Bedeutung der nutzbaren Feldkapazität forstlicher Standorte für die Wasserversorgung der Forsten bei sich ändernden Klimabedingungen

Das Institut für Waldökologie und Waldinventuren in Eberswalde führt die bundesweite Bodenzustandserhebung im Wald durch. Von ca. 2000 Punkten werden Daten zu den Standortbedingungen, zum Waldbestand und zum Boden erhoben. Diese reichen in Quantität und Qualität für komplexe Landschaftswasserhaushaltsmodelle nicht aus. Deshalb ist es das Ziel aus den vorhandenen Daten ein eigenes Modell zu entwickeln. Das Modell umfasst die Komponenten Verdunstung, pflanzenverfügbares Wasser und den lateralen Abfluss. Zur Schätzung der Verdunstung wird auf eine empirische Gleichung von Renger und Wessolek (1996) zurückgegriffen bzw. eine Modifikation nach Wessolek et al. (2008) genutzt. Für das pflanzenverfügbare Wasser wird die nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum ermittelt, bei Grundwassereinfluss der Kapillaraufstieg, welcher auf die Höhe der potentiellen Evapotranspiration begrenzt wird. Hennings et al. (2000) geben Quotienten zwischen Gesamt- und Grundwasserabfluss an. Für die Differenz zwischen Gesamt- und Grundwasserabfluss wird angenommen, dass diese den lateralen Abfluss darstellt. In einem weiteren Schritt wird dieses Modell, mit dem Ziel Vorhersagen für die zukünftige Wasserversorgung der Bestände zu tätigen, angewendet. Mit dem prognostizierten Klimawandel werden sich die Niederschlagsverhältnisse in Menge und Verteilung regional unterschiedlich verändern. Es wird erwartet, dass die Auswirkungen auf die Wasserversorgung der Bäume wesentlich von der Höhe der Feldkapazität im Wurzelraum abhängig ist

Understory dynamics after disturbance accelerate succession from spruce to beech-dominated forest—the Siggaboda case study

International audience& Context It is assumed that climate change will favour European beech (Fagus sylvatica L.) to Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) at its northern range margins due to climate change and induced disturbance events. & Aims An old-growth mixed forest of spruce and beech, situated near the northern beech margin, was studied to reveal effects of disturbances and response processes on natural forest dynamics, focussing on the understory. & Methods We carried out analyses on understory dynamics of beech and spruce in relation to overstory release. This was done based on a sequence of stand and tree vitality inventories after a series of abiotic and biotic disturbances. & Results It became apparent that beech (understory) has a larger adaptive capacity to disturbance impacts and oversto-ry release (68 % standing volume loss) than spruce. Understory dynamics can play a key role for forest succes-sion from spruce to beech-dominated forests. Disturbances display an acceleration effect on forest succession in the face of climate change. & Conclusion Beech is poised strategically to replace spruce as the dominant tree species at the study area. Due to an increasing productivity and a lower risk of stand failure, beech may raise into the focus of forestry in southern Sweden

Pedotransfer functions for estimation of bulk density of forest soils in Germany

Die Zielsetzung dieser Studie war die Evaluierung von publizierten Pedotransferfunktionen (PTF) zur Abschätzung der Trockenrohdichte (TRD) anhand von Ergebnissen der bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE II). Verschiedene Funktionstypen wurden mit publizierten Parameterwerten am BZE II-Datensatz geprüft. Viele Funktionen zeigten bei einer unkalibrierten Anwendung einen deutlichen Bias (ME) und einen großen Fehler der prognostizierten Werte im Vergleich zu den Messwerten (RMSE). Dem gegenüber erweisen sich die Funktionen von Alexander (1980), Manrique & Jones (1991) und Tamminen & Starr (1994) über alle Bodentiefen als sehr robust. Die Modellgüte der getesteten Funktionen ließ sich durch eine Neukalibrierung am BZE II-Datensatz z. T. wesentlich verbessern, allerdings zeigten viele Funktionen gerade im Bereich hoher TRD systematische Fehler. Die höchste Modellgüte wurde durch ein einfaches gemischtes additives Modell erreicht, das die organische Substanz, die Tiefenstufe, den Skelettgehalt und die Substratgruppe der BZE II als Eingangsdaten berücksichtigt.The aim of this study was to evaluate a set of published pedotransfer functions (PTF) for bulk density (TRD) using data from the National Forest Soil Inventory (BZE II). The predictive quality of all functions was evaluated using published parameter values. Many pedotransfer functions caused strongly biased predictions (high ME) and large errors (high RMSE) when using their original parameter values. The pedotransfer functions of Alexander (1980), Manrique & Jones (1991) and Tamminen & Starr (1994) resulted in satisfying predictions for all soil depths. Considerable improvements resulted from recalibrations using the BZE II data set. However, some functions could still not satisfactorily predict high bulk densities. A generalized additive mixed model employing soil organic matter, soil depth, coarse fraction and the parent material group of the BZE II yielded best predictive power

Comparing soil inventory with modelling : Carbon balance in central European forest soils varies among forest types

Forest soils represent a large carbon pool and already small changes in this pool may have an important effect on the global carbon cycle. To predict the future development of the soil organic carbon (SOC) pool, well-validated models are needed. We applied the litter and soil carbon model Yasso15 to 1838 plots of the German national forest soil inventory (NFSI) for the period between 1985 and 2014 to enables a direct comparison to the NFSI measurements. In addition, to provide data for the German Greenhouse Gas Inventory, we simulated the development of SOC with Yasso15 applying a climate projection based on the RCP8.5 scenario. The initial model-calculated SOC stocks were adjusted to the measured ones in the NFSI. On average, there were no significant differences between the simulated SOC changes (0.25 ± 0.10 Mg C ha−1 a−1) and the NFSI data (0.39 ± 0.11 Mg C ha−1 a−1). Comparing regional soil-unit-specific aggregates of the SOC changes, the correlation between both methods was significant (r2 = 0.49) although the NFSI values had a wider range and more negative values. In the majority of forest types, representing 75% of plots, both methods produced similar estimates of the SOC balance. Opposite trends were found in mountainous coniferous forests on acidic soils. These soils had lost carbon according to the NFSI (−0.89 ± 0.30 Mg C ha−1 a−1) whereas they had gained it according to Yasso15 (0.21 ± 0.10 Mg C ha−1 a−1). In oligotrophic pine forests, the NFSI indicated high SOC gains (1.36 ± 0.17 Mg C ha−1 a−1) and Yasso15 much smaller (0.29 ± 0.10 Mg C ha−1 a−1). According to our results, German forest soils are a large carbon sink. The application of the Yasso15 model supports the results of the NFSI. The sink strength differs between forest types possibly because of differences in organic matter stabilisation.peerReviewe