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Forstökonomie

Titel des Teilprojektes:
Modellierung und ökonomische Bewertung unterschiedlicher forstlicher Landnutzungsstrategien

Einführung:
Ein Drittel der deutschen Landfläche ist mit Wald bedeckt. Der Forstwirtschaftssektor ist somit nach dem Landwirtschaftssektor der zweitgrößte Flächennutzer Deutschlands.

Der deutsche Wald speichert in der Baumbiomasse, der Bodenvegetation und im Mineralboden große Mengen Kohlenstoff. Zusätzlich erhöht die Speicherung in Holzprodukten den indirekten Kohlenstoffspeicher des Waldes. Der Wald und die Waldbewirtschaftung haben somit einen aktiven Einfluss auf die Kohlenstoffbilanz und damit auf Klimawandel und Klimaschutz.

Zum einen kann die Forstwirtschaft durch eine Erhöhung des im Bestand und in Holzproduktion gespeicherten Kohlenstoffs zu einer Verbesserung der Treibhausgasbilanz beitragen (Mitigationsmaßnahmen). Zum anderen stellen eine mögliche Klimaerwärmung und damit einhergehende veränderte Wuchsbedingungen die Forstwirtschaft vor die Herausforderung, sich waldbaulich anzupassen (Adaptationsmaßnahmen)

Dieses Teilprojekt untersucht, welche Auswirkungen der Klimawandel auf den Wald und die Forstwirtschaft im Zusammenspiel mit veränderten Nutzungsansprüchen haben könnte. Das Teilprojekt gliedert sich in zwei Bereiche:

Betriebswirtschaftlicher Bereich:

Der prognostizierte Klimawandel sowie zunehmende Flächenkonkurrenzen werden sowohl standörtliche als auch wirtschaftliche Veränderungen zur Folge haben. Daraus folgen Auswirkungen auf die Baumartenwahl und die Bewirtschaftung und in Folge dessen auf den Betriebserfolg, das Holzangebot sowie die Kohlenstoffspeicherleistung von Wald und Holz.

Die deutsche Forstwirtschaft steht somit vor der Herausforderung, sich durch eine strategische Ausrichtung hinsichtlich veränderter standörtlicher und wirtschaftlicher Gegebenheiten anzupassen. Erschwert werden diese Anpassungsprozesse durch forstspezifisch langfristige Produktionszeiträume und die daraus resultierenden langfristigen Umbauprozesse.

Umweltökonomischer Bereich:

Umweltveränderungen durch den erwarteten Klimawandel sowie die forstbetrieblichen Reaktionen auf diese beeinflussen die verschiedenen bereitstellenden, regulierenden und kulturellen Ökosystemleistungen des Waldes und dadurch den gesamten entstehenden Nutzen für die Bevölkerung.

Ziel des umweltökonomischen Vorhabens ist es, die landschaftsbezogenen Präferenzen der Bevölkerung bei Entscheidungen über Maßnahmen zur Klimawandeladaptation und -mitigation zu berücksichtigen. Diese Präferenzen können in Geldeinheiten ausgedrückt werden. Für Ökosystemleistungen, die als öffentliche Güter nicht auf Märkten gehandelt werden, sind zur Bewertung zusätzliche Untersuchungen nötig (siehe Methoden).

Ziele

Ziel des forstbetriebswirtschaftlich ausgerichteten Bereichs ist die Quantifizierung der Auswirkungen veränderter Produktionsbedingungen auf

  • die Ertragslage deutscher Forstbetriebe,   
  • die inländische Rohholzbereitstellung und   
  • die Kohlenstoffspeicherung in Wald und Holz.

Der umweltökonomisch ausgerichtete Bereich des Teilprojektes untersucht die Auswirkungen der Maßnahmen zur Klimawandeladaptation und -mitigation auf den Wert der verschiedenen Ökosystemleistungen des Waldes aus Sicht der Bevölkerung. Ziel ist die monetäre Bewertung veränderter Ökosystemleistungen der Wälder, insbesondere der Naturschutz- und Landschaftspflegeleistungen.

Hierzu wurden Merkmale des Waldes ausgewählt,

  • die durch klimabedingte forstliche Maßnahmen besonders beeinflusst werden und   
  • die, ebenso wie Veränderungen an ihnen, für die Bevölkerung sichtbar sind.

Die zu bewertenden Waldmerkmale sind:

  • Anteil Wald an der Landschaft,   
  • Größe einzelner Felder und Waldstücke,   
  • Waldflächen mit Unterwuchs,   
  • Nadelbaumanteil im Wald,   
  • Alter der Wälder,   
  • Artenvielfalt im Wald,   
  • Anteil ungenutzter Waldflächen und   
  • Anteil von Bäumen aus anderen Ländern.

Forschungsansatz und Methoden

Forstbetriebswirtschaftlicher Forschungsansatz

Um die forstbetriebswirtschaftlichen Ziele des Teilprojektes zu erreichen, wurde ein forstbetriebliches Simulationsmodell (FOBESIMO) entwickelt. Dieses ermöglicht die Analyse forstbetrieblicher Bewirtschaftungsentscheidungen unter dem Einfluss von Klimawandel. Anhand von entwickelten Modellbetrieben werden veränderte Produktionsbedingungen und resultierende forstliche Anpassungsmaßnahmen unter verschiedenen Strategiezielen simuliert und analysiert. Dieses Modell wurde anhand von sechs Arbeitsschritten erstellt:

Untersuchungsregion auswählen

Auswahlkriterium war es, eine bundesweite Auswertbarkeit und Interpretierbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen. Nach eingehender Prüfung und Aufbereitung der vorliegenden, bundesweit durchgeführten Datenerhebungen des Testbetriebsnetzes-Forst (TBN-Forst) und der Bundeswaldinventur II (BWI II) wurde das gesamte Bundesgebiet als Untersuchungsregion ausgewählt.

Modellbetriebe entwickeln

Aufgrund unterschiedlicher Ländergesetzgebung und der Tatsache, dass sich der deutsche Wald in drei große Eigentümergruppen (staatlich, privat, kommunal) mit verschiedenen betrieblichen Zielen aufteilt, wurde eine diesen Gegebenheiten angepasste räumliche und sachliche Differenzierung gewählt.

Pro Bundesland (insgesamt 13 Flächenbundesländer) können je drei eigentumsspezifische Modellbetriebe unterschieden werden. Ein Modellbetrieb setzt sich dabei aus vier Bausteinen zusammen:

  • Marktdaten: Ökonomische Betriebskennzahlen und Marktparameter abgeleitet aus den Daten des TBN-Forst
  • Betriebsdaten: Eigentumsspezifisches Nutzungsstrategien resultieren aus dem Projekt "Untersuchung des forstlichen Nutzungsverhalten"
  • Bestandesdaten: Die Baumarten- und Altersklassenausstattung sowie weitere ertragskundliche Kennwerte basieren auf den Daten BWI II
  • Standortsdaten: Klimasensitive Standortvariablen ermittelt in Kooperation mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA)

Maßnahmen zur Steuerung der Bewirtschaftung definieren

Um unterschiedliche Strategien mit einer spezifischen Bewirtschaftung modellieren zu können, müssen Maßnahmen definiert werden. Mit diesen Maßnahmen wird die auf das Strategieziel ausgelegte Bewirtschaftung gesteuert. Hierfür wurden 13 Einzelmaßnahmen definiert, die je nach Strategieziel zu Maßnahmenbündeln zusammengefasst werden und somit die Umsetzung der Strategie im Modellbetrieb ermöglichen.

Definiert wurden folgende Maßnahmen:

  • Baumartenwahl,       
  • Erstaufforstung,       
  • Wiederaufforstung,       
  • Durchforstungsbeginn,       
  • Durchforstungshäufigkeit,       
  • Durchforstungsstärke,       
  • Durchforstungsart,       
  • Zielstärke,       
  • Anzahl Z-Bäume,       
  • Endnutzungsmengen,       
  • Endnutzungszeitraum,       
  • Holzbereitstellung und       
  • Nutzungsverzicht.

Status Quo Bewirtschaftung festlegen

Die Grundlage der Status Quo Bewirtschaftung bildet das WEHAM-Basisszenario (WEHAM = "WaldEntwicklungs- und HolzAufkommensModellierung"), welches am Thünen Institut für Waldökosysteme erstellt wurde. Es wurde  für FOBESIMO angepasst und mit aktuellen Waldbaurichtlinien aktualisiert. Die im 3. Schritt definierten Maßnahmen sind die Steuerparameter. Sie ermöglichen eigentumsspezifisch, regional und baumartenweise unterschiedliche Bewirtschaftungskonzepte zu modellieren. Dadurch kann jeder der gebildeten Modellbetriebe individuell angesteuert und bewirtschaftet werden.

Maßnahmenausprägung in den Stategien festlegen

Je Strategie wurden variierende Maßnahmenbündel definiert. Dadurch ist neben der Status-Quo-Bewirtschaftung auch die Umsetzung  variierender Bewirtschaftungskonzepte in den verschiedenen Strategien (Klimaschutz-, Biomasse- sowie Natur- und Umweltschutzstrategie) möglich. Jedes Maßnahmenbündel bildet eine eigene Bewirtschaftung in einer der genannten Strategie ab. Für die Festlegung der Maßnahmenausprägung wurden Akteure und Experten befragt sowie Fachliteratur herangezogen.

Simulatoren SILVA 2.3 (Wald) und Strugholtz-Englert (Betrieb) zusammenführen und weiterentwickeln

Der Betriebssimulator Strugholtz-Englert sowie der Waldwachstumssimulator Silva 2.3 wurden weiterentwickelt und an die Modellanforderungen angepasst. Dazu wurden die im Betriebssimulator Strugholtz-Englert verwendeten, herkömmlichen Ertragstafeln herausgelöst und modulartig durch den Waldwachstumssimulator Silva 2.3 ersetzt. Dieser Variablensatz umfasst Daten zu den drei ökologischen Faktoren Nährstoff, Wärme und Feuchtigkeit und erlaubt verschiedene Bewirtschaftungsstrategien unter dem Einfluss von Klimaänderungen zu simulieren. Diese Modifikation ermöglicht es, den Einfluss klimabedingt veränderter standörtlicher und wirtschaftlicher Produktionsbedingungen auf die Modellbetriebe zu untersuchen.

Umweltökonomischer Forschungsansatz

Im umweltökonomischen Bereich stehen verschiedene empirische Bewertungsmethoden zur Verfügung, die es ermöglichen Veränderungen in der Bereitstellung von Ökosystemleistungen des Waldes zu untersuchen. Für öffentliche Güter gibt es keine Märkte,  deshalb ist ihr Wert nicht durch Preise benennbar. Dies betrifft beispielsweise Auswirkungen der Naturschutz- und Landschaftspflegeleistungen des Waldes auf das Landschaftsbild. Sie werden, nach bisher vorliegenden Erkenntnissen, besonders stark von unterschiedlichen forstlichen Nutzungsstrategien betroffen sein und stehen damit im Zentrum politischer Konflikte um die Waldbewirtschaftung.

Für die ökonomische Bewertung von öffentlichen Gütern werden Zahlungsbereitschaften der Bevölkerung über Präferenzoffenbarungsmethoden (choice experiment) erhoben. Der Fragebogen mit einem choice experiment wird entwickelt und in einer bundesweiten Bevölkerungsbefragung eingesetzt. Die umweltökonomischen Landschaftsmerkmale werden mit den im forstbetriebswirtschaftlichen Bereich erarbeiteten Maßnahmen abgestimmt. Sie geben sowohl die Maßnahmen als auch deren Auswirkungen auf die Naturschutz- und Landschaftspflegeleistungen wieder.

Im Frühjahr 2013 wurden 8.800 Personen der deutschen Bevölkerung durch ein Umfrageinstitut online nach ihren landschaftsbezogenen Präferenzen befragt. Die Befragung ist hinsichtlich Alter, Geschlecht und Bundesland repräsentativ für den Teil der deutschen Bevölkerung, der mindestens einmal im Monat privat das Internet nutzt. Dabei wurde der entwickelte Fragebogen zur ökonomischen Bewertung der Naturschutz- und Landschaftspflegeleistung des Waldes eingesetzt.

Zur Bewertung der Naturschutzleistung des Waldes werden als Indikator die Merkmale:

  • Artenvielfalt im Wald und  
  • Anteil ungenutzter Waldflächen herangezogen.

Zur Bewertung der Landschaftspflegeleistung des Waldes werden die folgenden Merkmale verwendet:

  • Anteil Wald an der Landschaft,   
  • Größe einzelner Felder und Waldstücke,   
  • Waldflächen mit Unterwuchs und  
  • Alter der Wälder

Die vorhandene Baumartenausstattung wird über die Merkmale   

  • Anteil von Bäumen aus anderen Ländern und
  • Laubbaum-/Nadelbaumanteil erfasst.

Die Merkmale sind teilweise für beide Leistungen relevant, haben aber insgesamt große Auswirkungen auf das Landschaftsbild.

Auf einer Choice Karte eines Auswahlexperiments (choice experiment) werden mehrere dieser Waldmerkmale mit verschiedenen Ausprägungen (Level) spaltenweise zu "Landschaften" kombiniert und den Befragten zur Auswahl gestellt. Auf den verschiedenen Karten werden die Landschaftsmerkmale beibehalten, die Level werden aber verändert, so dass sich nacheinander unterschiedliche Auswahlentscheidungen ergeben (siehe Abbildung im Kapitel "Ergebnisse"). Durch Abwägung zwischen den verschiedenen Merkmalskombinationen / "Landschaften" sollen die Befragten aus den vorgestellten Möglichkeiten auf jeder Choice Karte eine wählen.

Die so erhobenen Werte von Umweltleistungen des Waldes sind nützliche Informationen bei der Abwägung zwischen verschiedenen Strategien für Klimawandeladaptation und -mitigation in Wald und Holz.

Ergebnisse

Das forstbetriebliche Simulationsmodell (FOBESIMO)

Mit der Entwicklung und Fertigstellung des forstbetrieblichen Simulationsmodells wurde die Grundlage für die Analyse und Bewertung forstbetrieblicher Entscheidungen unter dem Einfluss von Klimawandel gelegt. Mit FOBESIMO ist es möglich anhand von Modellbetrieben verschiedene Strategien mit unterschiedlichen Bewirtschaftungskonzepten unter dem Einfluss verändernder standörtlicher und wirtschaftlicher Produktionsbedingungen zu simulieren. Die Abbildung zeigt schematisch das Simulationsmodell FOBESIMO.

(Zum Herunterladen als PDF; nicht barrierefrei; 125 KB)

Ergebnisse:

  • Ein konstanter Anstieg der Temperatur um 2°C führt im Durchschnitt zu einem reduzierten Baumwachstum in allen fünf untersuchten Strategien.
  • In der Referenz-Strategie steigen die Holzeinschläge im Untersuchungszeitraum 2015 - 2055 weiter an.
  • In Bezug auf die Holzeinschläge unterscheiden sich die vier alternativen Strategien im Durchschnitt des Betrachtungszeitraums nur wenig. Die zeitliche Struktur weist allerdings Unterschiede auf, da die Bioenergie- wie auch die Klimaanpassungsstrategie, die beide – in unterschiedlichem Maße – v. a. auf erhöhte Holzentnahmen, kürzere Umtriebszeiten und entsprechend reduzierte Vorratshaltung abzielen, durch hohe Holzeinschläge zu Beginn des Untersuchungszeitraums und entsprechend geringere Einschläge in den folgenden 40 Jahren der Simulation gekennzeichnet sind.
  • Die waldbaulichen Deckungsbeiträge unterscheiden sich zwischen den Strategien stärker. Innerhalb des Untersuchungszeitraums erbringt die Klimaschutzstrategie die höchsten durchschnittlichen Erträge, gefolgt von der Bioenergie-, der Natur- und Umweltschutzstrategie und schließlich der Klimaanpassungsstrategie. Die waldbaulichen Deckungsbeiträge sind dabei maßgeblich von den hohen Wiederbegründungskosten, in Folge der hohen Holzeinschläge zu Beginn der Simulation, in der Bioenergie- und der Klimaanpassungs-Strategie beeinflusst.
  • Die durchschnittliche Kohlenstoffsenkenleistung von Wald und Holz (einschließlich stofflicher und energetischer Substitutionspotentiale) ist in der Natur- und Umweltschutzstrategie sowie in der Klimaschutzstrategie am höchsten. Die Bioenergie- sowie die Klimaanpassungsstrategie sind im Vergleich dazu jeweils unterlegen. Jedoch sei hier, wie auch beim Deckungsbeitrag, auf den Simulationszeitraum von 40 Jahren verwiesen, der nur bedingt die Auswirkungen des Waldumbaus hin zu ertragsstarken Baumarten (z. B. in der Bioenergie-Strategie) abbildet.
  • Im Durchschnitt des Betrachtungszeitraums ist keine der untersuchten Strategien in Bezug auf alle drei Zielparameter (Holzerträge, finanzielle Erträge, Senkenleistung) gleichzeitig überlegen; eine Entscheidung für eine der Strategien kann also entsprechende Zielkonflikte aufwerfen. Da die Vor- und Nachteile der jeweiligen Strategien zudem unterschiedliche Verteilungswirkungen in Bezug auf betriebliche Interessen einerseits und gesellschaftliche Interessen andererseits haben, erfordern politische Initiativen zugunsten einer der Strategien daher u. U. Kompensationen für die Forstbetriebe.

 

Umweltökonomischer Bereich

Die umweltökonomischen Landschaftsmerkmale werden mit den im forstwirtschaftlichen Bereich erarbeiteten Maßnahmen abgestimmt. Die Befragung bestand aus einem etwa 25-minütigen Fragebogen, in den nach einigen Einleitungsfragen ein Auswahlexperiment eingebettet war. Es waren immer nur ganze Spalten wählbar, dabei bezeichnete Landschaft C die Beibehaltung des heutigen Zustands. Die Landschaftsmerkmale beziehen sich auf die "Landschaft im Umkreis von bis zu 15 Kilometern" um den jeweiligen Wohnort der Befragten. Durch die Einbeziehung des Merkmals "Finanzieller Jahresbeitrag zum Landschaftsfonds" wird die Zahlungsbereitschaft (ZB) der Bevölkerung für geringfügige Änderungen einzelner Landschaftsmerkmale erhoben. Dadurch kann den Präferenzen der Bevölkerung ein Geldbetrag zugeordnet werden. Als Landschaftsfonds wurde ein Fonds verstanden, in den die Bevölkerung je nach gewählter Landschaftsoption einen Beitrag zur Gestaltung der Landschaft einzahlt. Daraus würden dann die Gestaltungsmaßnahmen finanziert.

Die Bevölkerung begrüßt Erhöhungen der Waldflächenanteile an der Landschaft, sie lehnt eine Verringerung der Waldflächenanteile aber entschieden ab. Für Waldzunahmen gibt es durchweg positive Zahlungsbereitschaften; verringerte Waldflächen würden hingegen Entschädigungszahlungen nötig machen.

Änderungen im Wald, die zu mehr Biodiversität oder einem höheren Erntealter führen, werden positiv bewertet. Die meisten übrigen Änderungen des gegenwärtigen Zustands innerhalb des Waldes werden negativ bewertet. Dies beinhaltet die Verkleinerung der durch Unterwuchs geprägten Flächen sowie den völligen Verzicht auf ungenutzte Waldflächen. Bei der Baumartenwahl bewertet die Bevölkerung eine Veränderung des Anteils nicht heimischer Baumarten negativ – dies gilt für Erhöhungen ebenso wie für Verringerungen. Hohe Nadelbaumanteile werden ebenfalls negativ bewertet.

Maßnahmen, die zu Änderungen des Flächenmosaiks, also zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung von Feld-/Waldflächen führen, werden abgelehnt und ziehen Forderungen nach Entschädigungszahlungen nach sich. Es bestehen Abhängigkeiten von den vorhandenen Ausgangssituationen, aber diese verändern die Ergebnisse nicht grundsätzlich.

Kontakt

Wissenschaftliche Leitung
Dr. Peter Elsasser

Mitarbeit
Priska Weller
Nils Ermisch

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