Das Warten auf den Bodenfrost im Waldim Wald - Bayern · 2012. 10. 8. · Das Warten auf den...

Das Warten auf den Bodenfrost im Waldim Wald

Lothar Zimmermann, Anja Hentzschel-Zimmermann, Herbert Borchert und Winfried Grimmeisen

LWFAbt. Boden und Klima

Abt Forsttechnik Betriebswirtschaft und HolzAbt. Forsttechnik, Betriebswirtschaft und Holz

Fragestellungen

• Was beeinflusst den Bodenfrost im Wald?

• Wie häufig gibt es Bodenfrost?

Wi l k lt i d it• Wie lange muss es kalt sein, damit es

Bodenfrost gibt?

8. Bayerischer Waldbesitzertag 29. September 2011 1

Gliederung

• Grundlagen Wärmehaushalt im Wald• Messungen Freiland – Waldlichtungen – Bestandg g• Einflussfaktor Schnee• Zusammenhang Luft- und Bodentemperatur

Dä f d h W ld• Dämpfung durch Wald• Weiterer Faktor für die Befahrung: Bodenfeuchte• Fazit• Fazit

Bodentemperatur

8. Bayerischer Waldbesitzertag 29. September 2011 2(Aus Wiki.Bildungsserver. De)

Grundlagen – Bodenwärmehaushalt von Wäldern

Strahlungsbilanz von Wäldern

Von der kurzwelligen Sonneneinstrahlung kommt nur ein Bruchteil

(aus Gisi 1997)

Von der kurzwelligen Sonneneinstrahlung kommt nur ein Bruchteil auf den Waldboden, nachts langwellige Gegenstrahlung durch das Kronendach, der Hauptumsatz findet im Kronendach statt



Wärmehaushalt von Wäldern

Nettostrahlung Rn =Nettostrahlung Rn = Erwärmung der Luft H + Verdunstungswärmestrom L.E + Bodenwärmestrom G



Fazit: Wald wirkt isolierend auf den Bodenwärmehaushalt, geringere Schwankung der Bodentemperaturen

Verstärkt durch:

• Strauchschicht• Streu- und HumusschichtStreu und Humusschicht • Schneedecke im Winter

Weitere Einflussfaktoren:• Bodenwassergehalt• Bodenart und typ• Bodenart und -typ• Topographie• Wärmeleitende Strukturen (Steingehalt, Wurzeln)


Wärmeleitende Strukturen (Steingehalt, Wurzeln)(Fotos aus Lüscher et al. 2009)

Messungen

• 29-EB-Stationen (DWD)(1.1.1998-31.12.2010)Bodentemperaturen in 5 10 20 und 50 cmBodentemperaturen in 5, 10, 20 und 50 cm Tiefe unbewachsener Boden

• 22 Waldklimastationen Freiflächen (1.10.1998-30.04.2011: 13 Winter)Bodentemperaturen in 5, 10 und 20 cm auf grasbewachsenen Waldlichtungen

• An 5 Schwerpunkt-Waldklimastationenzusätzlich Bodentemperaturen in 5 und 10 cm Tiefe im Bestand

• Tharandter Wald: TU Dresden, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Lehrstuhl für Meteorologie (Bodentemperaturen in 5-80 cmMeteorologie (Bodentemperaturen in 5-80 cm Tiefe, Freifläche und Bestand)


Häufigkeit von Bodenfrost im Freiland

(Foto: www.dwd.de > lexikon)

Durchschnittl. Zahlder Tage mit Bodenfrost im Jahr

5 cm: 255 cm: 2510 cm: 1520 cm: 6

29 EB-Stationen des Deutschen Wetterdienstes verteilt über BY, mittl. Geländehöhe: 480 m ü.NN

DGM 25-BY: 510 m ü.NN)


Häufigkeit von Bodenfrost auf Waldlichtungen

• Grasbewachsene Freifläche der Waldklimastationen

Durchschnittl. Zahlu c sc ader Tage mit Bodenfrost im Jahr

5 cm: 1410 cm: 820 cm: 120 cm: 1

22 Waldklimastationen : Mittl. Geländehöhe 655 m ü.NN


Vergleich Freiflächen Unbewachsen (DWD) - Gras (WKS)


Häufigkeit von Bodenfrost im Bestand

5 Schwerpunkt-WKS mit Boden-temperaturentemperaturenim Bestand

Eb b• Ebersberg• Riedenburg• Freising

• Flossenbürg• Mitterfels

An 4 von 5 WKS kein Bodenfrost im Bestand, nur an der WKS Flossenbürg trat öfter und deutlich Bodenfrost auf.


g

Häufigkeit von Bodenfrost im Bestand

Im Extrem Bodenfrost 5 cm: 10%, 10 cm: 5% der Tage/JahrTharandt: Messungen des Lehrstuhls für Meteorologie, TU Dresden


a a dt essu ge des e stu s ü eteo o og e, U esde

Schneehöhe WKS Mitterfels

Februar 2005Februar 2005


Schneehöhe Tharandt - Flossenbürg - Mitterfels

Tharandt: Messungen des Lehrstuhls für Meteorologie TU Dresden


Tharandt: Messungen des Lehrstuhls für Meteorologie, TU Dresden

Dämpfender Einfluss des Waldes auf die Bodentemperatur


Zusammenhang Luft- und Bodentemperatur

Wie lange und welche Kältesumme braucht es, damit an den Waldklimastationen im Winter Bodenfrost entsteht?

Methode: Anpassung einer multiplen, nichtlinearen Regression an die Daten im Winter Bodentemperatur =f (Wald, Kältesumme)

Mittlere Lufttemperatur in °CTage mit Wald ohne Wald

3 ‐13 ‐8.75 11 4 7 85 ‐11.4 ‐7.87 ‐10.1 ‐7.110 ‐9.1 ‐6.5

Wahrscheinlichkeit für Frost6 mal höher im Freiland als im Wald


Weiterer Einflussfaktor für die Befahrung - Bodenfeuchte

WKS Freising:Braunerde-Parabraunerde

WKS Riedenburg:schwach pseudovergleyte P b d ü T FParabraunerde ü. Terra Fusca


Befahrung: Wassergehalt -Verformungsrisiko

7

5

6 Sande

3

4 Schluffe

1

2 Lehme

0 10 20 30 40 50 60

Wassergehalt (Vol.-%)


Fazit für die Befahrung

• Bodenfrost im Freiland im Mittel nur 2-3 Wochen im Jahr, durch die Isolationswirkung des Kronendachs im Wald d k ß kli ti h S d t d tdagegen kaum, außer klimatische Sonderstandorte

• Bodenfrost im Wald viel zu selten um ihn bei der Holz-ernteplanung zu berücksichtigenernteplanung zu berücksichtigen

• Klimawandel wird Bodenfrosthäufigkeit künftig weiter reduzieren

• Für Befahrung weitere wichtige Einflussgröße Boden-feuchte zeigt günstigste (= niedrigste) Werte im Mittel am E d d V t ti i dEnde der Vegetationsperiode

• Damit weiterhin hohe Bedeutung der technischen Maßnahmen um Auflast bei der Befahrung zu reduzierenMaßnahmen um Auflast bei der Befahrung zu reduzieren (Bogiebänder, Raupenfahrzeuge, niedriger Reifenfülldruck, Reisigmatten etc.)


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