Modellierung der Vegetationshöhenstufen und der Areale von Buche und Tanne für die Schweiz

326-337

Artikel

200206698

Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen 2019, 170(6): Rutschungen und Waldwirkung ; Jrg. 170 ; 6 (2019) , 326-337

Die Vegetationshöhenstufen und die Verbreitungsareale von Buche und Tanne sind in der Schweiz eine zentrale
Grundlage für die Klassifizierung der Waldstandorte mit dem Ökogrammansatz und damit für standortbezogene
Empfehlungen bezüglich Baumartenwahl und Waldbau. Ihre Grenzen, die massgeblich von klimatischen Faktoren
beeinflusst werden, waren bislang nur qualitativ bestimmt. Will man die Ökogramme und Baumartenempfehlungen
auch künftig unter geänderten klimatischen Bedingungen verwenden, so müssen sie quantitativ beschrieben
sein, damit sie mithilfe von Klimaszenarien für die Zukunft modelliert werden können. Mit hoch aufgelösten
schweizweiten Karten waldrelevanter Klimaparameter und unter Berücksichtigung weiterer wichtiger Standortfaktoren konnten diejenigen Parameter ermittelt werden, die für die heutigen Grenzen der Vegetationshöhenstufen sowie der Areale von Buche und Tanne bestimmend sind. Die Höhenstufengrenzen wurden mithilfe von linearen Regressionen zwischen der Position von repräsentativen Höhenstufengrenzen und den zugehörigen klimatischen Faktoren, die Arealgrenzen hingegen mit einem auf der «fuzzy logic» beruhenden Ansatz modelliert. Die Klimaparameter wurden mittels des Klima-(Emissions-)Szenarios A1B (Modelle RegCM3 und CLM) für den Zeitraum 2070–2099 berechnet, sodass die Höhenstufen- und Arealgrenzen für die Zukunft modelliert werden konnten. Die Ergebnisse der Modellierungen sind ökologisch plausibel. Dies zeigte sich im Vergleich mit den Standorttypen auf den Probeflächen des Landesforstinventars und bei einer Begutachtung durch Experten. Die erarbeiteten Vegetations- und Klimakarten sowie die modellierten Projektionen der Vegetationshöhenstufen in die Zukunft sind die Grundlage für die Berücksichtigung des Klimawandels bei der Baumartenwahl. Sie können Waldbewirtschaftern und Waldbehörden als Entscheidungshilfe für die mit vielen Unsicherheiten konfrontierte waldbauliche Planung dienen.
Keywords: vegetation belts, distribution area of beech and silver fir, expert system approach, climate maps, climate
change
The vegetation belts and the distribution area of beech and silver fir in Switzerland are an essential basis for the classification of forest site types with ecograms and therefore for site-specific recommendations of tree species and for forestry. Their limits, which are to a large extend defined by climatic factors, were until now only defined on a qualitative basis. For the future usage of the ecograms for tree species recommendations the limits must be described quantitatively, so that they can be modelled for the future with climate scenarios. With maps in a high spatial resolution of the forest-relevant climate variables and with additional important site parameters,
those parameters were selected, which were relevant for the actual limits of the vegetation belts as well as for the beech and silver fir areal. The altitudinal belts were modelled by means of a linear regression between the known position of a representative altitudinal limit and the respective climatic factors at that position. The areal limits were modelled with a fuzzy logic approach. The climatic variables for the time span 2070–2099 were calculated on the basis of the climate (emission) scenario A1B (regional models RegCM3 and CLM), so that the limits of the altitudinal belts and the areas could be modelled for the future. The results of the model approaches are ecologically plausible. This could be shown in a comparison with the forest site types on the sample points of the National
Forest Inventory and in an expert evaluation. The developed vegetation and climate maps as well as the modelled projections of the altitudinal belts in the future are the basis for the inclusion of climate change in the recommendation of tree species. They serve as decision support for forest managers and authorities in the forestry planning which is confronted with many uncertainties.
Pour la classification des stations forestières suisses fondée sur les écogrammes et donc pour les recommandations, par station, concernant le choix des essences et la sylviculture, les étages de végétation et les aires de répartition du hêtre et du sapin blanc constituent une base essentielle. Jusqu’à présent, leurs limites, influencées de manière décisive par des facteurs climatiques, n’étaient déterminées que de manière qualitative. Pour pouvoir continuer à utiliser ces écogrammes et ces recommandations dans des conditions climatiques modifiées, il est nécessaire de les décrire quantitativement afin qu’ils puissent être modélisés pour l’avenir à l’aide de scénarios climatiques.
A l’aide de cartes à haute résolution de la Suisse pour des paramètres climatiques décisifs pour la forêt et en tenant
compte d’autres facteurs stationnels importants, il a été possible de définir les paramètres qui déterminent les limites d’étages de végétation et les aires de répartition du hêtre et du sapin blanc. Les premières ont été modélisées à l’aide de régressions linéaires entre la position de certaines limites représentatives connues et les facteurs climatiques associés, tandis que la modélisation des secondes a pour base une approche logique floue. Les paramètres climatiques ont été calculés à l’aide du scénario climatique A1B (basé sur les émissions; modèles
RegCM3 et CLM) pour la période 2070–2099, de sorte que l’altitude des limites des étages de végétation et les aires
de répartition ont pu être modélisées pour l’avenir. Les résultats de la modélisation sont écologiquement plausibles, ce qui a été démontré par comparaison avec les stations forestières sur les points d’échantillonnage de l’Inventaire forestier national (IFN) et dans une évaluation effectuée par des experts. Les cartes de végétation et climatiques ainsi élaborées, de même que les projections des étages de végétation modélisées dans l’avenir servent de base pour la prise en compte du changement climatique lors de la sélection des essences. Elles peuvent servir aux gestionnaires et autorités forestiers d’aide à la décision en matière de planification sylvicole, celle-ci étant toujours
confrontée à de nombreuses incertitudes.