu Waldbränden, weil der Mensch das Feuer für die Brandrodung einsetzte. Mit der Einführung der Ka- stanie während der Römerzeit und der späteren intensiven Landnutzung im Mittelalter nahm die Häufigkeit von
Waldbränden deutlich ab (Tinner et al.
1999). Erst seit 1960 nimmt sie wieder zu, weil die Intensität der land- und forstwirtschaftlichen Tätigkeiten immer mehr abnahm. Ehemals offene Flächen wurden wieder zu Wald, und immer mehr brennbares Material häufte sich an. Der generelle Anstieg der Feuerge- fahr führte an feuergefährdeten Stand- orten zu hohen Feuerfrequenzen, wel- che die Waldentwicklung stark beein- flussen (Conedera et al. 1997).
Feuerregime als Standortfaktor
Die Auswirkungen von Waldbränden auf das Ökosystem hängen nicht nur davon ab, in welcher Jahreszeit, wie intensiv und wie lange es brennt, son- dern auch wie häufig. Diese Kombina- tion von Einflussfaktoren bezeichnet man als das Feuerregime. In einer feu- eranfälligen Region wie der Alpensüd- seite der Schweiz muss man das Feuer- regime im weitesten Sinne als einen Standortfaktor bezeichnen, der die Ent- wicklung der Waldökosysteme mass- geblich beeinflusst.
Im Gegensatz zum Mittelmeerraum ereignen sich die meisten Waldbrände an den Südhängen des Alpenbogens in den trockenen Wintermonaten, ins- besondere zwischen Januar und April (Conedera et al. 1997). Es handelt sich dabei meistens um Oberflächenfeuer (Lauffeuer), bei denen die Feuerfront schnell voranschreitet. Dadurch ent- stehen oberirdisch und in der obersten
Editorial
Extreme Naturereignisse haben in den letzten Jahren grosses menschliches Leid und immense materielle Schä- den verursacht. Der Orkan «Lothar»
beispielsweise kostete in der Schweiz 29 Menschen das Leben. Die materi- ellen Einbussen werden auf knapp 1,8 Milliarden Franken geschätzt. Die in- direkten Folgen und Schäden, das gilt auch für den Wald, sind kaum zu quan- tifizieren, wie Sie dem neu erschiene- nen Buch «Lothar. Der Orkan 1999»
(siehe Hinweis auf Seite 8) entneh- men können.
Nach extremen Naturereignissen werden auch Wissenslücken deutlich, neue Fragen entstehen. Wir informie- ren Sie in dieser Ausgabe über zwei neue Projekte, die wir nach «Lothar»
begonnen haben. Wir untersuchen darin, wie sich der Orkan ökonomisch auswirkt und wie man bei der Wieder- bewaldung Geld sparen kann. Doch Stürme kosten und schaden nicht nur, sie können sich auch positiv auswir- ken. Dies zeigt der Bericht über die Forschungen in einem hessischen Waldreservat, in dem sich elf Jahre nach «Vivian» ein bis zu acht Meter hoher strukturreicher Jungwald eta- bliert hat. «Vivian» führte aber nicht nur im Wald zu neuen Strukturen: die Gemeinde Schwanden richtete nach dem Sturm ihren Forstdienst und den Waldbau neu aus und erhielt dafür den Binding-Waldpreis. Wir gratulieren der Preisträgerin, die in ihren Wäldern mit der WSL und anderen Partnern die Folgen von «Vivian» untersucht.
Ein häufig von Menschenhand aus- gelöstes Naturereignis ist der Wald- brand. Im nebenstehenden Bericht er- fahren sie, dass Feuer auch eine posi- tive Seite haben kann. Die Forscher staunten auf mehreren Brandflächen über die dynamische Entwicklung der Pflanzen- und Tierwelt und entdeck- ten sogar mehrere Tierarten erstmals in der Schweiz. Naturereignisse kön- nen also, je nach Blickwinkel, unter- schiedlich bewertet werden. Eine span- nende Lektüre wünscht Ihnen
Reinhard Lässig
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und Baumarten erleiden fatale Schä- den an ihrem Wachstumsgewebe (Kambium). Nur dickborkige Baumar- ten wie Eichen, alte Birken und Kasta- nien schaffen es – dank der isolieren- den Wirkung der Borke – oberirdisch unbeschädigt zu überleben. Die unter- irdischen Pflanzenteile hingegen wer- den kaum vom Feuer beeinträchtigt.
Wieder austreibende Arten wie die Kastanie, der Adlerfarn und das Pfei- fengras sowie vom Wind verbreitete Arten sind diesbezüglich eindeutig im Vorteil. Sie bilden schnell neue Triebe oder aus Samen entstehende Pflanzen.
Sie sind gegenüber Arten, die schwere- re Samen ausbilden, und solchen, die sich nicht vegetativ verjüngen, im Vor- teil und können Brandflächen schnel- ler besiedeln.
Diese selektive Wirkung des Feuers verstärkt sich bei einer höheren Feuer- frequenz: Durch die wiederholten Brän- de werden die Wälder immer lichter, das Binnenklima ist weniger ausgegli- chen als früher und der Regen wäscht die Aschen aus, so dass dem Boden Nährstoffe verloren gehen. Bei hohen Feuerfrequenzen dominieren somit zu- nächst wenige, eher anspruchslose Ar- ten, die mittels unterirdischer Organe überleben, aus diesen schnell neue Trie- be bilden können und/oder Pioniercha- rakter aufweisen. Im Falle der Kastani- enwälder gehören vor allem die Edelka- stanie, die Hänge-Birke, die Robinie, der Adlerfarn, das Pfeifengras und der Besenginster zu den schnellen Besied- lern südalpiner Waldbrandflächen (Hof- mann et al. 1998, Delarze et al. 1992).
Direkte Wirkungen vom Feuer auf wirbellose Tiere
Entgegen den Erwartungen hat sich die Artenzusammensetzung der wirbello- sen Fauna nach einem Lauffeuer kaum verändert (Moretti et al. 1998). Je nach Lebens- und Verhaltensweise der ein- zelnen Tierarten reduziert zwar das Feuer die Individuenzahl stark, löscht jedoch in der Regel keine Art aus. Im Feuerexperiment beeinträchtigte die Hitzeeinwirkung diejenigen Arten am meisten, die in der Streuschicht über- wintern bzw. leben (z.B. Spinnen und Laufkäfer). Aber auch die Populatio- nen mehrerer in der Streu lebender Wanzen- und Ameisenarten nahm um bis zu 90 Prozent des Gesamtbestandes ab (Herzog 1998). Arten, die haupt- sächlich unterhalb der Streuschicht überwintern (Asseln, Tausendfüssler), sowie fliegende Arten (z.B. Bockkäfer, Prachtkäfer, Bienen, Wespen, Wan- zen) kamen kaum zu Schaden.
In frisch gebrannten Waldflächen kann die Artenzahl kurzfristig sogar zunehmen, weil auf Rauch und Wärme (Infrarot) spezialisierte Tierarten ange- zogen werden. In den Kastanienwäl- dern der Alpensüdseite trifft dies z.B. zu für die Wanzenart Aradus lugubris, die Laufkäferart Agonum quadripunctatum und einzelne Mückenarten (Wyniger und Duelli 2000; Hördegen und Duelli 2000; Bernhard Merz, pers. Mitt.).
Mosaik der Waldstruktur fördert Biodiversität
Die Individuen, die ein Feuer überle- ben, müssen sich an die vorübergehend lockere Struktur des Baumbestandes und an die üppige Entwicklung der Bodenvegetation und Stockausschlä- ge anpassen. Diese Veränderungen bie- ten lichtbedürftigen sowie wärme- und trockenheitsliebenden Arten, die in geschlossenen Wäldern kaum vorkom- men, für Jahre bis Jahrzehnte einen Lebensraum. Im Fall von wiederholten Waldbränden wird die Waldstruktur mit der Zeit so vielfältig, dass man am gleichen Ort sowohl Arten findet, die typisch für Wälder sind, als auch sol- che, die üblicherweise in strukturrei- chen lichten bis offenen Flächen leben (Moretti et al. 1998). Es ist also vor allem das Mosaik der Waldstrukturen, das die Biodiversität fördert (Abb. 2).
Die relative Dominanz der verschie- denen wirbellosen Tierarten ändert sich mit zunehmender Zeit seit dem letzten Feuer und mit der Anzahl der Wald- brände pro Zeitabschnitt. Am artenreich- sten sind die Standorte, die dreimal und Abb. 2: Strukturreiche, mehrfach abgebrand-
te Waldfläche ob Locarno (Bild: P. Marxer/
WSL).
Bodenschicht kurzfristig sehr hohe Temperaturen. Doch nur wenige Zen- timeter unter der Bodenoberfläche wirkt sich das Feuer kaum noch aus, wie ein Feuerexperiment zeigte (Abb. 1). Lauf- feuer breiten sich zum Teil sprunghaft aus, so dass in den Brandgebieten im- mer wieder nicht verbrannte Inseln verbleiben. Diese Tatsache muss man bei der Interpretation der ökologischen Folgen von Waldbränden unbedingt berücksichtigen.
Der wissenschaftliche Ansatz
Die Auswirkungen von Waldbränden sind noch viele Jahre über das Ereignis hinaus spürbar. Um die langfristigen Folgen innert nützlicher Frist zu erfas- sen, wählten wir den «space for time»
Ansatz: in verschiedenen Kastanien- Niederwäldern, die auf vergleichbaren Standorten standen, untersuchen wir die Entwicklungen der Vegetation so- wie der Populationen wirbelloser Tier- arten. Die Wälder waren in den letzten dreissig Jahren, in denen sich nur Win- terbrände ereigneten, unterschiedlichen Feuerregimen ausgesetzt. Wir wissen von allen Standorten, wann und wie häufig sich Waldbrände ereigneten.
Wirkung von Feuer auf die Vegetation
Während eines Waldbrandes ensteht in der Regel eine grosse oberirdische Ther- mik. Diese wirkt sich schädlich auf pflanzliche Gewebe aus. Die empfind- lichen unverholzten Pflanzenteile ver- brennen meist völlig und die glattrindi- gen Stammteile der verholzten Strauch-
Riassunto
Il Sud delle Alpi è la regione della Sviz- zera più colpita dagli incendi boschivi, soprattutto nel periodo tardo-invernale.
Le componenti dell’ecosistema reagi- scono in maniera differenziata al pas- saggio del fuoco, soprattutto in caso di incendi ripetuti. La vegetazione viene ridotta a poche specie pirotolleranti. La fauna invertebrata non subisce invece riduzioni in termini di numero di specie, ma presenta un’evoluzione successiva delle cenosi in funzione dei cambiamen- ti a livello strutturale del soprassuolo.
La diversità massima è raggiunta in sta- zioni ripetutamente disturbate dal fuoco(convivenza tra specie di bosco e di spazi aperti). Una diversità determi- nata da fattori strutturali e quindi proba- bilmente ottenibile anche con altri tipi di disturbo, come per esempio la gestione a ceduo.
Inf.bl. Forsch.bereich Wald 7, 2001 3 Résumé
Le Sud des Alpes est la région de Suisse la plus touchée par les incendies de forêt, notamment à la fin de l’hiver. Les composantes de l’écosystème réagissent de manière différente au passage du feu, spécialement en cas d’incendies répé- tés. Seule la végétation pyrophyte sur- vit. La faune invertébrée ne subit pas de réduction en termes de nombre d’espè- ces mais la biocénose évolue en fonc- tion des changements de la structure du peuplement. La diversité maximale se constate dans les stations incendiées plu- sieurs fois (les espèces vivant dans la forêt cohabitent avec celles colonisant les trouées). Cette diversité est détermi- née par des facteurs structurels ; elle peut probablement aussi être obtenue par d’autres facteurs de perturbation, comme le régime du taillis.
mehr in den letzten 30 Jahren gebrannt haben. Hier entstehen Lebensgemein- schaften, die für gestörte Ökosysteme typisch sind. Oft haben sie nur eine oder wenige stark dominante Arten, sowie eine grosse Anzahl begleitender Arten mit geringer Individuenzahl.
Mit waldbaulichen Massnahmen die Biodiversität vergrössern?
Die zahlreichen neuen und offenen Waldstrukturen und die dynamische Entwicklung nach einem Waldbrand führen zur Frage, ob im Kastaniengür- tel nicht auch waldbauliche Eingriffe
wie Niederwaldschläge die gleichen Auswirkungen auf die Biodiversität er- zielen können wie Waldbrände. Die frühere Niederwaldwirtschaft hat zum Teil mit sehr kurzen Umtriebszeiten gearbeitet und dementsprechend dün- ne Sortimente produziert. Es ist daher nicht auszuschliessen, dass sie in den vergangenen Jahrhunderten einen we- sentlichen Beitrag zur Erhaltung der Biodiversität auf der Alpensüdseite geleistet hat. Eine moderne Bewirt- schaftung der Niederwälder lässt sich jedoch nicht einfach mit einer Verkür- zung der Umtriebszeit realisieren, denn heute werden Qualitätssortimente mit relativ dicken Durchmessern ange- strebt. Es wäre daher interessant her- auszufinden, ob man mit dieser wald- baulichen Variante die Effekte von Waldbränden simulieren und damit die Biodiversität erhöhen könnte.
Die bis jetzt durchgeführte Wald- brandforschung hat gezeigt, dass noch viel Fragen zur Biodiversität der Ka- stanienwälder auf der Alpensüdseite offen sind. Es gibt noch vieles zu ent- decken, das zeigen eindrücklich die massenhaften Fänge von Arten, die bis jetzt als selten galten (z.B. die Bienen- arten Lasioglossum minutulum und L.
pygmaeus) oder die vielen Arten, die im Rahmen dieser Studie erstmals in der Schweiz festgestellt wurden (2 Bie- nen-, 2 Wespen-, 1 Spinnen-, 1 Amei- sen-, 1 Fliegen-, 1 Assel-, 1 Laufkäfer- und 6 anderen Käferarten). Sogar eine neue Fliegengattung (Pseudheleodro- mia) konnte für die Wissenschaft ent- deckt werden.
Literatur
Conedera, M.; Marxer, P.; Moretti, M.; Tin- ner, W., 1997: Waldbrandforschung an der FNP Sottostazione Sud delle Alpi.
Recherche sur les incendies de forêt «FNP Sottostazione Sud delle Alpi. Schweiz.
Wald/Forêt Suisse 12/97: 18–23.
Delarze, R.; D. Caldelari; Hainard, P., 1992:
Effects of fire on forest dynamics in south- ern Switzerland. J. Veg. Scie., 3: 55–60.
Herzog, S., 1998: Der direkte Einfluss des Feuers auf die Arthropodenfauna bei ei- nem Waldbrandexperiment im Kanton Tessin, Diplomarbeit ETHZ, 75 S.
Hördegen, Ph.; Duelli, P., 2000: Die Aus- wirkung der Feuerfrequenz und der Zeit- spanne zum letzten Feuerereignis auf Laufkäfer (Cerambicidae) in Kastanien- wäldern der Südschweiz. Mitt. Dtsch. Ges.
allg. angew. Entomol. 12: 303–305 Moretti, M.; Patocchi, N.; Conedera, M.;
Duelli, P.; Edwards, P.J., 1998: The in- fluence of single and repeated fires on invertebrates in chestnut forests in south- ern Switzerland: first results. In: Tra- baud, L. (ed) Fire Management and Landscape Ecology. Washington, Inter- national Association of Wildland Fire.
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Hofmann, C.; Conedera, M.; Delarze, R.;
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Sturmflächen kostengünstig wieder bewalden
Im Dezember 1999 haben die Stürme «Lothar» und «Martin» über zehn Millionen Bäume entwurzelt. Auf vielen Sturmflächen haben sich bereits zahlreiche junge Bäume angesamt. Oft sind auch Samenbäume vorhanden, die genügend Naturverjüngung der gewünschten standortgerechten Baumar- ten erwarten lassen. Wo beides nicht zutrifft, kann eine Pflanzung zweckmäs- sig sein. Die WSL untersucht, wie solche Pflanzungen kostengünstig angelegt werden können. Dabei wird insbesondere die Trupppflanzung getestet.
Peter Brang
Verjüngungsschwierigkeiten auf Sturm- flächen in tieferen Lagen sind zwar nicht die Regel, kommen jedoch vor.
Typisch ist folgender Fall: «Lothar»
hat einen Fichtenbestand auf einem Buchenwaldstandort geworfen; pri- märe Waldfunktion ist die Holzpro-
duktion; der heute noch lockere Brom- beerteppich dürfte bis in zwei Jahren die Fläche lückenlos anderthalb Meter hoch bedecken; die Vorverjüngung fehlt weitgehend oder wurde bei der Holzerei beschädigt; Samenbäume standortgerechter Baumarten fehlen.
In diesem Fall wird der gewünschte Jungwald verzögert aufkommen. Zu- dem werden sich in den kommenden Jahren vorwiegend Pionierbaumarten (Birken, Vogelbeeren, Weiden) und Fichten ansamen. Bis sich die Zielbaum- arten in naturnaher Mischung einstel- len, kann es mehrere Jahrzehnte dauern.
Wer nicht so lange warten will, wird pflanzen.
Lausanne Murten
Zell Habsburg Urtenen
Eiche Bergahorn
Bonfol Bülach
Versuchsfläche mit
Abb. 1: Lage der Versuchsflächen.
