Neue Publikation zur mathematischen Optimierung in der Forstwirtschaft

In Zusammenarbeit des Lehrstuhls für Industrielles Management der TU Dresden mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL (Birmensdorf), der ETH Zürich sowie der Universität Göttingen ist eine neue Publikation im Journal Scientific Reports erschienen. Unter Beteiligung von Michael Hölscher, Maria Beranek, Udo Buscher und Martin Scheffler von unserem Lehrstuhl wurde ein mathematisches Optimierungsmodell entwickelt, das die nachhaltige Bewirtschaftung von Alpenwäldern unter den Bedingungen des Klimawandels unterstützt.

Alpine Wälder erfüllen gleichzeitig viele Funktionen: Sie liefern Holz, speichern Kohlenstoff, fördern die Biodiversität und schützen Siedlungen vor Naturgefahren wie Lawinen oder Steinschlag. Diese Multifunktionalität gerät durch den Klimawandel zunehmend unter Druck. Das Forschungsteam kombiniert das klimaempfindliche Waldwachstumsmodell ForClim mit einem multi-kriteriellen Optimierungsansatz. Damit lassen sich für jeden einzelnen Waldbestand unterschiedliche Bewirtschaftungsstrategien bewerten und so ein optimales Gesamtportfolio für den Forstbetrieb bestimmen.

Das entwickelte gemischt-ganzzahlige Optimierungsmodell berücksichtigt dabei zentrale Zielkonflikte: Soll die Holzproduktion maximiert, die Schutzwirkung gesichert oder die Multifunktionalität insgesamt verbessert werden? Durch Gewichtung der einzelnen Ziele sowie die Einbeziehung von Nebenbedingungen entstehen Lösungen, die eine ausgewogene Balance zwischen Holzproduktion, Biodiversität, Erholung, Kohlenstoffspeicherung und Schutzwirkung ermöglichen.

Die Fallstudie im Schweizer Val Müstair zeigt deutlich: Vor allem klimaangepasste, naturnahe Bewirtschaftungsstrategien werden in Zukunft unverzichtbar sein, um die vielfältigen Ökosystemleistungen der Alpenwälder zu sichern. Die Publikation belegt damit den hohen Nutzen mathematischer Optimierungsverfahren in der forstwirtschaftlichen Planung.

Referenz:
Bont, L.G., Hölscher, M., Mutterer, S., Beranek, M., Schweier, J., Buscher, U., Scheffler, M., Husmann, K., Ottens, L. & Blattert, C. (2025). Optimizing sustainable and multifunctional management of Alpine Forests under climate change. Scientific Reports, 15:29761. https://doi.org/10.1038/s41598-025-12001-x