Das Bundesland Brandenburg verfügt mit 8.700 ha über die weitaus größte Robinienfläche Deutschlands. Es ist anzunehmen, dass diese vergleichsweise trockenresistente Baumart dort angesichts der prognostizierten Klimaänderungen an waldbaulicher Bedeutung gewinnt. Jedoch wird das hohe Wuchspotenzial durch eine konventionelle Bewirtschaftung mit 80- bis 100-jähriger Umtriebszeit kaum ausgeschöpft. So erreicht der laufende jährliche Zuwachs in Brandenburg aufgrund der Überalterung vieler Bestände nur etwa 50 % des standörtlich möglichen Niveaus.

Aufgrund der hervorragenden holzphysikalischen Eigenschaften besteht zwar eine lebhafte Nachfrage an Nischensortimenten, unter anderem für konstruktive Zwecke im Außenbereich; heliotropes Wachstum und ungeeignete Genotypen führen jedoch zu einer hohen Anzahl krummer Stammformen. Der weit überwiegende Einschnitt wird derzeit durch Importe, insbesondere aus Ungarn gedeckt. Bei näherer Betrachtung zeigt sich jedoch, dass die Herkunftswahl entscheidend den Biomassezuwachs, die Holzqualität aber auch Energieausbeute beeinflusst. Im Gegensatz zu Pappel oder Weide steht die züchterische Bearbeitung dieser Baumart noch am Anfang: Herkunft und genetische Struktur der heimischen Bestände sind weitgehend unbekannt und bedürfen dringend ihrer Aufklärung.

Das Projektziel besteht darin, alternative Bewirtschaftungs- bzw. Verjüngungsverfahren zu erproben, welche die Wuchsdynamik der Baumart und ihr hohes Stockausschlagvermögen angemessen berücksichtigen. Dabei steht die Energieholzproduktion durch Kurzumtrieb im Mittelpunkt. Hierzu wurden mit Jahresbeginn 2009 neun repräsentative Robinien-Reinbestände des Landeswaldes (Altersspanne 19 bis 68 Jahre, Standorteinheiten Z2 bis M2) in eine niederwaldartige Bewirtschaftung überführt. Daneben steht die Erzeugung von Sondersortimenten für eine hochwertige stoffliche Verwertung, quasi als Form des historischen Mittelwaldes.

• „Niederwald“ (1-jähriger Umtrieb)
• „Niederwald“ (2-jähriger Umtrieb) jeweils mit ausschließlicher Energieholzproduktion
• „Mittelwald“; zweischichtig, Energieholzproduktion in 3- bis 4-jährigem Umtrieb sowie Überhalt von hochwertigen Robinien mit etwa 50-jähriger Umtriebszeit
• „Hochwald“ mit dauerhaft markierten Plusbäumen zur späteren Saatgutgewinnung, Umtriebszeit 60 bis 80 Jahre (Referenz)

In wiederholter Rotation sollen die Auswirkungen von Standort-, Bestockungs- und Witterungseinflüssen auf den Holzzuwachs evaluiert und so das nachhaltige Ertragsvermögen ermittelt werden. Es gilt verlässliche Zuwachszahlen, ertragsbestimmende Erklärungsvariablen sowie die aus betriebswirtschaftlicher Sicht optimalen Nutzungsstrategien abzuleiten. Hierauf basierend sollen Bewirtschaftungsempfehlungen sowie ein Kriterienkatalog zur Auswahl von Kurzumtriebsbeständen erstellt werden. Zugleich gilt es Plusbäume für den Aufbau von Samenplantagen auszuwählen, zu genotypisieren und für die Feldprüfung vegetativ zu vermehren.

Kippenwälder nehmen im Lausitzer Braunkohlenrevier mit 35.000 ha etwa 60 % der Rekultivierungsfläche ein. Dabei folgt die Aufforstungsplanung den bewährten Grundsätzen eines standortgemäßen, ökologisch begründeten Waldbaus. Es bestehen jedoch zunehmend Unwägbarkeiten hinsichtlich der Baumartenanpassung an klimatische Randbedingungen und Extremereignisse. So wird der Landschaftsraum in besonderem Maße von künftigen Klimaveränderungen betroffen sein. Bis zum Jahr 2050 wird ein Rückgang des mittleren Jahresniederschlages von derzeit 500 bis 650 mm auf unter 450 mm prognostiziert. Auf vielen Standorten limitiert bereits heute eine sehr niedrige pflanzenverfügbare Wasserspeicherung das Waldwachstum, Kippenwälder gelten allgemein als klimasensitiv.
Eine seriöse Projektion der langfristigen Waldentwicklung auf Kippenflächen, aber auch im Tagebauumland, ist unter diesen Vorzeichen schwierig. So mangelt es allgemein an ökophysiologisch relevanten Klimastresswerten mit Bezug zur Valenz der einzelnen Baumarten. Hinzu kommt, dass großräumig wirksame Klimafaktoren auf Kippenstandorten weniger durch die Reliefenergie als vielmehr spezifische Substrateigenschaften wie Kohlegehalt oder Beimengungen von Lehm- und Tonbrocken überlagert werden.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Anwendung eines mehrstufigen, standort- und szenariobasierten Waldwachstumsmodelles für die beiden wichtigsten Rekultivierungsbaumarten Gemeine Kiefer (Pinus sylvestris L.) und Traubeneiche (Quercus pertraea Liebl.). Angestrebt wird ein Prognosezeitraum bis zum Jahr 2100, wobei zunächst die Entwicklung des Radialzuwachses betrachtet wird.
Mithilfe des prozessorientierten, standörtlich basierten Wasserhaushaltsmodelles „CoupModel“ werden die für das Bestandeswachstum relevanten Kenngrößen des Boden- und Bestandeswasserhaushaltes ermittelt. Unter Anwendung multivariat-statistischer Methoden gilt es dann die Abhängigkeit des Radialzuwachses der beiden Hauptwirtschaftsbaumarten von Veränderungen klimatischer Parameter zu quantifizieren. Als Zielgröße dient die baumarten- und soweit darstellbar regionalspezifische Radialzuwachschronologie. Im nächsten Schritt erfolgt eine Extrapolation des Radialzuwachses auf die im 21. Jahrhundert zu erwartenden bzw. möglichen Klimabedingungen. Die künftige Variabilität des Klimas wird in Abhängigkeit des globalen Landoberflächenmodells (GCM, Global Circulation Model) „ECHAM 5_MPI-OM“ für die international gebräuchlichen Klima- bzw. Emissionsszenarien A2 („worst case“), A1b („Mittelweg“) und B1 („intensiver Umweltschutz“) simuliert. Für die Regionalisierung der Klimadaten eignen sich statistisch gekoppelte Downscaling-Modelle wie „WETTREG“, „REMO“ und „COSMO-CLM“.
Die Simulationsergebnisse bilden eine Entscheidungsgrundlage für die ökologisch begründete Baumartenwahl und Bestandesbehandlung unter instabilen Klimabedingungen. Dabei erfolgt eine Orientierung an der jeweiligen Trocknis- und Hitzetoleranz der geprüften Baumart sowie klimabedingten Standortdrift. Leitbild sind möglichst baumartenreiche, klimaplastische Wälder mit vielen waldbaulichen Freiheitsgraden für die Zukunft. Es wird davon ausgegangen, dass nur solche Waldaufbauformen eine größere Amplitude von möglichen Umweltbedingungen abpuffern können.

Durchforstungsmaßnahmen in Kiefernwäldern auf Kippenstandorten lässt die Befallsgefahr durch Wurzelschwamm besonders für Wertholzanwärter steigen, werden doch durch ihre Freistellung Eintrittspforten für den Erreger geschaffen. Zum Schutz dieser Z-Bäume sind Abwehrmaßnahmen gegen einen Primärbefall durch eine phytosanitäre Stubbenbehandlung mit Pilzpräparaten besonders wichtig. Die nachhaltige Wirksamkeit derartiger Maßnahmen ist nur anhand von Langfristbeobachtungen nachweisbar. Deshalb erfolgt die wissenschaftliche Begleitung der Applikation pilzantagonistischer Biopräparate bei der vollmechanisierten Holzernte.
Die Analyse der gesamten Applikationstechnologie (Abbildung) soll zu einer Optimierung des Technikeinsatzes, insbesondere des Pilzmittelverbrauchs, und Kostenumfanges kommen. Die Wirkung der Applikation muss dabei gewährleitet bleiben. Schließlich sollen praktische Hinweise für die forstliche Umsetzung der Applikationtechnologie in allen Waldeigentumsarten gegeben werden.

Die Rekultivierung von Tagebauflächen leistet aus Sicht der Vattenfall Europe Mining AG (VEM) einen klimawirksamen Beitrag zur biogenen Kohlenstoffspeicherung. Ihr gegenüber steht jedoch die Kohlenstofffreisetzung bei der Inanspruchnahme des Tagebauvorfeldes. Bisher mangelt es jedoch an einer vor-/nachbergbaulichen Kohlenstoffbilanzierung und entsprechenden methodischen Ansätzen. Dabei ist insbesondere die Abschätzung der flächenbezogenen C-Sequestrierung in jungen Ökosystemen auf Neulandböden unsicher, da bisher kaum belastbare Primärdaten vorliegen.
Es soll nunmehr ein wissenschaftlich fundiertes Berechnungsmodell erarbeitet werden, das eine C-Bilanzierung auf der Grundlage zuverlässiger Eingangsdaten ermöglicht. Folgende Fragestellungen werden behandelt:

• Entwicklung und Validierung eines methodischen Ansatzes zur Bewertung der Kohlenstoff-Sequestrierung von Rekultivierungsflächen, Anwendung am Fallbeispiel des Tagebaus Welzow-Süd
• vergleichende Bilanzierung der biogenen C-Bindung (vor- und nachbergbaulich) für typische Flächenkategorien bzw. Biotoptypen mit Prognosen in die „ferne Zukunft“
• Inwertsetzung der Kohlenstoffspeicherung von Rekultivierungsflächen bzw. ihres Beitrags zum Klimaschutz (CO2-Zertifikate)
• Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Beschleunigung der CO2-Fixierung von Rekultivierungsflächen und Erhöhung der Senkenleistung („Carbon Reclamation Management“)

Häufig weisen junge Kippenwälder im südlichen Brandenburg gravierende Pflegerückstände auf. Dies betrifft insbesondere überbestockte Kiefernstangenhölzer (Standraumregulierung) und Eichenjungbestände (Mischungsregulierung, Begünstigung von ZBaumanwärtern). In diesem Zusammenhang mangelt es vor allem am Einsatz innovativer Holzerntetechnologien. Dabei ist entscheidend, ob sich waldbaulich notwendige, bisher aber aus Kostengründen häufig hinausgezögerte Pflegeeingriffe, wirtschaftlich oder doch zumindest kostenneutral durchführen lassen. Hierzu werden vier als produktiv eingestufte Erntetechnologien im direkten Verfahrensvergleich und unter definierten Einsatzbedingungen geprüft.

• kleinerer Harvester vom Typ Preuss 84 V.II, Aggregat KETO S1 Supreme,
• Energieholzharwarder auf Basis des Forwarders HSM 208 F mit leichtem Harvesteraggregat mit Sammelfunktion und Vermessung (Typ: Moipu 250 ES),
• Hackschnitzelvollernter vom Typ Preuss sowie,
• kleinerer Harvester vom Typ Ponsse (Unternehmermaschine) mit Fäller-Bündler Aggregat Bracke C 16.b.

Bewertungskriterien sind: Arbeitsproduktivität, Wirtschaftlichkeit, Bestandes- bzw. Standortpfleglichkeit. Im Ergebnis stehen Leistungskennzahlen und Handlungsempfehlungen zum Einsatz der Arbeitsverfahren im Forstbetrieb.