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Gastbeitrag / Klemens Schadauer / Freitag 18.12.20

Die Wald­in­ven­tur – mehr als nur Bäu­me zählen!

Men­schen haben sehr unter­schied­li­che Zugän­ge zum Wald: Vie­len dient er als Erho­lungs­raum oder sie sehen ihn als grü­ne Lun­ge, für ande­re ist er Arbeits­platz und Ein­kom­mens­grund­la­ge. Poli­tik und Wis­sen­schaft umrei­ßen den „Tau­send­sas­sa Wald“ ger­ne mit dem Begriff der Mul­ti­funk­tio­na­li­tät. Er soll also sehr vie­le, zum Teil im Wider­streit ste­hen­de „Funk­tio­nen“ erfül­len. Wenn wir wis­sen wol­len, ob der Wald das alles auch kann, müs­sen wir ihn mit viel Lie­be fürs Detail beob­ach­ten und erforschen.
Moder­ne Tech­no­lo­gien machen es mög­lich, den gesam­ten Wald in Öster­reich digi­tal zu erfas­sen. Damit kön­nen zum Bei­spiel die Höhen von belie­big vie­len Bäu­men gleich­zei­tig und voll­au­to­ma­tisch gemes­sen wer­den, ohne dabei den Wald betre­ten zu müs­sen. Copy­right: BFW

Am Bun­des­for­schungs­zen­trum für Wald (BFW) ver­wen­den wir zwei Arten, den Wald zu beob­ach­ten: Fern­erkun­dung und Feld­ar­beit. Letz­te­re füh­ren wir in guter, alter, wis­sen­schaft­li­cher Tra­di­ti­on durch. Wir mes­sen Höhen von Bäu­men und Durch­mes­ser von Stäm­men oder zäh­len zum Bei­spiel, an wie vie­len jun­gen Bäu­men der „Lecker­bis­sen Wip­fel­trieb“ durch Wild- oder Wei­de­tie­re abge­bis­sen wur­de. Wir fin­den jedoch mit „Zäh­len und Mes­sen“ in einem so kom­ple­xen Öko­sys­tem wie dem Wald oft nicht das Aus­lan­gen, son­dern brau­chen zusätz­li­ches Fach­wis­sen, um unse­re Beob­ach­tun­gen zu klas­si­fi­zie­ren: Wir bestim­men Baum- und ande­re Pflan­zen­ar­ten in bota­ni­scher Manier, erfas­sen Tot­holz und sei­ne Zer­set­zungs­gra­de und gra­ben Löcher in den Wald­bo­den, um sei­ne Qua­li­tät beschrei­ben zu kön­nen. Oder wir ver­su­chen, uns ein Bild davon zu machen, wel­che Maß­nah­men der Wald­be­wirt­schaf­tung in nächs­ter Zeit sinn­voll wären, wie etwa die Ein­lei­tung einer Natur­ver­jün­gung. In Sum­me erhe­ben wir rund 200 ver­schie­de­ne Parameter.

Wir füh­ren alle die­se Erhe­bun­gen im Wald natür­lich „nur“ auf einer Stich­pro­be durch. Die­se wird nach allen Regeln der Sta­tis­tik zufäl­lig gezo­gen und umfasst 22.000 Pro­be­flä­chen, wovon in Öster­reich rund die Hälf­te in den Wald fällt. Das Per­so­nal muss für die Erhe­bun­gen inten­siv geschult wer­den und hat zum Teil ein abge­schlos­se­nes Stu­di­um der Forst­wirt­schaft. Ins­ge­samt benö­ti­gen wir dazu rund 20 Per­so­nen, die jedes Jahr in Drei­er­grup­pen vom Früh­jahr bis zum Herbst in ganz Öster­reich unter­wegs sind. Wir schaf­fen das auch nicht in einem Jahr, son­dern arbei­ten der­zeit in einem Zyklus von sechs Jah­ren. Danach begin­nen wir wie­der von vorne.

Nach Abschluss eines Erhe­bungs­zy­klus wer­den die Daten zu Inven­tur­er­geb­nis­sen ver­ar­bei­tet. Wir kön­nen uns das wie eine Hoch­rech­nung am Wahl­sonn­tag vor­stel­len. Dabei müs­sen wir von einer Stich­pro­be, die in unse­rem Fal­le nur 0,008 Pro­zent des Wal­des umfasst, auf den gesam­ten Wald in Öster­reich rück­schlie­ßen. Die­ses Kunst­stück gelingt der Wald­in­ven­tur recht gut: Wir kön­nen zum Bei­spiel sagen, dass der Holz­vor­rat im Wald 1,2 Mil­li­ar­den m3 beträgt, wobei  die Schwan­kungs­brei­te bei ledig­lich einem Pro­zent liegt. Daher kön­nen wir auch sehr genau Ver­än­de­run­gen im Wald erfas­sen. Wir wis­sen, dass jede Sekun­de ein Kubik­me­ter Holz zuwächst und 0,85 m3 genutzt wer­den. Die Dif­fe­renz ver­bleibt im Wald, der daher lau­fend Holz­vor­rat aufbaut.

Die Wald­in­ven­tur kann aber auch vie­le ande­re Fra­gen beant­wor­ten: Wie viel Koh­len­stoff wird gespei­chert, wie steht es um die Bio­di­ver­si­tät im Wald oder wie wird er genau bewirt­schaf­tet? Dar­über hin­aus sind natür­lich aktu­ell auch die Schä­den infol­ge des Kli­ma­wan­dels inter­es­sant. Die­se Fra­ge­stel­lung führt uns zur zwei­ten Metho­de, mit der wir den Wald beob­ach­ten – der Fernerkundung.

Mit moder­nen Tech­no­lo­gien wie Satel­li­ten­bil­dern und Laser­scan­nern schau­en wir von oben auf den Wald. Das Satel­li­ten­duo „Sentinel2“, das alle fünf Tage über Öster­reich fliegt, hilft uns zum Bei­spiel bei der Erken­nung der Bor­ken­kä­fer­schä­den. Die Bil­der wer­den am BFW lau­fend her­un­ter­ge­la­den. Mit ihnen erstel­len wir Zeit­rei­hen, die Aus­sa­gen zum Zustand von Bäu­men und des Wal­des erlau­ben. Wir sehen in die­sen Bil­dern, wann die Bäu­me im Früh­jahr ihre Blät­ter oder Nadeln aus­trei­ben und wann sie die­se wie­der abwer­fen. Beson­ders deut­lich kön­nen wir erken­nen, wenn Bäu­me abge­stor­ben sind oder im Wald umge­schnit­ten wur­den. Die Ver­tei­lung von Abster­ben und Nut­zun­gen im Raum und Zeit gibt meist Auf­schluss dar­über, ob es sich um eine ganz nor­ma­le Nut­zung han­delt, oder ob ein Scha­d­er­eig­nis wie zum Bei­spiel durch den Bor­ken­kä­fer vor­ge­le­gen ist.

Digi­ta­le Luft­bil­der aus Beflie­gun­gen wer­den bei der Wald­in­ven­tur eben­falls inten­siv ein­ge­setzt. Aus ihnen extra­hie­ren wir die soge­nann­te 3D Punkt­wol­ke. Das bedeu­tet, dass wir alle 20 Zen­ti­me­ter in Öster­reich einen Daten­punkt ablei­ten, der eine X‑, Y- und Z‑Koordinate besitzt, also im 3D-Raum ein­deu­tig defi­niert ist. Das sind für ganz Öster­reich 5,4 Bil­li­ar­den Punk­te (eine Zahl mit 12 Nul­len). Damit geben wir uns aber nicht zufrie­den, son­dern wir ver­se­hen all die­se Punk­te noch mit Farb­infor­ma­tio­nen, sowohl im sicht­ba­ren Licht- als auch im Infra­rot­be­reich. Die­ser ist für die Beschrei­bung der Vege­ta­ti­on hoch­in­ter­es­sant, weil er das für die Pho­to­syn­the­se not­wen­di­ge Chlo­ro­phyll in den Pflan­zen beson­ders gut anzeigt. Die Pho­to­syn­the­se ist bekannt­lich jener che­mi­sche Pro­zess, in dem Bäu­me aus CO2 und Son­nen­en­er­gie zunächst Zucker und letzt­lich Holz pro­du­zie­ren. Wenn wir die­sen Pro­zess rein ener­ge­tisch betrach­ten, ist der Wald eine rie­si­ge Solar­an­la­ge. Im Holz steckt viel Schö­nes, aber auch viel Ener­gie. Letzt­lich mes­sen wir also mit­tels Infra­rot die Pho­to­syn­the­se­leis­tung des Waldes.

Wir kön­nen mit Fern­erkun­dungs­tech­no­lo­gien aber auch vie­le ande­re Mes­sun­gen durch­füh­ren. Mit der Laser­tech­no­lo­gie ist für ganz Öster­reich die Erd­ober­flä­che genau ver­mes­sen. Mit der 3D Punk­te­wol­ke der Wald­in­ven­tur erfas­sen wir die Geo­me­trie der Ober­flä­che der Vege­ta­ti­on und damit auch des Wal­des. Wenn wir nun von die­ser Vege­ta­ti­ons­ober­flä­chen­geo­me­trie die Geo­me­trie der Erd­ober­flä­che, also zum Bei­spiel des Wald­bo­dens, abzie­hen, kön­nen wir letzt­lich Baum­hö­hen (sie­he Bild – oder Bild­text) berech­nen. Die Genau­ig­keit ist dabei genau­so groß, wie wenn wir die Höhe der Bäu­me direkt vor Ort im Wald messen.

Für alle, die es wirk­lich wis­sen wol­len: Im öster­rei­chi­schen Wald ste­hen 3,4 Mil­li­ar­den Bäu­me. Als Baum zählt, was in 1,3 Meter Höhe des Stam­mes einen Durch­mes­ser von mehr als fünf Zen­ti­me­tern hat. Da sind wir sehr genau.

Kurzportrait

Kle­mens Schadau­er lei­tet das Insti­tut für Wald­in­ven­tur am Bun­des­for­schungs­zen­trum für Wald – BFW. Er stu­dier­te Forst­wis­sen­schaf­ten an der Uni­ver­si­tät für Boden­kul­tur in Wien. Ein Schwer­punkt sei­ner Arbeit liegt in der Pla­nung, Durch­füh­rung  und Prä­sen­ta­ti­on der Öster­rei­chi­schen Wald­in­ven­tur und er lei­te­te zahl­rei­che natio­na­le wie inter­na­tio­na­le Pro­jek­te. Als aner­kann­ter Exper­te ist er für das Netz­werk der natio­na­len Wald­in­ven­tu­ren Euro­pas (www​.ENFIN​.info) mit 29 Mit­glieds­län­dern ver­ant­wort­lich. Ein wich­ti­ger Teil sei­ner Arbeit ist die Auf­be­rei­tung von Ergeb­nis­sen der Wald­in­ven­tu­ren für die Wald‑, Umwelt- und Kli­ma­po­li­tik in Öster­reich und Euro­pa. In aktu­el­len Pro­jek­ten bear­bei­tet sein Insti­tut zum Bei­spiel die Fra­ge nach der Kli­ma­neu­tra­li­tät von Holz, spürt Bio­di­ver­si­tätshot­spots im Wald auf oder ent­wi­ckelt Metho­den, die Bor­ken­kä­fer­schä­den mög­lichst zeit­na­he zu erfassen.

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