Jul 06, 2022
An der TU Dresden entwickelte Bodenfeuchteampel zeigt, wie trocken Sachsens Wälder sind
Dr. Rico Kronenberg macht sich Sorgen: Die sächsischen Wälder sind zu trocken. Wie dramatisch die Situation ist, zeigt auch die von ihm entwickelte Bodenfeuchteampel. Mithilfe dieses online verfügbaren Tools können auch Laien schnell nachvollziehen, wie es um die Bodenfeuchte in den Wäldern Sachsens steht. Die eigentliche Zielgruppe sind jedoch die Revierförster sowie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Sachsenforstes.
Der Sachsenforst war es auch, der ursprünglich auf Rico Kronenberg und die Professur für Meteorologie der TU Dresden zukam, mit der Bitte, einen Weg zu finden, die Bodenfeuchte in den sächsischen Wäldern genauer erfassen zu können, ohne ständig vor Ort sein zu müssen. Die bisher verfügbaren Instrumente, wie der Dürremonitor des UFZ oder der Bodenfeuchteviewer des Deutschen Wetterdienstes (DWD), sind für die Revierförster nicht ausreichend detailliert.
Screenshot der Bodenfeuchteampel vom 01. Juli 2022. Die roten Punkte zeigen sehr trockenen Boden an, der je nach Baumart auf Dauer zu irreversiblen Schäden bis hin zum Absterben der Pflanze führen kann.
Aus der Zusammenarbeit mit Kompetenzzentrum für Wald und Forstwirtschaft im Staatsbetrieb Sachsenforst und mithilfe der PikoBytes GmbH ist eine interaktive Karte Sachsens entstanden, auf der sich hunderte Punkte befinden, die nach einem einfachen Ampelprinzip die Bodenfeuchte am jeweiligen Ort angeben – und auf der zurzeit die Farbe Rot dominiert. Jeder einzelne Punkt der Karte steht für einen bestimmten Standpunkt in einem sächsischen Wald, der vom Sachsenforst ausgewählt und parametrisiert wurde. Ob ein Standort rot, also sehr trocken, orange, grün – normal, oder etwa blau, d.h. sehr nass, angezeigt wird, entscheidet keine Messung, sondern eine Simulationsrechnung.
Die Ergebnisse der Bodenfeuchteampel können auch transparent mit den Messungen der Waldklimastationen vor Ort abgeglichen werden. Hier wird eine solche Station in der Lausnitzer Heide installiert und die Einbautiefe der Sensoren bestimmt.
Rico Kronenberg erläutert: „Im Hintergrund läuft hier ein Wasserhaushaltsmodell, das angetrieben wird von Beobachtungsdaten des Sachsenforstes und des Deutschen Wetterdienstes, die täglich abgerufen werden. Die Daten werden gesammelt und so kann durch den Wasserhaushalt die Verfügbarkeit des Bodenwassers berechnet werden.“ Diese Beobachtungsdaten sind meteorologische Daten wie Niederschlag, Temperatur, Windgeschwindigkeit, Globalstrahlung und relative Luftfeuchte. Sie erlauben akkurate Berechnungen, auch eine Präzisierung ermöglichen: Die Ampel berücksichtigt Vegetation und Bodentiefe und unterscheidet beispielsweise zwischen Fichten, Buchen und Gras. Außerdem zeigt sie die Verteilung der Bodenfeuchte über die Tiefe und ihre Entwicklung über die letzten Jahre.
Die Daten der Ampel helfen dann den Revierförstern und Mitarbeiter:innen des Sachsenforstes, wichtige Entscheidungen zu treffen. Sie lassen Rückschlüsse über die Gesundheit der Pflanzen oder die Befahrbarkeit des Waldbodens zu, unterstützen bei Anbauplanung und Risikobewertung. Gleichzeitig könnten sie genutzt werden, um extreme Ereignisse wie Sturzfluten zu prognostizieren. „Bodenfeuchte ist ein sehr guter Indikator für Sturzfluten. Wenn der Boden sehr feucht ist und dann kommt ein Starkregen mit 20 mm pro Stunde und mehr, dann läuft das Wasser oberflächlich ab und dann sind das ideale Bedingungen für eine Sturzflut, also wild abfließendes Wasser innerhalb weniger Stunden.“ Ähnliches gilt aber auch bei Trockenheit: „Ich hoffe auf mehr Regen“, sagt Rico Kronenberg, „aber zu viel Wasser in zu kurzer Zeit ist auch nicht gut. Wenn der Regen Schauerartig kommt, hilft das der Natur nicht, weil das Wasser nicht versickert, sondern abläuft.“ Ein Wetter wie in den letzten Wochen, geprägt von Hitze und Trockenheit, unterbrochen nur von Gewitterschauern, führt also nicht zu mehr „Grün“ auf der digitalen Karte.
Gibt es nun angesichts des Klimawandels überhaupt noch Hoffnung für unsere Wälder? Für Rico Kronenberg ist klar, dass jetzt gehandelt werden muss: „Ich mache mir große Sorgen um das Klima und darüber, wie sich die Vegetation in Sachsen und Mitteldeutschland verändern wird. Durch ReKIS, das regionale Klimainformationssystem, weiß ich, dass wir mit einem Temperaturanstieg von bis zu 2,7 Kelvin bis 2051 rechnen müssen. Beim Niederschlag ist noch nicht klar, ob die zunehmende Verdunstung ausgeglichen werden kann. Aber selbst, wenn wir jetzt trockenresistente Pflanzen in den Wäldern ansiedeln, dann müssen die auch erst einmal anwachsen, wofür sie Feuchtigkeit brauchen. Wenn sie nicht anwachsen, dann wächst da auch nichts nach.“
Auch wenn die Bodenfeuchteampel selbst nur den Ist-Zustand der Waldböden anzeigen kann, so hofft Rico Kronenberg, dass sie zukünftig helfen kann im Umgang mit dem Klimawandel und seinen Folgen. So ist geplant, den aktuellen Prototyp der Bodenfeuchteampel bis Ende 2022 in ein operationelles Tool zu überführen und sie anschließend in ReKIS zu integrieren. Auch eine Erweiterung auf andere Flächen als den Wald ist in Planung. So könnte sie auch in andere Projekten genutzt werden, zum Beispiel in KlimaKonform, einem Projekt zum klimakonformen Handeln auf Gemeinde- und Landkreisebene in Mittelgebirgsregionen, an dem die Professur für Meteorologie der TU Dresden ebenfalls beteiligt ist.
Weitere Informationen:
Zum Prototyp der Bodenfeuchteampel: https://life.hydro.tu-dresden.de/BoFeAm/dist/index.html
Kontakt:
Dr. Rico Kronenberg
Professur für Meteorologie
Tel.: +49 351 463-31343