Erfassung und Bewertung regionaler Hochwasserschutzleistungen von Wäldern : Dargestellt am Beispiel des Wassereinzugsgebietes der Vicht : Dissertation, Universität Hamburg

Frankfurt am Main

1999

298 S.

53 Abb., zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

3-7939-7019-1

126481

Der Hochwasserschutz zählt weltweit und national zu den ausgesprochen wichtigen Leistungen von Wäldern, dessen Bedeutung und Wertigkeit starken regionalen Schwankungen unterliegt. Fehleinschätzungen des Wertes dieser knappen Leistungen führen zu Allokationsproblemen bei Landnutzungen innerhalb von Wassereinzugsgebieten. Die Entwicklung geeigneter Methoden zur Erfassung und Bewertung dieser Leistungen ist aus forstpolitischer Sicht sehr wünschenswert und steht im Vordergrund dieser Untersuchung. Dabei geht es um eine interdisziplinäre, landnutzungsübergreifende Bewertung. Die Untersuchung hat zum Ziel, die regionalen naturwissenschaftlichen Wirkungen der Wälder im Wassereinzugsgebiet der Vicht in der Voreifel zu erfassen und zu quantifizieren, und sie alsdann einer ökonomischen Leistungsbewertung zu unterziehen. Die Entwicklung geeigneter Instrumente zur Abgeltung knapper Hochwasserschutzleistungen von Wäldern gehört nicht zur Zielsetzung. Das 104 km2 große Einzugsgebiet der Vicht wurde als Untersuchungsregion ausgewählt, weil hier erforderliche Grundlagendaten zum Gebiet und zur Vermessung des Flusssystems vorlagen. Das Einzugsgebiet zeichnet sich bezüglich der Bodenarten vor allem durch lehmigen Sand und tonigen Lehm aus. Die Landnutzungen werden von der Forstwirtschaft mit 55% und der Grünlandnutzung mit 31% dominiert. Das Gebiet ist zu 8% versiegelt. Der Nadelholzanteil liegt über 70%; die Bonitäten der jüngeren Altersklassen liegen zwischen 1,3 bei der Fichte und 2,3 bei der Eiche. Die Landwirtschaft unterliegt einem starken Strukturwandel. Ein Modellbetrieb der Milchviehwirtschaft verfügt im Schnitt über knapp 60 ha und bewirtschaftet etwa 32 Milchkühe. Wichtige land- und forstwirtschaftliche Förderprogramme sind die Ausgleichszulage für benachteiligte Gebiete und die Förderung der Erstaufforstung. Im Zuge der Erfassung und Bewertung von Wirkungen und Leistungen wird ein komplexer Modellverbund gebildet, in dem auf bereits entwickelte hydrologisch-hydraulische Simulationsmodelle zurückgegriffen wird. Zur Bewertung von Hochwasserschutzleistungen in konkreten Wassereinzugsgebieten sind interdisziplinäre Herangehensweisen ausgesprochen ratsam. Eine enge Zusammenarbeit von Informatikern, Hydrologen, Agrarökonomen, Geographen und Forstökonomen kann dazu beitragen, die komplexe Vernetzung von Umweltproblemen besser zu durchleuchten und anspruchsvolle Erfassungs- und Bewertungsmodelle zu entwickeln. Wichtige naturwissenschaftliche Grundzüge des komplexen Wasserkreislaufes werden für unterschiedliche Vegetationsformen an Hand von Literaturangaben beschrieben und quantifiziert. In Bezug auf die Niederschläge sind insbesondere die räumliche Verteilung und die Niederschlagsdauer und -intensität von Bedeutung für die Hochwasserentstehung. Hinsichtlich der unterschiedlichen Verdunstungskomponenten zeichnen sich Wälder im Vergleich zu anderen Landnutzungen durch eine überdurchschnittliche hohe Transpiration und Interzeption aus. Auf die Verdunstung wirken sich Parameter des Bodenwasserhaushaltes wie die Bodenart, der permanente Welkepunkt, die Feldkapazität und das Gesamtporenvolumen stark aus. Sehr komplex sind die Prozesse der Abflussbildung, der Abflusskonzentration und des Abflusses im offenen Gerinne miteinander verschachtelt. Hier sind aus hydraulischer Sicht charakteristische Abflussganglinien und eine Vielzahl von Einflussfaktoren zu beobachten, die eim Einzelnen beschrieben werden; dazu zählen geomorphologische, geologische, pedologische, vegetationsabhängige, ereignisspezifische und schließlich anthropogene Faktoren. Diese komplexen Einflussgrössen wirken direkt auf das naturwissenschaftliche Wirkungsgefüge und damit indirekt auf die ökonomische Wertigkeit der regional ganz unterschiedlich knappen Leistung des Hochwasserschutzes von Wäldern. Dynamische Systeme der unterschiedlichsten Art setzen sich im Wesentlichen aus Parametern, exogenen Größen, Zustandsgrößen, Veränderungsraten und Zwischengrößen zusammen. Systeme werden durch ihre Elemente und die Wirkungsbeziehungen zwischen ihnen charakterisiert. Bei einer Simulation komplexer dynamischer Wassereinzugsgebiete ist eine Beschränkung auf wesentliche Elemente und Wirkungszusammenhänge möglich und zwingend notwendig. Während bei Strukturdaten regionale Durchschnittswerte Verwendung finden, müssen Zeitreihendaten im Zuge der Simulation von Hochwasserereignissen möglichst detailliert bereitgestellt werden. Trotz erheblicher Vereinfachung der real existierenden Umwelt können an Hand solcher Systemmodelle ganz wichtige Erkenntnisse abgeleitet und Schlüsse gezogen werden. Wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen zur Extremwertstatistik werden vorgestellt, die zusammen mit den Gesetzmäßigkeiten in Bezug auf Risiken für eine ökonomische Bewertung der Hochwasserschutzleistungen von Wäldern von Bedeutung sind. Unterschiedliche empirisch errechnete Hochwasserereignisse werden im Rahmen einer hochwasserstatistischen Auswertung zu partiellen Serien zusammengefasst und an verschiedene theoretische Verteilungsfunktionen angepasst und getestet.