Entwicklung von statistischen und prozessbasierten Vorhersagemodellen zur Entstehung und Ausbreitung von Waldbränden

Waldbrände sind in vielen Ökosystemen weltweit ein wichtiger Störfaktor mit vielfältigen ökologischen und evolutionären Auswirkungen. Natürliche (Wetter/Klima, Waldstruktur) und anthropogene (Bevölkerung, Straßennetz) Faktoren haben einen großen Einfluss auf das Feuerregime einer Region. Um die ökologischen Prozesse in Waldbrandgebieten besser zu verstehen und zuverlässigere Zukunftsprognosen erstellen zu können, werden vermehrt ökologische Modelle eingesetzt.

Das Ziel dieses Projektes besteht darin, unser Verständnis über Ursachen und Auswirkungen von Waldbränden in Waldökosystemen zu verbessern. Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei auf die Berechnung der Entzündbarkeit von Waldbränden sowie die Vorhersage der Waldbranddynamik mit Hilfe von Waldlandschaftsmodellen gelegt. Das Projekt hat drei Hauptziele:

1. Die Verbesserung des Verständnisses über räumlichen Muster der Entzündbarkeit von Waldbränden auf der Grundlage eines überregionalen europäischen Modells.
2. Die Verbesserung der Modellierung der Waldbrandwahrscheinlichkeit und -ausbreitung mit dem Waldlandschaftsmodell LandClim.
3. Die Simulation der zukünftigen Landschaftsdynamik unter dem Einfluss des Klimawandels für ausgesuchte Gebiete in Mitteleuropa und im Mittelmeerraum.

Teil 1: Überregionale Modellierung der Entzündbarkeit von Wäldern in Europa

Statistische Modelle sind geläufige datenbasierte Methoden, die zur Analyse der Ursachen unterschiedlicher Entzündbarkeit von Wäldern verwendet werden können. Obwohl solche Modelle nur auf Gebiete mit ähnlichen Umweltbedingungen wie die für die sie kalibriert wurden angewendet werden sollten, werden sie oftmals über diese Grenzen hinaus verwendet. Ob solche Anwendungen trotzdem sinnvolle und zuverlässige Vorhersagen erlauben ist noch nicht erforscht. Es gibt viele solcher statistischen Modelle, die sich auf bestimmte Regionen konzentrieren, aber ein einheitliches, überregionales Modell für Europe wurde noch nicht entwickelt. Der erste Teil des Projekts zielt daher darauf ab, diese Probleme anzugehen, um unser Verständnis über räumlichen Muster der Entzündbarkeit von Waldbränden zu verbessern.

Teil 2: Verbesserung der Waldbrandmodellierung im Waldlandschaftsmodell LandClim

Waldlandschaftsmodelle sind nützlich Hilfsmittel, um die Landschaftsdynamik besser zu verstehen und die zukünftige Landschaftsentwicklung zu simulieren. Allerdings werden Waldbrände in diesen Modellen bisher nur unzureichend modelliert. Der zweite Teil des Projekts konzentriert sich daher auf die Verbesserung des Waldbrandmoduls in LandClim. Zuerst fokussieren wir uns auf die Integration der Ergebnisse des ersten Teils. Anschließend konzentrieren wir uns auf die Verbesserung der Modellierung der Waldbrandausbreitung, indem wir den einen kausalen Zusammenhang zwischen Brandausbreitungswahrscheinlichkeit und der Brennstoffmenge berücksichtigen. 

Teil 3: Simulation der zukünftigen Landschaftsdynamik unter dem Einfluss des Klimawandels

Im Mittelmeerraum sind Waldbrände bereits heute bedeutend, während die meisten Teile Westeuropas eher feucht und damit wenig feuergefährdet sind. Mit der globalen Erwärmung und der regionalen Abnahme der Niederschlagsmengen vor allem im Sommer kann Feuer jedoch auch in westeuropäischen Wäldern ein bedeutender Faktor werden. Die Modellierung von Waldbänden in bisher nicht feuergefährdeten Gebieten wird daher immer wichtiger. Nicht nur Waldbrände, sondern auch andere Störungsereignisse wie etwa Windwurf oder der Befall durch Insekten könnten in der Zukunft im Zuge des Klimawandels zunehmen. Es ist daher essentiell, sowohl die direkten, als auch die indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf die zukünftige Walddynamik zu berücksichtigen. Durch gezielte Waldbewirtschaftung können mögliche negative Auswirkungen abgemildert werden.
Der letzte Teil des Projekts zielt daher darauf ab, die kurz-, mittel- und langfristige Landschaftsdynamik unter Klimawandelszenarien für feuergefährdete und nicht feuergefährdete Gebiete in Westeuropa und im Mittelmeerraum unter Berücksichtigung einer Reihe von adaptiven Waldbewirtschaftungsstrategien zu simulieren.

Finanzierung

Dieses Projekt wird durch ein Schweizer Bundes-Exzellenz-Stipendium und die ETH finanziert.

Projektstatus

Das Projekt läuft von September 2016 bis September 2019.

Kontakt

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ismail Bekar, Gunnar Petter or Harald Bugmann.