Evaluation and quantification of possible impacts of climate change on hydrological characteristics of forest in the Waidhofen a.d. Ybbs region : Final Report CC-WaterS - Climate Change and Impacts on Water Supply
Im Rahmen des Interreg-SEE-Projektes CC-WaterS wurden vom Institut für Naturgefahren am BFW im Auftrag des BMLFUW (Abt. Forstl. Raumplanung und Waldschutz) mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Trinkwasserbereitstellung und das Abflussverhalten bewaldeter Einzugsgebiete in der Region Waidhofen a.d. Ybbs untersucht. Die Untersuchungen umfassten neben allgemeinen Gebietsbeschreibungen (Klima, Geologie, Boden, Landnutzung / Landbedeckung) auch Starkregensimulationen mit Messungen des Oberflächenabflusses und die Analyse wichtiger bodenphysikalischer Kennwerte auf repräsentativen Testflächen. Bestandesbeschreibungen, Ableitung von Daten aus Luftbildinterpretation sowie aus Literaturangaben und über versch. Berechnungsverfahren (z. B. LAI) rundeten die Erhebungen ab. Für die Abschätzung möglicher Auswirkungen eines Klimawandels auf den Abfluss kam das N/A-Modell ZEMOKOST zur Anwendung, Effekte auf die Wasserbilanz wurden mit dem hydrologischen Modell BROOK90 geprüft. Die Waldböden auf karbonatischer Grundlage reagieren sehr sensitiv auf mechanische Beanspruchung (Straßenbau, unpflegliche Bringung, hoher Wildstand, ), die Bodenerosion und damit die Kontamination des Sicker- und Quellwässer nehmen bei Belastungen zu. Die BROOK90-Berechnugnen zeigen, dass aufgrund einer zu erwartenden höheren Variablilität der Niederschläge auch die Schwankung zwischen Jahren mit geringem und hohem Sickerwasserangebot bis 2100 zunehmen wird. Die Jährliche Wasserbilanz (potenzielles Sickerwasserangebot) wird bis zum Ende des einundzwanzigsten Jahrhunderts um 25% abnehmen, analog auch das Sickerwasserangebot in der Vegetationsperiode. Als Konsequenz auf diese zu erwartenden Änderungen muss die Baumartenwahl bei der Bestandesverjüngung optimiert und die pflegliche Waldbewirtschaftung priorisiert werden (keine Kahlhiebe, schonende Bringung, Limitierung des Forststraßenbaus und Vermeidung überhöhter Wildstände) The potential effects of climate change on fresh water resources and runoff behaviour of forested catchments in the Waidhofen / Ybbs region have been investigated in the frame of the Interreg-SEEproject CC-WaterS (Climate Change and Impacts on Water Supply) by the department of Natural Hazards at the BFW on behalf of the Austrian Federal Ministry of Agriculture and Forestry, Environment and Water Management (BMLFUW). The investigations comprised a general description of the forest study sites (climate, geology, soils, landuse / vegetation cover), simulation of torrential rain, measurement of surface runoff and analysis of important soil physical characteristics of representative plots in the investigated catchments. Based on this information, additional data on forest stand characteristics, data derived from literature and the interpretation of aerial data (e.g. LAI), potential effects of CC on runoff and water balance of different tree combinations have been analyzed by using the P/R-model ZEMOKOST and the hydrological model BROOK90. Forest soils react very sensitively to mechanical impact (road construction, timber harvesting without care, high stock of game) the degree of soil erosion and contamination of spring water with eroded material will increase. In addition, the BROOK90-simulations show that, as a consequence of the higher variability of precipitation, the range between years with a small and years with a high water excess will increase in the time span of 2091-2100. The annual water balance (excess or surplus water available for deep-seepage) in the different stands will decrease by about 25% by the end of the 21st century, in addition the balance-values during the vegetation period will decrease. As a consequence, cautious forest management must be prioritised: No clear-cuts, only group fellings, cautious logging, limitation of forest road construction and prevention of excessive stock of game. Zusammenfassung Mögliche Auswirkungen eines Klimawandels auf die Waldvegetation, die Wasserbilanz und die Wasserbereitstellung im Raum Waidhofen a.d. Ybbs Unter Verwendung des hydrologischen Modells BROOK-90 wurden für verschiedene Bestände in den Quelleinzugsgebieten der Stadt Waidhofen a.d. Ybbs Wasserbilanzen für verschiedene Dekaden des 21. Jahrhunderts gerechnet. Im folgenden werden Berechnungsergebnisse für die Perioden 2001-2010 (aktuell) und 2091-2100 verglichen. Sowohl für die Periode 2001-2010 als auch für den Zeitraum 2091-2100 werden mittlere jährliche Versickerungsraten von 450-750 mm zu erwarten sein. Schon jetzt wie auch am Ende des 21sten Jahrhunderts wird in Kiefernbeständen das Sickerwasserangebot am höchsten und unter Fichte am niedrigsten sein. Aufgrund der zunehmenden Variabilität der Niederschläge wird die Bandbreite zwischen Jahren mit hohem und solchen mit niedrigem Sickerwasserangebot in der Periode 2091-2100 zunehmen, die jährliche Wasserbilanz (Wasser, das für die Tiefensickerung zur Verfügung steht) um ca. 25% abnehmen. In der Vegetationsperiode (April-Oktober) ist die Tiefensickerung unter Kiefern-Buchen-Bestände am höchsten (mittlere positive Wasserbilanz von 350-400 mm), 2091-2100 werden um 200-300 mm normal sein, das bedeutet eine Reduktion auf bis zu 60% der aktuellen Werte. Aktuell ist das Sickerwasserangebot in der Vegetationsperiode unter Fichte am niedrigsten, Ende dieses Jahrhunderts werden Buchen-Lärchen-Bestände die Fichte in dieser Rolle ablösen. Für 2100 ist aufgrund der geänderten Niederschlagsverhältnisse eine größere Schwankungsbreite des Wasserdargebots unter Wald zu erwarten, für die Vegetationsperiode ist eine Abnahme des Angebots wahrscheinlich. Aktuell liegen die rechnerischen Minimalwerte bei 150-200 mm, 2091-2100 ergeben sich rechnerische Minimalwerte von 50-100 mm im Zeitraum April bis Oktober. Aktuell leiden die untersuchten Bestandeseinheiten unter einer Reihe von Beeinträchtigungen, die sich auf die Wasserbereitstellung auswirken. Der vorhergesagte Klimawandel kann diese Risiken verstärken, es ist jedoch Adaptionspotenzial vorhanden:
