Anwendung des Bewertungskonzepts für die Ökosystemintegrität unter Berücksichtigung des Klimawandels in Kombination mit Stoffeinträgen : Abschlussbericht / von Prof. Dr. rer. nat. habil. Winfried Schröder, M.A., Dr.-Ing. Stefan Nickel (Lehrstuhl für Landschaftsökologie, Institut für Umweltwissenschaften, Universität Vechta), Dr. rer. nat. Martin Jenssen, Prof. Dr. rer. silv. habil. Gerhard Hofmann (Waldkunde-Institut Eberswalde GmbH (W.I.E.)), Dr.-Ing. habil. Angela Schlutow, unter Mitarbeit von Dr. sc. Hans-Dieter Nagel (ÖKO-DATA Ahrensfelde, Gesellschaft für Ökosystemanalyse und Umweltdatenmanagement mbH), Prof. Dr. Benjamin Burkhard, Claudia Dworczyk M.A. (Leibniz Universität Hannover, Institut für Physische Geographie und Landschaftsökologie), Dir. u. Prof. Dr. Peter Elsasser, Dr. Martin Lorenz (Thünen-Institut für Internationale Waldwirtschaft und Forstökonomie), Dr. Jürgen Meyerhoff (Technische Universität Berlin, Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung, FG Landschaftsökonomie), Dipl.-Volksw. Priska Weller, Dr. Kerstin Altenbrunn (Thünen-Institut für Internationale Waldwirtschaft und Forstökonomie) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: Lehrstuhl für Landschaftsökologie, Institut für Umweltwissenschaften, Universität Vechta, Waldkunde-Institut Eberswalde GmbH (W.I.E.), ÖKO-DATA, Ökosystemanalyse und Umweltdatenmanagement / IBE GmbH, Leibniz Universität Hannover, Institut für Physische Geographie und Landschaftsökologie, Thünen-Institut für Internationale Waldwirtschaft und Forstökonomie, Technische Universität Berlin, Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung, FG Landschaftsökonomie ; Redaktion: Fachgebiet II 4.3 Luftreinhaltung und terrestrische Ökosysteme Gudrun Schütze

Abstract

Klimawandel und atmosphärische Stickstoffeinträge können die Integrität von Ökosystemen, d.h. deren prägende Strukturen und Funktionen verändern und dadurch auch deren Nutzen für Menschen einschränken. In dem Vorgängerprojekt FKZ 3710 83 214 (UFOPLAN 2010) wurden Grundlagen für ein ökologisches, räumlich explizites und bundesweit anwendbares Bewertungskonzept für die Gefährdung der Ökosystemintegrität erarbeitet (Jenssen et al. 2013). Hieran anknüpfend zielte die vorliegende Studie darauf ab, die wissenschaftlichen Grundlagen des Bewertungskonzeptes weiter zu vertiefen und zu einem praxistauglichen integrierten Bewertungssystem für Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen auszubauen. Hierzu wurden weitere Referenzzustände für nun insgesamt 60 Wald- und Forstökosystemtypen beschrieben, die Ergänzung ausgewählter Referenzzustände um Indikatoren für den Zustand der Bodenbiozönose geprüft und die Zeigerwertmodelle für die Quantifizierung von Oberbodenparametern erweitert und validiert. Anhand von 105 Vegetationsaufnahmen aus dem Nationalpark Kellerwald-Edersee wurden darauf hin Ökosystemtypen und Oberbodenparameter bestimmt sowie an 15 repräsentativen Standorten in Deutschland Oberbodenparameter mit dem Stofflussmodell VSD modelliert. Ein in fuzzy-regelbasiertes Modell zur räumlich-zeitlichen Abschätzung der ökologischen Feuchtekennzahl nach Hofmann (2002) wurde entwickelt und auf der Bundes- bzw. regionalen Ebene erprobt. Die im Vorgängerprojekt erstellte Karte der ANOEST Deutschlands (1:500.000) wurde mitttels empirisch-statistischer Verfahren validiert. Die Methode zur Einstufung der Ökosystemintegrität wurde weiter ausgebaut bzw. standort- und flächenbezogen erprobt. Verknüpfungsmöglichkeiten mit anderen Klassifikationssystemen (hier die Lebensraumtypen nach der FFH-Richtlinie) wurden aufgezeigt. Des Weiteren erfolgte eine Machbarkeitsstudie zur Verknüpfung von Zustandsinformationen zu Waldökosystemen und deren Bereitstellung von Ökosystemleistungen (Matrixansatz).

Structures and functions of ecosystems and, subsequently, their services to human societies may be influenced by climate change and atmospheric deposition. In the preceding project FKZ 3710 83 214 (UFOPLAN 2010), a spatially explicit evaluation system was developed enabling the evaluation of ecosystems' integrity (Jenssen et al., 2013). The present study aimed at deepening the methodology and developing it into a practical system for assessing and mapping ecosystem integrity and services. The reference status for a total of 60 forest ecosystem types has been described, indicators of soil biocoenoses have been supplemented and the indicator models for quantifying soil parameters have been extended and validated. 105 vegetation samplings were taken to determine ecosystem types and soil parameters in the Kellerwald National Park. Soil parameters were modeled at 15 representative sites in Germany by use of the VSD model. A fuzzy rule-based model for spatio-temporal estimations of ecological soil moisture according to Hofmann (2002) was developed and tested at the federal and regional level. The map of the ANOEST in Germany (1: 500,000, Jenssen et al., 2013) was validated by means of empirical-statistical methods. The method for the assessing of ecosystem integrity has been enhanced and tested at the site and regional level. Possibilities for linking forest ecosystem types with habitat types according to the FFH directive have been shown. Furthermore, a feasibility study was conducted to link information on conditions of forest ecosystems and the provision of ecosystem services (matrix approach).