Wälder – nachhaltig und effizient bewirtschaftet

Ökonomie und Ökologie miteinander verbinden? Oftmals ist das keine leichte Aufgabe – so auch bei der Bewirtschaftung von Wäldern, etwa bei der Wegeerschließung. Ein neuartiges Tool hilft, die optimalen Lösungen zu finden, sowohl für die Natur als auch fürs Portemonnaie.

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Läuft man derzeit durch deutsche Wälder, so kann man den Klimawandel mit Händen greifen. Ein Großteil der Fichten steht nur noch als vertrocknetes Gerippe in der Landschaft, ganze Waldstriche sind abgestorben. Schuld ist eine Kombination aus der zunehmenden Trockenheit – die auf den Klimawandel zurückzuführen ist – und dem Borkenkäfer: Er hat bei den durch die Dürre geschwächten Bäumen leichtes Spiel. Die Frage, die sich daher immer dringender stellt: Wie lassen sich Wälder nachhaltig bewirtschaften?

Wege wollen gut geplant sein

Wegenetze im Wald sind intensiv geplant und angelegt. Da gibt es zum einen Abfuhrwege – asphaltierte oder zumindest hart geschotterte Wege, auf denen LKW fahren und Holz abtransportieren können, zum anderen Rückewege. Auf diesen ebenfalls befestigten Wegen wird das Holz zu den Abfuhrwegen gebracht. Neben dieser Groberschließung gibt es die Feinerschließung, und zwar in Form von Rückegassen, auf denen man zu jedem einzelnen Baum gelangen könnte, um ihn zu fällen und einzeln bis zum Rückeweg abzutransportieren.

Holzpolter am Abfuhrweg im Wald. Vorbereitung des Transports der Stämme zu den Holzabnehmern. Foto: Fraunhofer IFF, Viktoria Kühne
Ein Harvester im Einsatz. Foto: Fraunhofer IFF, Viktoria Kühne


All diese Wege und Gassen versuchen Förster:innen zu reduzieren. Denn fahren schwere Geräte über den Waldboden, wird dieser verdichtet – und zwar auf hundert Jahre und länger. Das Regenwasser kann nicht gut abfließen und die Wurzeln der Bäume können sich nicht ungehindert ausbreiten. Die Vorgaben spiegeln dies wider: Wege dürfen nur so wenig wie möglich befahren werden und müssen mindestens zwanzig Meter auseinanderliegen. Spannt sich das Wegenetz dichter, kann dem Waldeigentümer die Zertifizierung entzogen werden. Aus diesen Gründen bleiben die Wegenetze über hunderte von Jahren bestehen – in Abständen von etwa zehn Jahren werden die Wege im Rahmen von Durchforstungsmaßnahmen wieder freigeräumt, was durchaus kostenintensiv ist.

Abhängig von der Stärke der Stämme können Harvester zwischen fünf und dreißig Festmeter Holz in der Stunde aufarbeiten. Foto: Fraunhofer IFF, Viktoria Kühne


Förster und Försterinnen würden die Wegenetze daher gern langfristig dokumentieren und bestehende Wege und Gassennetze bewerten. Wichtig ist dies insbesondere bei Flächen, die wieder aufgeforstet und zuvor geplant werden müssen – wie die vom Borkenkäfer stark heimgesuchten Waldbereiche. Bestehende Bodenverdichtungen können vor der Aufforstung ein Stück weit aufgehoben werden. Doch: Wie würde man die Wege optimal anlegen? Optimal nicht nur im Sinne der Ökologie, sondern auch hinsichtlich der Ökonomie? »Viele der angelegten und bereits bestehenden Wege sind weder in der einen noch in der anderen Hinsicht optimal«, weiß Dr.-Ing. Ina Ehrhardt vom Fraunhofer IFF.

Wege und Gassen optimal planen: Ökologisch und ökonomisch

Das Forschungsteam des Fraunhofer IFF hat daher im Projekt »Gassenaufschluss 2.0« ein Tool entwickelt, mit dessen Hilfe sich sowohl bei künftigen Kahlschlägen als auch bei intakten Waldgebieten nachvollziehen lässt, wo die einzelnen Gassen und Wege verlaufen – auch dann, wenn wie beim Kahlschlag Wegemarken in Form einzelner Bäume wegbrechen und sich zukünftige Wege optimal anlegen lassen.

Denn das ist alles andere als trivial. So gilt es beispielsweise, die Richtung zu berücksichtigen, aus der der Wind hauptsächlich durch die Bäume fegt. Denn drückt er in die Gassen, kann es vermehrt zu Brüchen in Zweigen, Ästen und Stämmen kommen. Auch die Grenzen der Forsttechnik gilt es zu beachten: Der Weg, den schwere Arbeitsgeräte entlangfahren können, darf auf einer Wegbreite von vier Metern nicht stärker abfallen als zwanzig Zentimeter. Mit bloßem Auge ist dies vielfach schwer abzuschätzen. Zudem widersprechen sich die Anforderungen mitunter: Zum einen muss die Waldfläche, die als Weg genutzt wird, so gering wie möglich gehalten werden. Zum anderen müssen die Förster an jeden Baum auch mit Gerät herankommen, denn Bäume alleinig per Handarbeit zu fällen, ist ökonomisch wenig sinnvoll.

Bisher mussten die Revierleiterinnen und -leiter die Gassen per Hand in die Karten einzeichnen, wobei es verschiedene Kartierungen zu berücksichtigen gab. Waren auf der einen Karte Biotope und Co. eingezeichnet, so musste man für Fragestellungen im Bereich forstlicher Belange, etwa die Mengen an Bäumen verschiedener Arten und ihr Alter, zu einer anderen Karte greifen. Auf wieder anderen Plänen waren Geologie und Geographie, wie Bäche, Wege, Flüsse und Bodenhöhen, vermerkt. Hatten Förster:innen einen Forstweg festgelegt, ging es mit Sprühflasche in den Wald, um die entsprechenden Bäume zu markieren, die für den Forstweg gefällt werden müssen. »Mit unserem Tool können wir diesen Aufwand minimieren und Fehler auf ein Minimum reduzieren«, erläutert Ehrhardt.

Revierleiter Tom Hartung (vorn) und Praktikantin Pauline Mewes bei einer Einsatzbesprechung mit forstlichen Dienstleistern. Foto: Fraunhofer IFF, Viktoria Kühne


Das umfassende Know-how des Forstteams ist dabei nach wie vor gefragt. In einem ersten Schritt beschreiben die Revierleiter die Fläche auf digitale Weise: Welche Wege und Gassen sind vorhanden, welche Charakteristika, wie Gräben, Brücken oder Flüsse, gibt es? Diese Daten dienen als Grundlage. Mit ihnen ermittelt der Algorithmus alle zulässigen Varianten des Wegenetzes – natürlich unter Berücksichtigung von Vorgaben. So dürfen Wege nicht dichter zusammenliegen als 20 Meter, nicht länger sein als 300 Meter, dürfen nicht in der Windrichtung XY liegen. Dabei können zunächst einmal mehrere tausend Varianten berechnet werden. In einem zweiten Schritt sucht der Algorithmus diejenigen heraus, die in Bezug auf die Zielparameter am besten sind. Etwa ein besonders kurzes Wegenetz, denn dann hat man wenig Bodenverdichtung und verliert wenig Forstfläche. Oder möglichst wenig Punkte, die von mehreren Gassen gleichzeitig erreichbar sind. Denn sind viele Bäume von mehreren Gassen aus erreichbar, ist das Wegenetz zu dicht.

Für die digitale Erfassung von Informationen zu Waldflächen und -wegen setzt Revierleiter Hartung auch auf Drohnentechnik. Foto: Fraunhofer IFF, Viktoria Kühne


Das ökonomisch beste Netz bildet für das System letztlich die Bewertungsgrundlage. Hierfür wählt es als Referenzwert die Kosten »null« und bewertet alle anderen Varianten hinsichtlich ihrer potenziellen Mehrkosten – verglichen mit diesem Referenzwert. In einer Erstbewertung zeigt es die ökologisch und ökonomisch besten Wegenetze an. Die anderen sind allerdings nicht verloren: »Wir nehmen dem Revierleiter seine Arbeit in Punkto Entscheidungsfindung nicht ab, schließlich hat er die Ortskenntnis und hat vielleicht auch Dinge im Hinterkopf, die gar nicht mit ins System eingeflossen sind«, sagt Ina Ehrhardt. Ist die Entscheidung für ein Wegenetz gefallen, wird es auf die Smartphones oder andere Endgeräte der Dienstleister übertragen. Sie können sich dann genau anzeigen lassen, wo für die Wege welche Bäume gerodet werden müssen. Das aufwändige Markieren mit Sprühpunkten ist überflüssig.

Bereits real im Einsatz

Das Tool ist fertig und bei Tom Hartung, Revierleiter des Reviers Rübeland des Landesforstbetriebs Sachsen-Anhalt, und seinen Kollegen bereits im alltäglichen betrieblichen Einsatz. »Bei der analogen Planung war der Aufwand enorm hoch, schließlich ist es das Ziel jedes Försters, so genau wie möglich zu arbeiten und allen Anforderungen gerecht zu werden. Habe ich bisher für die Planung einer Fläche drei, vier Tage – mitunter sogar noch länger – gebraucht, kann ich nun mit der Software innerhalb weniger Stunden mehrere Varianten erstellen, die ich dann mit dem Waldbesitzer durchsprechen kann«, begeistert sich Hartung. »Auch ist es mit den Daten wahnsinnig einfach, in den Waldflächen zu navigieren.«

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