Carbon budget of Swiss forests: Evaluation and application of process models for assessing the future impact of management and environmental change : Dissertation, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
Wälder spielen eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Vor allem während der letzten Jahrzehnte wurde der globale Kohlenstoffkreislauf durch die anthropogen bedingte Akkumulation von Kohlenstoffdioxid (CO2) in der Atmosphäre stark beeinflusst. Diese Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf dürften zu Veränderungen im globalen Klima führen. Diese Entwicklung war der Anstoss für das Kyoto-Protokoll, welches zum Ziel hat, die atmosphärische Konzentration von CO2 sowie anderer Treibhausgase zu reduzieren. Eine Massnahme für diese Reduktion stellt die Kohlenstoffspeicherung in terrestrischen Ökosystemen dar, insbesondere in bewirtschafteten Wäldern. Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial der Kohlenstoffaufnahme und Kohlenstoffspeicherung von Schweizer Wäldern und schätzt zukünftige Auswirkungen der Waldbewirtschaftung sowie der zu erwartenden Umweltveränderungen auf diese Kohlenstoffspeicher ab. Ziel dieser Dissertation war es, (1) zwei dynamische Waldwachstumsmodelle zu evaluieren und für die Abschätzung der langfristigen (100 Jahre, 1996-2095) Entwicklung der ober- und unterirdischen Kohlenstoffspeicher sowie der Kohlenstoffflüsse von vier repräsentativen schweizerischen Waldtypen anzuwenden, (2) den Einfluss unterschiedlicher Bewirtschaftungsarten auf den Kohlenstoffhaushalt dieser Waldtypen zu untersuchen, (3) die Auswirkungen der Klimaveränderung und der Zunahme der atmosphärischen CO2-Konzentration in Kombination mit unterschiedlichen Bewirtschaftungsarten auf die ober- und unterirdischen Kohlenstoffspeicher zu eruieren, und (4) die Kohlenstoffspeicher und Kohlenstoffflüsse der verschiedenen Modelle für das 21. Jahrhundert zu vergleichen. Für die quantitative Abschätzung zukünftiger Kohlenstoffspeicherung und Kohlenstoffflüsse wurden das distanzabhängige Einzelbaummodell SILVA, welches nur oberirdische Prozesse abbildet, sowie das prozessbasierte, biogeochemische Modell Biome-BGC, welches sowohl ober- als auch unterirdische Prozesse beinhaltet, verwendet. Beide Modelle haben gewisse Vorteile bezüglich der Abschätzung der verschiedenen hier betrachteten Aspekte des Kohlenstoffhaushaltes. Da SILVA Waldstrukturen hochaufgelöst betrachtet, ist es sehr geeignet, spezifische Bewirtschaftungsarten zu simulieren. Biome-BGC dagegen hat den Vorteil, dass die simulierten Prozesse auf biologischem und ökologischem Wissen basieren. Das Modell ist daher vor allem für die Abschätzungen des Kohlenstoffhaushaltes unter verschiedenen Umweltbedingungen geeignet.
