Forschungs- und Innovationsprojekt
Bodenfeuchtemonitor Wald (KlifW17)

Wasser ist ein wichtiger Faktor für das Überleben und Wachstum von Pflanzen. Dabei spielt nicht nur das Niederschlagsangebot, sondern auch die Wasserspeicherkapazität des Bodens und die Evapotranspiration eine entscheidende Rolle für die Wasserversorgung der Bäume im Wald. Für die Forstwirtschaft spielt die Bodenfeuchte im Wald unter anderem für die Einschätzung von geeigneten Pflanzzeitpunkten, bei der Planung temporärer Bewässerung von Forstkulturen, der Einschätzung der Waldbrandgefährdung, aber auch für die mögliche Befahrbarkeit der Waldböden eine maßgebliche Rolle.

In den letzten zehn Jahren gab es eine große Anzahl trockener Jahre. Die Sommer 2015, 2018, 2019 und 2022 waren deutlich zu trocken was einen Einfluss auf die Vitalität vieler Wälder hatte. In Bayern sind vor allem Bereiche im Norden und hier ganz besonders Standorte mit geringer Bodenwasserspeicherkapazität betroffen. An solchen Standorten erleiden Bäume schnell Trockenstress, der sich durch verfrühte Laubverfärbung, Zuwachsverluste, Vitalitätseinbußen und im Extremfall sogar absterben zeigt. Durch Trockenstress geschädigte Bäume sind gleichzeitig anfälliger für Schädlingsattacken.

Aktuelle Informationen über das Wasserangebot in den Waldböden werden von der Forstverwaltung und den Waldbesitzenden vielfach gebraucht und auch von der Öffentlichkeit und Presse regelmäßig nachgefragt. Hier setzt das Projekt Bodenfeuchtemonitor Wald an, welches zum Ziel hat, die aktuelle Bodenwassersituation der Waldstandorte in Bayern tagesaktuell als interaktive Karte im Internet zur Verfügung zu stellen.

Karte der modellierten Bodenwasserverfügbarkeit in den oberen 40cm für die Bayerischen Waldstandorte am 26.07.2023.

Karte der modellierten Bodenwasserverfügbarkeit in den oberen 40cm für die Bayerischen Waldstandorte am 26.07.2023. Dargestellt ist der relative Wassergehalt als Prozentanteil der nutzbaren Feldkapazität. (© LWF)

Wasserhaushaltsmodellierungen

Für die Modellierungen wird das Wasserhaushaltsmodell LWF-Brook90 verwendet, welches bereits in einer Vielzahl anderer Projekte erfolgreich genutzt wurde. Dazu wird die gesamte Waldfläche Bayerns in ungefähr 1 Millionen Polygone mit einheitlichen Standortseigenschaften unterteilt. Der Wasserhaushalt wird täglich mit den aktualisierten meteorologischen Zeitreihen für jedes einzelne Polygon neu berechnet.
Die meteorologischen Zeitreihen die als Eingangsgrößen in das Modell eingehen werden aus den Vorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (ICON-D2 und ICON-EU) erstellt und erlauben somit auch eine Vorhersage der Bodenfeuchtesituation für die nächsten Tage. Für den Niederschlag wird das ebenfalls vom DWD bereitgestellte HYRAS [1] Datenprodukt verwendet. Dieses enthält den aus Stationsmessungen gerasterten Niederschlag mit einer 1km groben Auflösung. Der HYRAS Datensatz wird täglich aktualisiert.

Parametrisierung

Für die Einteilung in Modelleinheiten (Polygone) werden die für den Wasserhaushalt relevanten Informationen eines Standortes kombiniert. Für die Einteilung werden die folgenden Parameter genutzt, die allesamt flächendeckend vorliegen:
  • Bodeneinheit/-profil (horizontweise Korngrößenverteilung, Skelett- und Humusgehalt, Trockenraumdichte)
  • Hangneigung
  • Hangausrichtung
  • Baumart
  • maximaler LAI
  • Bestandeshöhe
Die Eingangsdaten für die Parametrisierung entstammen dem Bayerischen Standortinformationssystem (BASIS). Die räumliche Auflösung der Modellierungen ist damit besser als vergleichbare Produkte, die den Bodenwasserhaushalt nur auf einem grobaufgelösten Raster rechnen.

Projektinformationen
Projektleitung: Dr. Stephan Raspe (Abt. 2)
Projektbearbeitung: Dr. Axel Wellpott (Abt. 2)
Laufzeit: 01.07.2022 – 31.12.2024
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (STMELF)