Inf.bl. Forsch.bereich Wald 18, 2004 3 Am besten ist dies mit wenigen star-
ken Eingriffen, mit einer hohen Ener- gieausbeute (grosses Holzvolumen pro Flächeneinheit) und mit einer hohen spezifischen Holzdichte zu erreichen.
Kleine Räumungen und Entnahmen bis zu 80% des Vorrates dürfen kein Tabu sein. Häufig fördern diese sogar die Biodiversität.
Die Ernte und der Transport des Hol- zes müssen besser aufeinander abge- stimmt werden. Dabei muss es darum gehen, dass
– für die in Frage kommenden Holz- schläge die kostengünstigsten Ver- fahren für die Hackschnitzelernte bekannt sind;
– man weiss, wo im Wald wieviel Energieholz zu welchen Preisen – entsprechend den Anforderungen der Verbraucher, z.B. für 2 bis 3 Rp/kWh – genutzt werden kann;
– man im Hinblick auf günstige Dienstleistungspreise grosse Aufträ- ge an die Forst- und Fuhrunterneh- men vergibt. Dies garantiert eine hohe Auslastung der Arbeitssysteme und hält für beide Seiten die Trans- aktionskosten niedrig (z.B. dürfen Ausschreibungen von Aufträgen und die Vergabe von Konzessionen für Energieholzwälder kein Tabu sein);
– die Kosten für Umsetzung und Trans- port sowie für witterungsbedingte Störungen, die den Ablauf der Lie- ferkette unterbrechen, minimal sind;
– die Zusammenarbeit in der Produk- tions- und Lieferkette vertraglich so geregelt ist, dass für alle Akteure Anreize bestehen, die vereinbarten Holzmengen termingerecht bereit- zustellen;
– man bei allen Schritten versucht, von den besten Beispielen im In- und Ausland zu lernen;
– die Standardisierung in der gesam- ten Logistikkette vorangetrieben wird, und zwar jene des Roh- und Brennstoffes, jene der Bereitstel- lungstechnik, jene der Technik von Verbraucheranlagen, sowie jene der organisatorischen Abwicklung von Lieferungen.
Den Waldbesitzer motivieren
Für den Waldbesitzer lohnt sich die Nutzung von Energieholz momentan bekanntlich kaum. Er erwirtschaftet mit seinem Rohstoff keinen Gewinn;
der Erlös deckt bestenfalls die Ernte- kosten. Einziger Vorteil des Waldbe- sitzers ist die Möglichkeit, Koppel- produkte bzw. minderwertige Holz- sortimente abzusetzen und damit Forst- schutzprobleme im Nadelholz zu lösen sowie Folgekosten bei späteren Holz- erntemassnahmen zu vermeiden (Be- hinderungen durch liegen gelassenes Holz). Dass der Waldbesitzer Beiträge zur CO2-Reduktion erhält, ist noch nicht absehbar.
Damit zusätzliche Energieholzmen- gen aus dem Schweizer Wald mobili- siert und die Versorgung von Grossan- lagen (z.B. Holzvergasung/Methani- sierung) gesichert werden können, müssen die Waldbesitzer motiviert werden. Ausserdem ist von entschei- dender Bedeutung, dass die wirt- schaftlichen Vor- und Nachteile in der Energieholzkette auf alle Akteure gerecht verteilt werden.
Résumé
La Suisse voit également l'exploitation énergétique de la biomasse gagner en importance. Dans le cadre du projet ECOGAS, le WSL a examiné le poten- tiel lié à l'utilisation énergétique du bois et sa disponibilité économique dans la forêt suisse. A ce jour, les propriétaires de forêts n'exploitent que la moitié des trois millions de mètres cubes de bois qui pourraient être valorisés sur le plan énergétique. Pour remédier à cette situation, l'ensemble de la filière bois d'énergie doit être optimisée. il existe d'importants potentiels de rationalisa- tion dans la production ligneuse, les méthodes de récolte du bois ainsi que dans l'organisation et la gestion de la filière bois d'énergie.
Die WSL setzt grosse Hoffnung in das Projekt ECOGAS und auf die ener- getische Holznutzung. Bietet sich doch die Chance, die grossen Holzreserven im Schweizer Wald zu mobilisieren, regional Beschäftigung und Einkom- men für Betriebe der Waldwirtschaft zu schaffen und den CO2-Ausstoss durch Substitution fossiler Energieträ- ger zu reduzieren. Voraussetzung ist jedoch, dass das Produkt «Waldener- gieholz» wettbewerbsfähig ist. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Bereitstellungskosten für das Energie- holz gesenkt und dem Kunden Versor- gungssicherheit gewährleistet werden.
Die WSL will sich in einer Folge- untersuchung mit diesen Fragen be- fassen.
Von der Zelle zum Baum
Das interdisziplinäre Projekt «Von der Zelle zum Baum» startete im Frühling 2000 mit 10 Teilprojekten. Forsche- rinnen und Forscher untersuchen in kontrollierten naturnahen Experimen- ten (statistische Anordnung der Plots und Bepflanzung) den Einfluss von
Im Rahmen des WSL-Grossprojektes «Von der Zelle zum Baum» untersucht die WSL zusammen mit 13 in- und ausländischen Instituten den Einfluss von Schwermetallen im Oberboden auf junge Waldökosysteme. So genannte
«Modellwäldchen» sollen helfen, folgende Fragen zu beantworten: Was geschieht in der Erde, im Wasser und in den Pflanzen, wenn der Boden mäs- sig mit Schwermetallen belastet ist? Wie reagieren Laub- und Nadelbäume, die Unterwuchspflanzen und assoziierte Organismen? Und wie beeinflus- sen sich diese gegenseitig?
Madeleine S. Günthardt-Goerg
Schwermetallen im Oberboden auf jun- ge Modellwäldchen. Diese pflanzten wir in Lysimeterkammern und in ent- sprechenden Feld-Experimenten, um den Vergleich mit Freilandbedingungen zu ermöglichen. Besonderes Augen- merk gilt den Prozessen, die ablaufen,
wenn zur Schwermetallbelastung mehr oder weniger saure Niederschläge hin- zukommen respektive wenn der Unter- boden sauer oder kalkhaltig ist. In der Zwischenzeit ist die Zahl der Teilpro- jekte auf 31 angestiegen. 13 Institute sind daran beteiligt. Zusatzexperimen- te im Gewächshaus, in Klimakammern und im Labor, sowie Beobachtungen auf belasteten Standorten begleiten die Experimente mit den Modellwäldchen.
Am 27. April dieses Jahres haben sich die Forschenden und Gäste der Zelle- Baum-Familie an der WSL zur jähr- lichen Tagung getroffen. Einige der dort präsentierten Ergebnisse können Konsequenzen im Umgang mit bela- steten Flächen haben. Unter http://
www.wsl.ch/forest/wus/bioindic/zb/
fzb-de.htm finden Interessierte zusätz- liche Informationen.
4 Inf.bl. Forsch.bereich Wald 18, 2004
Schwermetalltoleranz bei Holzpflanzen
In den Experimenten haben wir eine häufig auftretende Belastung des Ober- bodens mit Zink, Kupfer, Kadmium und Blei durch Filterstaub aus einem Schmelzwerk experimentell nachge- ahmt. Wie Zusatzversuche zeigen, überschätzt man die Effekte dieser Schwermetalle, wenn man sie im Kurz- zeittest als lösliche Salze der Erde bei- gibt oder wenn die Pflanzen sogar in schwermetallhaltiger Flüssigkultur getestet werden.
Die anfänglich hohe Verfügbarkeit im Boden von Zink, Kupfer und Kad- mium zur Aufnahme in die Pflanzen reduzierte sich in den folgenden Jah- ren auf konstante 40–60 Prozent. Blei war für die Pflanzen kaum verfügbar.
Die Schwermetalle verlagerten sich weder in den Unterboden noch ins Sik- kerwasser. Interessanterweise verän- derten die sauren Niederschläge die Aufnahme von Schwermetallen in die Pflanzen nur wenig, obwohl sie die Cadmium- und Zink-Konzentration in der Lösung des Oberbodens erhöhten.
Der Einfluss auf die Bakterien im Boden wurde hingegen in mehreren Projekten gezeigt. Die Biodiversität und die Masse der Bakterien war beim kontaminierten Oberboden reduziert, der Kohlenstoff- und Stickstoff-Turn- over sogar auch im angrenzenden Unterboden. Die Echyträen (Würmer
< 1,5 cm), welche mit 20 000–60 000 Individuen pro m2 im natürlichen Boden vorhanden sein können, ver- hielten sich wie erwartet als gute Indi- katoren der Schwermetallbelastung: sie waren nur in den Kontrollplots häufig.
Die meisten Wurzeln entwickelten sich im Oberboden und vermehrt bei saurem als bei kalkhaltigem Unterbo- den. Die Kontamination mit Schwer- metallen verminderte insgesamt das Wurzelwachstum und die damit ver- bundene Evapotranspiration. Die Schwermetalle beeinflussten auch die Morphologie der Feinwurzeln. Nur die Mykorrhiza veränderte sich kaum.
Erste «positive» Ergebnisse zeigten sich beim eingeimpften Wurzelpatho- gen. Er attackierte die Fichten auf den Kontrollflächen stärker als diejenigen, die sich schon gegen den Stress der Schwermetallbelastung wehren muss- ten. Eine in der Praxis als positiv zu wertende Erkenntnis betrifft schwer- metallhaltiges Fall-Laub. Innerhalb von zwei Jahren trägt es zur Stabili- sierung der Schwermetalle im Boden bei. Genauere Ergebnisse erwarten wir,
wenn in ein bis zwei Jahren alle Pflan- zen geerntet und analysiert sind. Dann werden wir wissen, wie sich die Wur- zelmasse entwickelt, ob es Zellschädi- gungen gibt und wie die Aufnahme der Schwermetalle in die Wurzeln der ein- zelnen Pflanzenarten abläuft.
Während der dreijährigen Versuchs- dauer hemmte die Schwermetall-Bela- stung im Boden die Photosynthese und das Wachstum der Pflanzen relativ wenig. Speziell die Holzproduktion hat sich kaum verändert. Fichte und Weide waren tolerant gegenüber den Schwermetallen, Pappel und Birke zeigten hingegen reduziertes Höhen- wachstum. Kadmium wurde vor allem in die Blätter der Laubbäume aufge-
nommen, Kupfer vermehrt in die Kraut- schicht. Zink als mobilstes Element erreichte in den Blättern gegenüber der Kontrollbehandlung die 1,6 bis 5,2fache Konzentration. Am wenig- sten Schwermetalle enthielten die Fich- tennadeln. Obwohl die Pflanzenarten in den Feldplots und den Lysimeterkam- mern unterschiedlich zusammengesetzt waren, nahmen die oberirdischen Pflan- zenteile an beiden Orten vergleichbare Mengen an Schwermetall auf. Gute Nachrichten gibt es im Hinblick auf die geringen Gehalte von Schwermetallen im Holz. Einheimische Holzpflanzen könnten zur Begrünung von mässig kontaminierten Flächen dienen. Ihr Holz ist nicht beeinträchtigt.
Abb. 1. Bergahorn, Nekrosepunkte von der Blattbasis ausge- hend entlang der Blattnerven und am Blattrand (→) sind verursacht durch Schwermetallkonta- mination (Zink) im Boden (Foto: P. Voll- enweider).
Résumé
Dans le cadre du grand projet interdisci- plinaire «De la cellule à l'arbre» (From Cell To Tree) l'influence d'une contami- nation par les métaux lourds (ML) de la couche supérieure du sol est étudiée au moyen d'essais contrôlés. A cette fin, un prototype de forêt a été défini et planté sur site et dans les lysimètres du WSL.
Cette étude s'intéresse à l'ensemble de l'é- cosystème concerné et ce qui se passe dans le sol, dans l'eau et dans les plantes est analysé. Les réactions de chaque feuil- lu et de chaque conifère, de la végétation herbacée et des organismes associés, ainsi que leurs réactions réciproques sont étu- diées. Les résultats préliminaires mon- trent que les ML ne pénètrent pas dans les couches profondes du sol, ni dans les eaux d'infiltration, que les pluies acides ont peu d'influence sur l'absorption des ML dans les plantes et que la biodiversité bacté- riologique et la masse de la couche supé- rieure du sol contaminé sont diminuées.
Une contamination par les ML influence la morphologie des racines fines, mais à peine celle des mycorhizes. Le pathogè- ne des racines introduit attaque les coni-
fères de façon plus marquée dans les arbres de contrôle que ceux ayant dû se défendre contre un stress ML. De façon générale, la croissance n'est pas (ou fai- blement) influencée négativement par les ML. Les conifères et les saules sont par- ticulièrement tolérants aux ML. Le cad- mium a été trouvé surtout dans le feuil- lage des feuillus, le cuivre particulière- ment dans la végétation herbacée. Le zinc est le ML le plus mobile. Ont été mesu- rées des concentrations 1,6 à 5,2 fois plus élevées dans les feuilles des arbres con- taminés que dans celles des arbres de con- trôle. En ce moment, nous développons une méthode d'analyse qui permet de déterminer des concentrations de cad- mium et de zinc de l'ordre du nanomètre au microscope (cf. illustration 2) dans la végétation. Après notre conférence «Metal fluxes and stress in terrestrial ecosystems»
(Ascona, Tessin, 15.–20. 10. 2005), nous mettrons les résultats de notre recherche à la disposition des écoles, des universi- tés, des organisations professionnelles et du grand public par des publications appropriées.
Inf.bl. Forsch.bereich Wald 18, 2004 5 und Ahornblättern aus dem Freiland-
experiment erfolgreich (Abb. 2). Die Tests enden erst im Jahr 2005. Es ist das Ziel, Pflanzen zur Diagnose von Schwermetall-Kontamination auf ehe- maligen Deponien, an Unfallstellen, in Industriegebieten oder in öffentlichen Anlagen verwenden zu können.
Die Projekte «Von der Zelle zum Baum» starteten zwischen 2000 und 2003; sie sind unterschiedlich weit fortgeschritten. Der vorläufige Lei- stungsausweis sind je 2 Diplom- und Doktorarbeiten, 4 Publikationen, 7 Poster und 5 Vorträge an internationa- len Tagungen. 2004 ist der Abschluss von 3 weiteren Dissertationen geplant.
Zurzeit sind 16 wissenschaftliche Publikationen in Arbeit und weitere sollen folgen. Darüber hinaus sind wir dabei, die internationale Tagung
«Metal fluxes and stress in terrestrial ecosystems» vorzubereiten. Den Anlass, der vom 15. bis 20. Oktober 2005 im Centro Stefano Franscini auf dem Monte Verità–Ascona im Kanton
Abb. 2: Querschnitt durch das Blatt, weisse Punkte (→) zeigen Zink an (Foto: O. André).
Pflanzen zeigen Schwer- metallgehalt im Boden an
Sichtbare Symptome zeigten als erstes die Blätter der Zitterpappel. Später beobachteten wir auch bei anderen Laubbaumarten (z.B. Bergahorn, Abb.
1) erste Anzeichen. Wie sich die Zel- len gegen die Belastung durch Schwer- metalle wehren, erklären die mikro- skopischen Untersuchungen der Zell- schädigungen. Die Pflanzen bilden zum Beispiel sekundäre Inhaltsstoffe, welche sich negativ auf die Futterqua- lität auswirken. Verlängertes Larven- stadium bei Insekten kann eine Folge davon sein. In einem Zusatzexperi- ment mit höheren Kadmium-Konzen- trationen ist es gelungen, die Verteilung dieses Schwermetalls in den Weiden aufzuzeigen und es im Blattgewebe im Nanobereich mikroskopisch nachzu- weisen. Die ersten Nachweise von Zink, welches für die sichtbaren Blatt- symptome verantwortlich zu sein scheint, waren in Zellen von Pappel-
News aus der Forschung
her nicht erforscht. Diese Entscheide sind aber oft massgebend für die Wald- leistungen und Waldwirkungen. Im Forschungsprojekt «Waldeigentümer und Forstdienste als Waldgestalter im Ballungsraum» werden solche Ent- scheidungsabläufe nun eingehend untersucht. Die Aktualität der Frage- stellung zeigt sich an der heute oft geäusserten Forderung, den Waldei- gentümern mehr Autonomie zuzuge- stehen. Das Projekt wird im Rahmen des Forschungsprogramms «Land- schaft im Ballungsraum» in Zusam- menarbeit mit der Professur für Forst-
Waldeigentümer oder Förster: Wer bestimmt?
Wer entscheidet, wie der Wald in der Schweiz bewirtschaftet wird? Sind es die – von Gesetzes wegen verantwort- lichen – Waldeigentümer, sind es die Förster oder sind es weitere Akteure?
Und von welchen Faktoren lassen sich diese im Entscheidungsprozess leiten?
Sind es finanzielle Überlegungen, die naturräumliche Situation, gesetzliche Rahmenbedingungen, Eigentumsver- hältnisse, Organisationsformen oder die Macht der Tradition?
Wie Entscheide bei der Waldbewirt- schaftung zustande kommen und wel- che Akteure daran beteiligt sind, ist bis-
Revierförster (links) im Dialog mit Waldbesitzern und Behördenver- tretern (Foto: A.
Bürgi).
Tessin stattfindet, kündigen wird dem- nächst auch im Internet an. An der Tagung stellen wir die Ergebnisse des Projektes im internationalen Umfeld dar und setzten die Schlussfolgerungen anschiessend für Universitäten, Praxis, Schulen und Öffentlichkeit um.
politik und Forstökonomie der ETHZ durchgeführt.
In einer ersten Projektphase haben wir im Mai und Juni 2004 insgesamt 17 Personen in 9 Kantonen interviewt:
öffentliche und private Waldeigentü- mer, Betriebsleiter, Revier-, Kreis- und Kantonsoberförster sowie Vertreter von Wald- und Umweltverbänden.
Daraus haben wir einen ersten Über- blick über die waldbaulichen Mass- nahmen gewonnen, welche Waldlei- stungen im Ballungsraum massgeblich beeinflussen, über die in den Ent- scheidungsprozess involvierten Akteu- re und die Faktoren, welche die Ent- scheidungsabläufe beeinflussen. Es ging dabei hauptsächlich um waldbau- liche und um Planungsentscheide.
Die Resultate der ersten Projektphase sind nicht repräsentativ. Sie geben uns vor allem Hinweise für eine gezielte Befragung in einer zweiten Phase. Und doch zeichnen sich bereits Trends ab.
Die Akteurkombinationen sind viel- fältig. Eigentümer und Revierförster scheinen die massgebenden Akteure zu sein; andere Beteiligte treten selten in Erscheinung. Die Revierförster dominieren den Entscheidungsprozess.
Die meisten Eigentümer scheinen sich also auf das Wissen und Können der Förster zu verlassen. Die Beziehung zwischen Eigentümer und Förster ist in der Regel konfliktarm. Oft setzen die Eigentümer bloss den finanziellen Rah- men und überlassen die fachlichen Ent-
