Einfluss von forstlicher Bestandesentwicklung und Klimawandel auf Wasserhaushaltskomponenten im Einzugsgebiet der Langen Bramke im Harz

184-198

Artikel aus einer Zeitschrift

200204372

Schlagworte: Wasserhaushalt, forstliche Einzugsgebiete, Bestandesentwicklung, Klimawandel, Trockenstressrisiko, WaSiM-ETH
Zur Analyse der Wasserhaushaltskomponenten im forstlichen Forschungsgebiet der Langen Bramke, welches 1947 kahlgeschlagen und danach wieder aufgeforstet wurde, stehen einzigartige nahezu 70-jährige meteorologische und hydrologische Beobachtungen zur Verfügung. Das hydrologische Modell WaSiM-ETH wurde in Verbindung mit einem Waldwachstumssimulator genutzt, um den Einfluss der Bestandesentwicklung auf den Wasserhaushalt zu untersuchen. Klimaprojektionen auf der Grundlage des Klimaszenarios RCP8.5 dienten der Analyse von möglichen Effekten des Klimawandels auf das Abflussregime und das Trockenstressrisiko der Fichtenbestände
im Einzugsgebiet. In den ersten 40 Jahren seit Beginn der Aufforstung verringerte sich der gemessene Abfluss relativ zum gemessenen Niederschlag. Die mit Hilfe des Wasserhaushaltsmodells berechnete Verdunstung erhöhte sich dagegen im gleichen Zeitraum deutlich. Dies kann weitgehend auf den zunehmenden Wasserbedarf des aufwachsenden Waldbestandes zurückgeführt werden. Die Klimamodelle projizieren eine Temperaturerhöhung bis zum Jahr 2070, die auch eine Verlängerung der Vegetationsperiode zur Folge hätte. Dies wird vermutlich den Verdunstungsanspruch der Atmosphäre erhöhen, so dass die Wasserverfügbarkeit für die Waldbestände sinken
und damit das Trockenstressrisiko steigen wird. Die Anpassungsfähigkeit der Fichte an Trockenheit wird als gering eingeschätzt. Unter der Annahme des Klimaszenarios RCP8.5 würde die Vulnerabilität der Fichte im Einzugsgebiet der Langen Bramke langfristig zunehmen.
Meteorological and hydrological time series spanning almost seven decades from Lange Bramke, a completely clear-cut and thereafter afforested hydrological research basin, were analysed with respect to the discharge regime. The hydrological model WaSiM-ETH linked to a forest growth simulator was used to evaluate the impact of forest stand development on water budgets of Lange Bramke. Climate projections based on the climate scenario RCP8.5 served for the analysis of possible climate change effects on the discharge regime and on the drought stress risk of the Norway spruce stands within the catchment. During the first 40 years after afforestation, observed runoff relative to observed precipitation decreased, whereas simulated evapotranspiration increased. This can almost exclusively be attributed to the increasing water demand of the growing forest stands. Climate models project a temperature rise and corresponding extension of the growing season until the year 2070, which will presumably increase the evaporative demand of the atmosphere. Hereby, the water availability for the forest stands will decrease, and consequently drought stress risk will increase. Under the climate change scenario RCP8.5 the future vulnerability of Norway spruce, which is rated as drought sensitive, will increase.
Keywords: water budget, forested catchments, forest stand development, climate change, drought stress risk, WaSiM-ETH