Inf.bl. Landsch. 77, 2010 1
Informationsblatt Landschaft
ISSN 1661-5824
2010
77
Eidg. Forschungsanstalt WSL Institut fédéral de recherches WSL Istituto federale di ricerca WSL Swiss Federal Research Institute WSL CH-8903 Birmensdorf
Am 16. März 2010 wurde an der WSL in Anwesenheit der Presse der Er- gebnisbericht zum Landesforstinventar 3 (LFI3) vorgestellt, der dritte in Folge im Zehnjahresrhythmus. Auch wenn sich seit der Erstausgabe in den Achtziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts vieles zugetragen hat, das LFI ist sich augenfällig selbst treu geblieben: Das neue Buch ist wiederum stattlich, kaum leichter als seine beiden Vorgänger und wegen des unge- wohnten Formates A4 quer wie gewohnt herausragend (aus dem Bücher- regal). Nebst seiner Servicefunktion für die Forst- und Holzwirtschaft hat es im Zeitalter des Klimawandels das Potenzial für eine noch ausstehende umfassendere Naturraumanalyse.
Otto Wildi
Wir wissen über den aktuellen Zu
stand der Naturräume der Schweiz wenig, und noch weniger über dessen Veränderungen. Ausgenommen sind einige seltene Ökosysteme, wie z.B.
die Moore, und dank dem LFI Teil
aspekte des Waldes. Zum dritten Mal wurden in den Jahren 2004 bis 2006 nunmehr 6462 LFI-Probeflächen des quadratischen Netzes mit 1,414 km Maschenweite besucht, vermessen und beschrieben. Zusammen mit dem noch dichteren Netz der Luftbilderhe
bungen (500 m Maschenweite, 50829 Probeflächen im Wald) liefern uns solche Punkte eine grobe, aber flä
chenproportionle Waldkarte der Schweiz (Abb. 1).
Waldkarten
Karten kann man mit den verschie
densten Erhebungsmerkmalen her
stellen: mit im Wald geschätzten (z. B. der Jungwuchsanteil), mit ge
messenen (z. B. Durchmesser und Höhe der Bäume), mit aus Messungen hochgerechneten (z. B. das Holz
volumen) oder auch interpretierten Inhalten (z. B. Naturnähe des Baum
bestandes). Das ist der Grund dafür, dass sich im neuen LFI3Buch nicht weniger als 27 Schweizerkarten fin
den. Sie beziehen sich auf die Haupt
inhalte des LFI, die so genannten Waldressourcen, z. B. den Gesund
heitszustand des Baumbestandes, und
sie liefern viele Informationen über Möglichkeiten und Schwierigkeiten der Holzernte. Eigene Kapitel sind der Biodiversität der Wälder gewid
met, dem Zustand und der Funktion des Schutzwaldes, sowie sozioökono
mischen Aspekten, zu denen auch die Erholungsnutzung gehört.
Fokus auf der Ressource Holz
Seit das Schweizerische Landes
forstinventar geschaffen wurde, ha
ben sich die sozioökonomischen
Hauptanliegen unserer Gesellschaft merklich verschoben. Während zur Zeit des LFI1 die Holzproduktion als Hauptzielgrösse fast alleine da stand, sind unterdessen andere Grössen, wie beispielsweise die Kohlenstoffspei
cherleistung oder die Schutz und Erholungsfunktion für eine immer urbaner gewordene Bevölkerung zu Hauptanliegen geworden. Vom LFI3
The results of the third Swiss Natio
nal Forest Inventory carried out from 2004 to 2006 are now available in a handsome book with lots of tables and careful interpretations of the facts and figures. In line with the first In
ventory, it focusses on the needs of foresters and the wood processing in
dustry but it also presents data about the state of Swiss forest ecosystems.
New features have been added to the survey so that new questions about the various functions of the forests can be answered. The NFI is a treasu
re for anyone interested in solid data about our natural environment. As it still is a forest inventory, we do not get much information about the state of things outside the forest perimeter.
Schweizerisches Landesforstinventar, Ergebnisse der dritten Erhebung 2004–2006. U.-B. Brändli (red.)
Auf dem Weg zur Naturraumanalyse: Das LFI3-Buch ist da!
Abb. 1. Wälder der Schweiz im geografischen Raum, 4-km-Netz, gegliedert nach Höhenla
ge. Kartografische Darstellungen machen räumliche Prozesse sichtbar.
Fig. 1. Forests of Switzerland in the geographic space, 4 km grid, grouped according to alti
tude. Cartographic presentations show spatial processes.
Inf.bl. Landsch. 77, 2010 2 ganz klar am direktesten bedient ist
nach wie vor der Holzmarkt, und für dessen Bedürfnisse wurden viele Er
gebnisse nach Produktionsregionen gegliedert, differenziert nach Holz
sortimenten, Zugänglichkeit für die Holzernte (z. B. Qualität und Ober
flächenbelag von Erschliessungs
strassen), Holzernteaufwand, usw.
Quantifiziert sind also Produkte, die eine Sägerei von einem Waldbestand bezüglich Holzart, Durchmesser und Länge erwarten darf. Diese schon in den Vorgängerbüchern benutzte Auswertepraxis wurde beibehalten, wohl wissend, dass die moderne Holztechnologie heute aus fast jedem Holzsortiment marktkonforme Pro
dukte herstellen kann. Das gilt auch für Derbholz, das im Zeitalter der Holzschnitzelheizungen als Energie
lieferant willkommen ist und dessen Verfügbarkeit mittels LFIMethoden zwar nicht gemessen, aber durch Hochrechnungen geschätzt wird, und für das es wieder einen Markt gibt. Der Holzmarkt insgesamt, der vor einigen Jahrzehnten noch etwas lokaler funktionierte, ist inzwischen global geworden, mit China, den USA und Japan als Hauptabnehmer, auch für Holz aus der Schweiz. Trotz der Kleinheit unseres Landes dürften die Resultate des LFI3 auch in solchen Ländern von Spezialisten aufmerk
sam konsultiert werden, denn was sich bei uns abspielt, bildet globale Prozesse ab. Wer dann die deutsch
sprachige oder die gleichzeitig er
schienene französischsprachige Ver
sion vorziehen wird, dürfte schwierig zu eruieren sein. Alles in allem lernen wir daraus, dass im Schweizer Wald heute 427 Millionen m3 Holz stehen, was pro Hektare rekordverdächtige 364 m3 ergibt. Das ist der Stand von 2006, unmittelbar bei Beginn einer weltweit steigenden Nachfrage. Es ist also nicht auszuschliessen, dass mit dem LFI3 ein historischer Höchst
stand des Holzvorrates erfasst wurde.
Wald als Kohlenstoffspeicher
Der Beitrag zur Kohlenstoffdebatte ergibt sich mittels einer Reihe von Hochrechnungen. Umrechnungsfak
toren für verschiedene Waldtypen liefern das gesamte Holzvolumen und eine weitere Umrechnung ergibt die Biomasse der Vegetation, 284 Mil
lionen Tonnen im gesamten Schwei
zerwald. Davon sind 142 Millionen Tonnen gebundener Kohlenstoff. Das ist eine Zahl, die zu Zeiten des LFI1 höchstens einige Wissenschafter in
teressierte, die mit dem KyotoPro
tokoll aber heute zu einem wichtigen Umweltparameter geworden ist. Ein besonderer Knackpunkt ist dabei die Erfassung der unterirdischen Biomas
se, für die es bei LFIFelderhebungen keine brauchbare Messmethode gibt.
Eine grobe Schätzung kommt wie
derum durch eine Hochrechnung zu
stande, die auf Spezialuntersuchungen beruht. Im Moment gilt, dass durch
schnittlich 77 % der Biomasse oberir
disch, 23 % unterirdisch ist. In dieser Hinsicht hat das LFI einen Schritt in die neue Zeit geschafft.
Klima dominiert Naturraum
Das Landesforstinventar ist ein Bei
trag zu einer Naturraumanalyse, weil sich alle Informationen auf genau lokalisierbare Punkte beziehen und diese erst noch gleichmässig über die Landesfläche verteilt sind. Für alle diese Punkte gibt es sehr viele topo
grafische, vor allem aber auch klima
tische Daten von guter Qualität. So ist von jeder Fläche die genaue Hö
henlage bekannt (Abb. 1), sowie die Neigung und die Exposition, die bei
de in den Auswertungen des Buches Verwendung finden. Vorläufig noch kaum für Auswertungen im LFIBuch verwendet wurden klimatische Para
meter, die über komplizierte Model
le gerechnet werden müssen, jedoch heute verfügbar sind. Dass man aus
gerechnet von den Klimadaten so
wohl quantitativ (z. B. Holzvorrat, Zuwachs, Belaubung) als auch qua
litativ (Zusammensetzung der Vege
tation auf Artniveau, Wuchsform der Bäume, Phänologie) so viel von Inhalten des LFI zu erklären erhof
fen darf, hat mit der aktuell in Bewe
gung gekommenen Klimadiskus sion nichts zu tun. Dahinter steckt die Erfahrung verschiedenster Vegeta
tionsmodelle, dass in der Schweiz der Höhengradient die Umweltparameter dominiert wie kein anderer. Insbe
sonders bewährt haben sich die für die Schweiz interpolierten Daten von Klimastationen. Darunter befinden sich mehrere Parameter, die für das Wachstum und die Verbreitung der Bäume besonders wichtig sind, z. B.
die Mitteltemperatur des kältesten Monats des Jahres oder die Wasser
bilanz der Ökosysteme im wärmsten Monat. In weiter gehende Auswer
tungen einzubeziehen wären auch die verschiedenen Ansätze, die Dauer der Vegetationsperiode zu bestimmen oder die Risiken für Spätfröste und Trockenheitsschäden zu schätzen.
Die Einstrahlungssumme für jeden beliebigen Zeitraum zu bestimmen ist rechnerisch besonders aufwändig, jedoch für die wichtigsten Zeitinter
valle in speziellen Datenbanken vor
liegend. Die Kombination mit Daten des LFI ist technisch problemlos ge
geben.
Andere Räume
So wie die LFIDaten als Karten im geografischen Raum dargestellt wer
den können – vierdimensional, mit x, y und zKoordinate sowie der Zeit
achse – lassen sie sich auch in ganz andere «Räume» projizieren. Ein solcher Raum kann der klimatische sein, in Abbildung 2 stellvertretend mit den Waldbeständen des gröberen Netzes von 4 km Maschenweite dar
gestellt (Wohlgemuth et al. 2007, Wildi 2010). Die x-Achse ist die Jah
restemperatursumme, ein Mass für den Wärmekonsum der Wälder, die yAchse der Jahresniederschlag in Millimetern. Das sind zwei interes
sierende, wenig korrelierte Klimapa
rameter, die über die Wuchskraft der Bäume entscheiden. Aber es sind bei weitem nicht die einzigen. Wenn es darum geht, die Abhängigkeit des Baumwachstums und der Waldfunkti
onen vom Klima zu eruieren, so kann jeder LFI-Parameter in diesem Raum dargestellt werden. In Abbildung 2, wiederum stellvertretend für alle an
dern, sind es die Höhenstufen der Waldbestände. Diese Art der Darstel
lung zeigt die Schweiz aus einer ganz anderen Perspektive als der topogra
fischen: Dominiert wird der Natur
raum von einem markanten, linearen Höhengradienten vom Mittelland zu den Jurahöhen und den Voralpen, mit sinkendem Wärmeangebot und steigenden Niederschlägen. Links in der Grafik, von oben nach unten, manifestieren sich die zentralalpinen Verhältnisse mit sehr tiefen Tempera
turen und geringen Niederschlägen.
Oben rechts das Gegenteil: Bei im
mer noch hohen Niederschlägen ist auch das Wärmeangebot hoch. Das sind die Klimaverhältnisse im insub
rischen Bereich, im Tessin. Schliess
lich findet sich ein Gradient im un
tersten Bereich des Diagramms, wo die tief eingeschnittenen zentralal
pinen Täler aufscheinen, die warm und extrem trocken sind. Was sofort ersichtlich ist: Der klimatische Raum in Abbildung 2 liefert ein erheblich klareres Bild der Waldsysteme der Schweiz als die vertraute, topogra
fische Karte in Abbildung 1.
Inf.bl. Landsch. 77, 2010 3
Vegetationszusammensetzung
Ein interessanter Raum einer Natur
raumanalyse ist der kompositorische, der das gemeinsame Vorkommen von Pflanzen- und Tierarten beschreibt.
Dieser dient als Referenzsystem für Veränderungen im natürlichen Arten
gefüge, wie Eingriffe des Men schen in Gleichgewichtszustände (z. B.
Pflanzung von Exoten) oder die nicht kontrollierte Einwanderung inva
siver Pflanzenarten. Bislang war es nicht möglich, die vollständige Er
hebung der Vegetation in den LFI
Probeflächen zu finanzieren: es liegt nur eine Erhebung aus der Mitte der Neunziger Jahre vor, die im 4km
Netz durchgeführt werden konnte.
Das Abbild des daraus abgeleiteten Ähnlichkeitsraumes zeigt Abbildung 3, der Einfachheit halber wieder mit den Höhenstufen der Probeflächen versehen. Sowohl der geografische Raum (Abb. 1) wie auch der klima
tische Raum (Abb. 2) lassen sich da
rin wieder erkennen. Unschärfen in der Übereinstimmung dokumentieren Faktoren, die in diesem Gesamtkon
zept fehlen, wie z. B. das Verbrei
tungspotenzial der Arten oder die Nährstoffverhältnisse in den Böden unserer Wälder (siehe unten). Eine weitergehende Vegetationserhebung würde zur Verbesserung von Model
len beitragen, wie sie z. B. bei der Ermittlung der Naturnähe und des Biotopwertes der Waldbestände zur Anwendung gekommen sind.
Es gibt noch weitere Parameter, die sich bislang den Erhebungen der Feldequipen entzogen haben. Weil
keine Stammbohrungen durchgeführt wurden, bleibt das Baumalter unbe
kannt. Ferner liefert das LFI Daten zur Anzahl Baumarten in der Ober
schicht auf der Interpretationsfläche von 50 x 50 m, doch werden dazu nur Arten gezählt, die nach Schätzung der Feldteams einen Anteil am Kronen
deckungsgrad von mindestens 5 % aufweisen. Das wiederum ist eine Sichtweise, die der Holzernte dient, jedoch nicht der Bilanzierung der
«Ressource Biodiversität». Gleiches gilt für die Straucharten, die wohl ge
zählt, aber erst ab 40 cm Höhe erfasst werden. Somit ist die genaue Vege
tationszusammensetzung nur in den etwa 730 Probeflächen des 4 mal 4 km Netzes bekannt, in etwas mehr als jeder zehnten also.
Bodendaten fehlen zur Gesamtbilanz
Um das LFI zu einem umfassenden Bilanzmodell der Ressourcen weiter zu entwickeln, fehlen sodann noch zwei Komponenten: Die Wasserver
sorgung und die pflanzenverfügbaren Nährstoffe. Unter sonst identischen klimatischen Bedingungen verursa
chen sie die grössten Unterschiede sowohl in der Artenzusammenset
zung als auch in der Wuchskraft der Waldbäume. Richtig durchgeführte Bodenuntersuchungen geben darüber Auskunft, in welcher Tiefe wie viel Pflanzennährstoffe zur Verfügung ste
hen und wie leicht sie von den Pflan
zen aufgenommen werden können.
Gleiches gilt für das Bodenwasser,
dessen Verfügbarkeit (oder Fehlen) im Wurzelraum entscheidend ist.
Wozu dient denn der doch erhebliche Aufwand einer Bodenbeprobung für ein Gesamtmodell, beziehungsweise eine Gesamtbilanz? Mit jeder Holz- ernte wird auch eine erhebliche Men
ge an Pflanzennährstoffen aus dem Wald exportiert. Mit einer Gesamt- bilanz könnte entschieden werden, welche Auswirkungen dieser Export hat, wo er unbedenklich ist und wo er zu einer Verarmung des Systems führt. Weil im Einzugsgebiet neuer Holzschnitzelheizungen der Wald sehr intensiv genutzt wird, ist die
se Information nötiger denn je. Eine solche Nutzung bewirkt auch eine generell höhere Belastung der Bö
den selbst, die eine eigene, begrenzte Ressource darstellen. Sie werden vielleicht nur wenig abgebaut, brau
chen aber für ihre Regeneration Jahr
hunderte (vgl. montgomery, 2007).
Auch ihnen ist Sorge zu tragen.
Die oben geschilderte Lücke hängt mit dem Mitteleinsatz des LFI zusam
men. Die Erhebung von rund 6462 Probeflächen reichte mit dem gege
benen Budget bislang nicht für eine Bodeninventur und einer daraus re
sultierenden Bilanzierung des Nähr
stoffhaushaltes unserer Wälder. Es ist zu hoffen, dass dafür in Zukunft eine Lösung gefunden werden kann.
Zeitliche und inhaltliche Flexi bilität in Reichweite
Die kurzen Einsätze der Erhebungs
teams im Felde liefern trotz der nun Abb. 2. Wälder der Schweiz im klimatischen Raum, 4-km-Netz, gegliedert nach Höhenlage.
Allfällige Veränderungen zeigen klimatische Prozesse.
Fig. 2. Forests of Switzerland in a climatic space, 4 km grid, grouped according to altitude.
Changes within this framework indicate climatic processes.
Abb. 3. Wälder der Schweiz im flori
stischen Raum, 4-km-Netz, gegliedert nach Höhenlage. In solchen Darstellungen lassen sich Verschiebungen in der Artenzu
sammensetzung zeigen.
Fig. 3. Forests of Switzerland in a floristic space, 4 km grid, grouped according to al
titude. Graphs of the kind reveal shifts in species composition.
Inf.bl. Landsch. 77, 2010 4 dritten Inventur eine sehr einge
schränkte zeitliche Auflösung. Diese wurde schon in der Vergangenheit verbessert durch Umfragen bei den Forstdiensten. Wie aus dem Artikel von A. Lanz in dieser Nummer zu se
hen ist, wurde der Erhebungsmodus nach Abschluss des LFI3 geändert:
Ab sofort sind die Erhebungsteams jährlich unterwegs. Immer besser werden auch die Ergebnisse der Luft
bildinventur, denn die bislang etwa 6 Jahre umfassenden Intervalle für eine flächendeckende Befliegung der Schweiz sollen erheblich verkürzt werden. Bei den hoffentlich reali
sierbaren Vegetations und Bodener
hebungen sind Wiederholungen im Zehnjahresrhythmus nicht angezeigt, sie können als vorläufig einmalige
LFI4: Tradition und neue Perspektiven
Im Schweizerischen Landesforstinventar hat die Zukunft bereits begonnen.
Die Datenerhebungen LFI4 wurden letztes Jahr in einem kontinuierlichen (jährlichen) Modus initiiert. Im Beitrag werden das neue Design und die Auswirkungen auf die Produktion und Interpretation der Ergebnisse erläu- tert. Die Nutzer werden zukünftig aktueller über Zustand und Tendenzen im Schweizer Wald informiert werden. Es öffnen sich neue Möglichkeiten der Datenanalyse, etwa in Form von Kleingebietsschätzungen und einer flexiblen Wahl des Untersuchungszeitraums.
Adrian Lanz
The fourth Swiss National Forest Inventory is already under way. Un
like the three previous inventories for which the surveys were carried out in three years with regular intervals of 10 years, the new inventory will have continuous surveys over 9 years. With this new mode of data collecting re
sults can be produced more readily and new types of data analyses will be possible. Thanks to the new sam
pling design, people interested in fo
rest data about current developments will no longer have to wait until the completion of the whole survey.
Inventur über 9 Jahre
Die Ergebnisse der dritten Erhebung des Landesforstinventars sind soeben veröffentlicht worden. Die Folge
erhebungen haben unter dem Code
namen LFI4 aber bereits im letzten Jahr begonnen. Im Gegensatz zu den bisherigen Inventuren in den Jahren 1983–85, 1993–95 und 2004–06 ist es geplant die Wiederholungsmes
sungen auf den rund 7000 perma
nent eingerichteten Waldprobeflächen verteilt über 9 Jahre durchzuführen (2009–2017). Im LFI4 wird jährlich ein Neuntel der 7000 Proben von den Feldequipen im Gelände besucht.
Jede Jahrestranche ist für sich eine für den Schweizer Wald repräsenta
tive Stichprobe.
Wie bisher wird mit aktuellen Luft
bildern und falls notwendig im Ge
lände überprüft, ob an den Schnitt
punkten des 1,414 km mal 1,414 km Netzes neue Waldproben entstanden sind (Waldflächenzunahme).
Für die Produktion der Ergebnisse steht somit jährlich eine aktualisier
te, repräsentative Stichprobe für den Schweizer Wald zur Verfügung. Die Grundidee besteht jedoch darin, die Ergebnisse mehrerer Jahre zusammen
zufassen. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt veröffentlichten Schät
zungen sind demnach Mittelwerte aus den Jahren bis . Mathema
tisch ausgedrückt, lautet die Schät
zung dann
wobei die Schätzung aus dem Jahresnetz bezeichnet und das Gewicht, welches dieser Schät
zung bei der Bildung des Mittelwerts für die Periode bis zugespro
chen wird
( ).
Die Varianz der Schätzung ist
Die Konsequenzen, welche sich aus dem neuen Stichprobenauswahl
verfahren (Design) und dem neuen Schätzverfahren ergeben, werden nachfolgend kurz diskutiert.
Jahresstichproben und gleitende Mittelwerte
Es ist mit dem vorgeschlagenen Algo
rithmus nicht möglich, Schätzungen für den gerade aktuellen Zustand des Schweizer Waldes zu machen. Die LFIErgebnisse beziehen sich immer auf frühere Zustände. Dies war auch in den bisherigen LFI immer der Fall.
Da die Felderhebungen jeweils 3 Jah
re in Anspruch nahmen, waren die publizierten Ergebnisse als mittlerer Zustand der 3 Jahre zu interpretieren.
Neu entsteht in zweierlei Hinsicht eine gewisse Flexibilität. Erstens be
züglich der Anzahl Jahre über wel
che die Schätzungen gemittelt wer
Messkampagnen organisiert werden.
Sie dürften aber das Anwendungs
spektrum auch der «alten» LFI-Bü
cher markant erweitern. Das neueste (auf deutsch und französisch) kann jetzt an der WSL bezogen werden – verrechnet werden nur die Versand
kosten.
Literatur
montgomery, D. R., 2007: Dirt. The Erosion of Civilizations. University of California Press, Berkley, Los Angeles.
Wildi, O., 2010: Data Analysis in Vegetation Ecology. WileyBlackwell, Chichester.
Wohlgemuth, t.; moser B.; Brändli, u.-B.; Kull, P.; schütz, m., 2008:
Diversity of forest plant species at the community and landscape scales in Swit
zerland. Plant Biosystems 142: 604–613.
