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Nadelholzwirtschaft im (Klima-) Wandel

Vortrag von Prof. Dr. Thomas Knoke, Technische Universität München, Zusammenfassung von DI Dr. Gerhard Pelzmann

Forsttagung_Prof.Knoke © Harry Schiffergrößer Als betriebliche Anpassungsstrategien an den Klimawandel werden eine Veränderung der Baumartenwahl hin zu klimatoleranten Arten sowie der Anbau von Mischbeständen empfohlen. Die langfristige Baumartenwahl ist eine der wichtigsten, aber auch schwierigsten strategischen Entscheidungen eines Forstbetriebs. Unsicherheiten in der zukünftigen Holzpreisentwicklung oder dem Eintreten von Schadereignissen sind seit jeher wichtiger Bestandteil forstlicher Planung. Der Klimawandel stellt die forstliche Produktionsplanung jedoch vor neue Herausforderungen. Welche ökonomischen Folgen solche Veränderungen für Forstbetriebe haben und ob die Auswahl der ökonomisch idealen Baumartenzusammensetzung die ökonomischen Folgen eines sich verändernden Klimas für den Forstbetrieb abpuffern kann, beschrieb der Vortrag von Prof. Thomas Knoke, Waldinventur und nachhaltige Nutzung, Technische Universität München.


Methode: Baumartenwahl unter Risiko

Ein Simulations- und Optimierungsansatz auf Forstbetriebsebene diente zur Untersuchung dieser Fragestellungen. Wir gehen davon aus, dass ein risikobewusster Entscheider den Forstbetrieb leitet. Im Gegensatz zum reinen Profit-Maximierer wägt dieser Entscheidungsträger zwischen Ertrag und Risiko ab. Zur Quantifizierung dieser subjektiven Einstellung wird der Value at Risk (VaR) verwendet. Dieses Maß stammt aus der Finanzwirtschaft und basiert auf der erwarteten Verteilung der Erträge, in unserem Fall der Annuitäten, d.h. die in €/(ha und Jahr) ausgedrückten Bodenrenten der verschiedenen Baumartenzusammensetzungen. Der Entscheider erwartet einen durchschnittlichen ökonomischen Ertrag, z.B. den erwarteten Mittelwert (Abb. 1, grüne Linie), der, bei der Annahme der Normalverteilung, die höchste Eintrittswahrscheinlichkeit hat. Schwankende Holzpreise und Schadereignisse sorgen jedoch dafür, dass die Erträge mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit höher und niedriger ausfallen als erwartet. Ein risikobewuster Entscheider wird danach streben, den Ertrag, hier Annuität pro ha und Jahr, zu maximieren, der mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit mindestens erreicht wird. In dieser Studie wurde die Annuität so maximiert, die mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % nicht unterschritten wird.
Die dafür notwendige Verteilung der erwarteten Annuitäten aus der Etablierung verschiedener Baumarten oder –mischungen ist normalerweise unbekannt. Sie kann jedoch durch Monte-Carlo-Simulationen unter Berücksichtigung von heutigen oder möglichen zukünftigen Risiken generiert werden. Als weitere Elemente gehen historische Holzpreisschwankungen und empirischen Überlebenswahrscheinlichkeiten für Fichte und Buche im Reinbestand und mit verschiedenen Mischungsanteilen in die Simulation ein. So können die ökonomischen Konsequenzen einer eintretenden Kalamität und die daraus folgende ungeplante Verkürzung der Umtriebszeit und verfrühte Neubegründung, die verringerten Erträge aus der Holznutzung und die Kosten für die Neubegründun einbezogen werden. Damit wurden Verteilungen für jede Baumart und jede Mischung von Reinbeständen oder Mischbeständen ermittelt. Als Mischungsform wird unterschieden zwischen der Mischung von Baumarten in Reinbeständen auf Betriebsebene („Blockmischung“) oder dem Anbau von Mischbeständen („Mischbestand“), z.B. in gruppenweiser Mischung. Während es in der Blockmischung zu keinen biophysikalischen Interaktionen zwischen den Baumarten kommt, können in Mischbeständen Effekte auf Bestandesstabilität und Wachstum erwartet werden.


Beispielanwendung des Modellansatzes im Bayerischen Wald

Das für diese Fragestellung entwickelte bio-ökonomische Modell wurde beispielhaft auf eine Schadfläche eines imaginären Forstbetriebs im Bayerischen Wald (Wuchsbezirk Innerer Bayerischer Wald) angewendet. Zu Beginn der Simulation wird von unbestocktem Waldboden ausgegangen. Die Baumartenwahl beschränkt sich zunächst auf die beiden Hauptbaumarten Buche und Fichte und alle Mischungsanteile in Rein- oder Mischbeständen. Das Waldwachstum wurde hierzu mit dem Waldwachstumssimulator SILVA 2.0 simuliert. Die Annahmen zu Kosten und Erlösen wurden für den Standort übernommen. Diese erwarteten Deckungsbeiträge weichen jedoch durch schwankende Holzpreise für den Zeitraum 1975 bis 2017 und das mögliche Eintreten einer Kalamität ab. Der Eintritt einer Kalamität führt zum ungeplanten Abtrieb des Bestandes, der Halbierung der Deckungsbeiträge und zur schadensbedingten Wiederaufforstung im gleichen Jahr, zu Begründungskosten von 2.000 €/(ha und Jahr) für Fichte und 3.000 €/(ha und Jahr) für Buche. Für die hier dargestellten Ergebnisse wurde ein Kalkulationszins von 1,5 % unterstellt. Die Eintrittswahrscheinlichkeit der Kalamität hängt von Baumart, Mischungsanteil und Klimaszenario ab. Die Klimaszenarien basieren auf den heutigen Klimadaten und den aus dem Klimamodell des Max-Planck-Institutes (MPI-ESM-LR) abgeleiteten zukünftigen Klimadaten am Beispielstandort für die Repräsentative Szenarien zur Konzentration von Treibhausgasen (RCP) 2.6, 4.5 und 8.5. Die Zahlen beziehen sich auf die vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) angenommenen Szenarien für den zukünftigen Strahlungsantrieb und die Treibhausgaskonzentration. Sie ist nach heutigem Wissensstand für unsere Breiten mit einer Erhöhung der Temperatur und Verringerung der Niederschläge verbunden.


Ergebnisse - Fichtenanteil unter Klimawandel nur moderat reduziert

Für den Beispielstandort, an dem die Fichte standortheimisch ist, ist die Etablierung Nadelholz-dominierter Bestände aus ökonomischer Sicht weiter vorteilhaft. Dies galt sogar für das extremste Klimaszenario (RCP 8.5 Szenario). Der ökonomisch ideale Fichtenanteil wurde im Modell in der Blockmischung von 100 % (unter heutigem Klima) auf 80 % (RCP 8.5 Szenario) reduziert (s. obere Tortendiagramme in Abb.2). Im Mischbestand läge der ökonomisch ideale Fichtenanteil mit 70 % auch unter heutigem Klima niedriger und würde unter dem extremsten Szenario auf 60 % (RCP 8.5) absinken (s. untere Tortendiagramme in Abb. 2). Dieser niedrigere Anteil erklärt sich durch den positiven Effekt der Mischung auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Fichte. Die Überlebenswahrscheinlichkeit der Fichte im Alter von 100 Jahren lag am Beispielstandort unter heutigem Klima bei 50 % im Reinbestand, aber bei bis zu 74 % im Buchen- Fichten-Mischbestand (10 % Fichte und 90 % Buche). Im extremsten Klimaszenario (RCP 8.5) lag die Überlebenswahrscheinlichkeit der Fichte bei 37 % im Reinbestand und 65 % im Mischbestand mit 90 % Buche. Im Vergleich dazu lag die niedrigste Überlebenswahrscheinlichkeit der Buche im Alter 100 in unserem Modell bei 69 % (Reinbestand, RCP 8.5 Szenario). Daher erscheint es auch aus ökonomischer Sicht vorteilhaft, die beiden Baumarten zu mischen und den stabilisierenden Effekt für die Fichte zu nutzen.


Ergebnisse - Mischbestände unter Klimawandel vorteilhaft

Die gruppenweise Mischung war unter allen Klimaszenarien ökonomisch sämtlichen Blockmischungen überlegen. Bezugsgröße für diesen Vergleich war stets der VaR. Dieser war im idealen Mischbestand um bis zu 54 % höher als in der idealen Blockmischung. Die Vorteilhaftigkeit stieg mit zunehmender Intensität des unterstellten Klimawandels, repräsentiert durch die RCP-Szenarien. Der Mischbestand war auch für alle Fichtenanteile der Blockmischung überlegen. So hatte ein Mischbestand mit 90 % Fichte im strengsten Klimaszenario immer noch einen VaR von 30 €/(ha und Jahr), lag also um 25 % über dem der ökonomisch idealen Blockmischung. Ist das strategische Produktionsziel eine Beibehaltung hoher Fichtenanteile, erscheint die Etablierung von Mischbeständen vorteilhaft.  


Modellierte Klimawandeleffekte führen zu ökonomischen Verlusten

Die Berechnungen zeigen auch, dass man selbst unter der Annahme, dass der Forstbetrieb den zukünftigen Klimazustand kennt und seine Baumartenzusammensetzung entsprechend anpasst, mit ökonomischen Verlusten rechnen muss. In diesem Modell verringerte sich die Annuität, die mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% mindestens erreicht wird, unter Klimawandel um bis zu 28 %. Dies zeigt, dass die Anpassung des Baumartenportfolios die ökonomischen Konsequenzen des Klimawandels zwar puffern, aber nicht komplett auffangen kann.  


Schlussfolgerungen

Schlussfolgerungen Das bioökonomische Modell zeigt, dass klimabedingte Änderungen der bei der Neubegründung von Beständen berücksichtigt werden sollten. Mischbestände scheinen durch die stabilisierende Wirkung finanzielle Risiken besser abzupuffern. Doch selbst bei einer theoretisch idealen Bestandeszusammensetzung unter bekanntem zukünftigem Klima erleidet der Forstbetrieb in der Simulation ökonomische Verluste. An dem Beispielstandort im Bayerischen Wald schlug das Modell jedoch keine drastische Absenkung des Fichtenanteils vor, trotz der sehr hohen unterstellten Ausfallrisiken. Die vorgestellte Beispielrechnung konzentriert sich auf den Effekt der sich ändernden Überlebenswahrscheinlichkeiten. Unberücksichtigt bleiben mögliche Wachstumseffekte und langfristige Verschiebungen in den Verbreitungsarealen, aber auch ein Umbau mit anderen Baumarten als Buche. Unter Einbeziehung der, nach heutigem Wissen, wahrscheinlichen Wachstumsveränderungen in einer Sensitivitätsanalyse, wurde der Fichtenanteil zwar reduziert, es kam aber nicht zur Auswahl buchendominierter Bestände. Dies wäre nur unter extremen klimatischen Veränderungen denkbar. Eine moderate Fichten-Buchen-Mischung bietet eine robuste Kompromisslösung zur Abwägung von Risiko und Ertrag. Der Klimawandel führt zu deutlichen Änderungen der Überlebenswahrscheinlichkeiten und infolgedessen zu ökonomischen Einbußen.


Alternativbaumarten gefragt

Mit großer Wahrscheinlichkeit werden betriebswirtschaftliche Zielsetzungen allein durch Umwandlung von Fichten- Reinbeständen in Mischbestände mit Fichte oder Laubholz-Reinbestände nicht erreicht werden können. Alternativbaumarten wie beispielsweise Douglasie oder Tanne sollten größere Flächenanteile einnehmen, um die betriebswirtschaftlichen Chancen der Nadelholzwirtschaft zu nutzen und trotzdem eine stärkere Durchmischung und damit Abkehr von der Fichtenreinbestandswirtschaft zu erreichen. Auch sollte man weitere Nadelholzarten, beispielsweise die Lärche, verstärkt beteiligen und Gastbaumarten testen. Ein Waldbau mit verschiedensten Nadelholzarten unter maßgeblicher Beteiligung von Tanne lässt sich jedoch nur bei angepassten Wildbeständen erreichen. Etablierungsprobleme wie Frost und Trockenheit bei Douglasie müssen gelöst werden.


Beteiligung der Gesellschaft

Die angestellten Überlegungen gelten für einen betriebswirtschaftlich orientierten Waldbau. Dieser eher wirtschaftlich orientierte Waldbau kann auch einige Anforderungen einer multifunktionalen Waldwirtschaft gut mit erfüllen, beispielsweise die Kohlenstoffspeicherung. Andere Aspekte, wie Totholzbereitstellung oder Habitatschutz, laufen in diesem Waldbau jedoch nicht automatisch mit. Die Berücksichtigung solcher Aspekte erfordert eine abweichende Waldstruktur, sicherlich mit deutlich mehr Laubholz, welche aber betriebswirtschaftlich nicht als besonders vorteilhaft gelten kann. So verspricht beispielsweise ein laubholzreiche Baumarten-Portfolio langfristig um rund 140 Euro/ha/ Jahr geringere Deckungsbeitragsäquivalente als ein »optimierte« nadelholzreichere Baumarten-Portfolio. Durch die Berücksichtigung von Naturschutz-Aspekten entstehen folglich mitunter erhebliche Opportunitätskosten. Diese Opportunitätskosten müssen in Zukunft mit hoher Priorität beziffert und ausgewiesen werden, denn diese Kosten dürfen nicht einseitig auf den Waldbesitz abgewälzt werden. Eine Gesellschaft, die verstärkt Naturschutzaspekte einfordert, muss auch bereit sein sich an deren Kosten zu beteiligen. Dieselbe Gesellschaft fördert ja durch ihr Konsumverhalten und ihren generellen Lebensstil durchaus gerade diejenigen Wirtschaftssektoren mit enormem ökologischen Fußabdruck und hohem Naturverbrauch. Beispielsweise wird durch zunehmenden Konsum von High-Tech-Produkten der Abbau seltener Erden massiv gefördert, der Dienstleistungssektor (Tourismusindustrie) führt zu stetig zunehmenden Flugreisen und unser Lebensmittelkonsum fördert den Raubbau an der Natur durch Umwandlung natürlicher Ökosystem in landwirtschaftliche Produktionsflächen. Zahlreiche weitere Beispiele wären leicht zu nennen. Vor diesem Hintergrund kann man tatsächlich den Eindruck gewinnen, dass die vor allem von der städtischen Bevölkerung unterstützten Naturschutzaspekte, die in vielen Fällen mit signifikanten Nutzungsverzichten und hohen Kosten für die Waldbesitzer einhergehen, eine gewisse Stellvertreterfunktion haben, um das im Unterbewusstsein schlummernde, eigentlich schlechte ökologische Gewissen zu beruhigen. Wie in allen anderen Bereichen unserer Volkswirtschaft auch, müssen aber kostspielige Forderungen auch bezahlt werden. Daher sollte fairerweise der dem US-Ökonomen und Wirtschaftsnobelpreisträger Milton Friedmann zugeschrieben Satz: »There is no free lunch«, endlich auch für die Waldwirtschaft gelten  


Autor: Maierhofer
02.07.2019, 10:13 MEZ

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