Wie können die Wälder an den Klimawandel angepasst werden?
Der Klimawandel wirkt sich auf viele Waldarten und die Funktionsweise der Waldökosysteme selbst aus. Die Förster fragen sich, wie sie ihre Wälder am besten anpassen können, um sie widerstandsfähiger zu machen. Dies ist nicht einfach, da es keine Patentrezepte gibt und die zu berücksichtigenden Faktoren aus verschiedenen Bereichen stammen: Pflanzenphysiologie, Bodenschutz, forstwirtschaftliche Strategie, Einführung neuer Baumarten und Herkünfte...
Dieser Artikel erläutert einige grundlegende Punkte zu diesen Themen, die der Forstwirt nicht ignorieren darf.
Zusammenfassung
Es gibt kein Patentrezept, um Wälder widerstandsfähig zu machen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Waldbewirtschaftung eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigen.
Das Verständnis der Anpassungsstrategien von Baumarten an Trockenheit gehört zu den Grundlagen, um die richtige Baumartenwahl für den jeweiligen Standort zu treffen. Was sind die Vermeidungsstrategie und die Toleranzstrategie durch Verzögerung der Austrocknung? Was sind die Stärken und Grenzen dieser Strategien? Welche Baumarten sind betroffen?
Dieser Artikel beantwortet diese Fragen zur Pflanzenphysiologie, bevor er auf weitere unverzichtbare und reflektierte Fragen zur Bodenerhaltung, zu forstwirtschaftlichen Techniken und zur Einführung von Baumarten und Herkünften eingeht.
1. Pflanzenphysiologie*
Präambel
Wasser (Rohsaft1) steigt in der Welle durch ein Spannungsphänomen, das direkt mit dem Verdunstungsbedarf der Luft zusammenhängt. Dieser Bedarf
wird durch die Evapotranspiration befriedigt2 auf den Blättern. So gelangt unter dem Einfluss von Wärme (Sonnenenergie) das flüssige Wasser in den Blättern durch die
in der Umgebungsluft in gasförmigem Zustand. Dies führt zu einem Wassermangel in den Blättern, der den Baum unter Spannung setzt und den Saft aufsteigen lässt. Durch den «Dominoeffekt» führt der aufsteigende Saft zu einer Spannung in den Wurzeln, die diese durch die Aufnahme von Wasser aus dem Boden (Rohsaft) ausgleichen. Die Evapotranspiration ist also die treibende Kraft hinter dem Wasserkreislauf im Baum.
Wenn das Bodenwasser knapp wird und eine Edaphische Trockenheit einsetzt, wird die Spannung stärker, und zwar umso mehr, wenn der Verdunstungsbedarf der Luft hoch ist (trockene Luft). Dies kann zu Brüchen in den Wassersäulen der Gefäße führen, die den aufsteigenden Saft leiten. Dieses Phänomen des Aufbrechens wird als Kavitation. Dies führt dazu, dass sich Luftblasen in der Wassersäule bilden.’Luftembolie. Diese behindert den Wasserfluss oder macht ihn sogar unmöglich.

Die Photosynthese
- Chloroplasten fangen Lichtenergie ein
- Wasser dringt in das Blatt ein
- Das CO2 dringt in das Blatt ein
- Der Zucker verlässt das Blatt
A. Schiff
B. Stoma

Die von den Pflanzen synthetisierten Zucker dienen der Atmung, dem Wachstum und der Verteidigung (siehe Punkt 4). Ein Teil dieser Zucker wird in Form von Stärke gespeichert, vor allem am Wurzelhals und an den großen Dachstühlen.
Hinweis
Wurzelabsorption ist durch Mykorrhiza möglich3, In der Regel sind es die Pilze, die das Wasser aus dem Boden pumpen und es dann an die Wurzeln abgeben. Im Gegenzug gibt der Baum den Pilzen einen Teil des Zuckers, den er durch Photosynthese synthetisiert hat.
Ein Teil des Blattwassers wird für die Photosynthese verwendet, eine photochemische Reaktion, bei der Wasser (Rohsaft) und atmosphärisches Kohlendioxid (das von den Blättern aufgenommen wird) in Glukose (Zucker) umgewandelt werden und Sauerstoff entsteht. Diese komplexe Reaktion findet in den Blättern statt und ist nur in Gegenwart von Chlorophyll möglich. Seine vereinfachte Formel lautet 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2.
Die produzierte Glukose wird von der Pflanze für ihren Stoffwechsel verwendet.4 oder in Form von Stärke gespeichert (Reserven).
- Wasser und gelöste Mineralsalze, die im Boden vorhanden sind.
- Es ist korrekter, von Evapotranspiration statt von Transpiration zu sprechen, da dieser Begriff eher auf die Tierwelt zutrifft.
- Symbiotische Verbindung zwischen einem Pilz und den Wurzeln einer höheren Pflanze. Man spricht von Mykorrhiza-Symbiose (Symbiose ist eine wechselseitig vorteilhafte Verbindung zwischen mehreren Organismen).
- Der Stoffwechsel ist die Gesamtheit der chemischen Reaktionen, die in jeder Zelle eines Lebewesens ablaufen und es insbesondere in die Lage versetzen, sich am Leben zu erhalten, sich fortzupflanzen, zu entwickeln und auf Reize aus seiner Umwelt zu reagieren. Quelle: Wikipedia
* Die Pflanzenphysiologie befasst sich mit der Funktionsweise von Pflanzenorganen und -gewebe und versucht, die Art der Mechanismen zu klären, durch die die Organe ihre Funktionen erfüllen und die Pflanze sich in ihrer Umwelt entwickelt. Sie umfasst insbesondere das Studium der Wasserverhältnisse und der Photosynthese. Quelle: https://biologievegetale.be
1.1 Strategien der Baumarten im Umgang mit Trockenheit
Unter den Waldbaumarten gibt es drei Strategien zur Anpassung an die Trockenheit.
1.1.1. Die Vermeidungsstrategie
Die Vermeidungsstrategie stützt sich insbesondere auf :
- die Phänologie1 asynchron auf die Trockenperiode, die bei einigen Baumarten vorkommt. Im Mittelmeerraum wird z. B. die Steineiche im Frühjahr und im Herbst wachsen. Im Sommer, von Juni bis September, stellt sie ihre Vegetation vollständig ein ;
- die frühes Schließen der Spaltöffnungen2, was bei Wassermangel das Blattwasserpotenzial aufrechterhält. Anders ausgedrückt, die Schließung der Spaltöffnungen stoppt die Evapotranspiration und schließt das Wasser im Inneren der Pflanze ein.
Die Evitationsstrategie findet sich nicht bei Laubbäumen der gemäßigten Zone, deren stomatäre Regulation begrenzt ist. Bei edaphischer Trockenheit wird sich die Stomataöffnung teilweise schließen, mit einem variablen Öffnungsgrad je nach Art. Zum Beispiel ist die amerikanische Roteiche bei diesem «kleinen Spiel» leistungsfähiger als unsere einheimischen Eichen.
1.1.2. Die Strategie der Toleranz durch Verzögerung der Austrocknung
Diese Strategie ist inhärent in den Essenzen, die eine tiefe Wurzelbildung ermöglichen. Sie sind daher in der Lage, Wasser aus der Tiefe zu schöpfen und die Photosynthese fortzusetzen, solange Wasser verfügbar ist, selbst bei «Oberflächen-Dürre» und Hitzewellen.
Diese Strategie stützt sich auch auf eine Morphologische Anpassung der Leitgefäße (dicker) die ihre Kavitationsbeständigkeit erhöht und somit das Risiko von Embolien verringert.
1.1.3. Die Strategie der Dürreresistenz
Diese Strategie betrifft Pflanzen, die Wasser in ihren Geweben speichern können. Sie betrifft nicht die gemäßigte Zone. Einige Arten kombinieren mehrere Strategien, wie zum Beispiel die Steineiche, die die Vermeidung und die Toleranz durch verzögerte Austrocknung kombiniert. Dies gilt auch für einige Cupressus-Arten und generell für immergrüne Laubbäume. Einheimische Eichen und die Atlas-Zeder nutzen die Strategie der Toleranz durch verzögerte Austrocknung (tiefe Verwurzelung). Pinien nutzen die Strategie der Vermeidung.
Ob die gewählte Strategie einzeln oder kombiniert ist, ihre Wirksamkeit wird von Baumart zu Baumart variieren. So wird die Traubeneiche (sessile Eiche) widerstandsfähiger gegen Trockenheit sein als die Stieleiche (pedunculate Eiche), die empfindlicher auf Wassermangel reagiert und ihr Optimum nur auf ständig gut versorgten Standorten findet.
Es ist absolut grundlegend, diese beiden Strategien zur Anpassung an Trockenheit zu verstehen, um die richtige Wahl der Baumarten je nach Standort zu treffen. Zum Beispiel besitzt die Atlas-Zeder eine sehr gute Trockenheitsresistenz, aber ihre Wurzelbildung ist sehr empfindlich gegenüber Bodenverdichtung und Anaerobiose. Doch gerade ihre Wurzelbildung (pfahlwurzelartig und kräftig) verleiht ihr diese Resistenz. Daher ist ihre Pflanzung auf Böden mit verdichtetem, staunässeträchtigem oder flachgründigem Horizont ein unbedingt zu vermeidender forstlicher Fehler. Unter solchen Umständen entwickelt sich die Wurzelbildung der Atlas-Zeder nicht, was ihre Strategie zur Anpassung an Trockenheit zunichtemacht. Beachten Sie, dass die Wurzelbildung der Atlas-Zeder auch durch abrupte Bodentexturänderungen stark behindert wird.
- Die Phänologie ist die Untersuchung des Auftretens von periodischen Ereignissen in der lebenden Welt, bestimmt durch die jahreszeitlichen Klimaschwankungen. Quelle: Wikipedia
- Ensemble aus zwei nierenförmigen Zellen (Schließzellen oder Garde-Zellen), reich an Chlorophyll, mit einer kleinen Öffnung (Ostiole) dazwischen, durch die die Gasaustauschvorgänge der Pflanze stattfinden (Atmung, Evapotranspiration, Photosynthese). Quelle: Dictionnaire Larousse. Anm.: Die Spaltöffnungen befinden sich im Allgemeinen auf der Blattunterseite. Bei einigen Pflanzenarten können sie sich auch auf der Blattoberseite und an den Stängeln befinden.
1.2. Grenzen von Anpassungsstrategien
Das Schließen der Spaltöffnungen im Zusammenhang mit Ausweichstrategie verursacht einen Rückgang der photosynthetischen Aktivität. Tatsächlich werden der Gasaustausch zwischen Blatt und Atmosphäre blockiert, der Baum spart Wasser, aber die CO2-Aufnahme2 notwendige für die Photosynthese stoppt. Der Baum wird dann seine Stärkereserven nutzen, um seinen Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. Nach einer vorübergehenden Dürre wird der Baum schnell zu seinem normalen Funktionieren zurückkehren, aber anhaltende und wiederkehrende Dürren die Kraft des Baumes allmählich schwächen (nicht mehr genügend Stärke auf Lager, um im Frühjahr genügend neue Blätter zu bilden), was schließlich dazu führen wird, dass verhungern (nicht mehr genug Photosynthese und keine Reserven mehr).
In der Trocknungstoleranzstrategie durch Verzögerung, wird der Baum seine photosynthetische Tätigkeit fortsetzen, solange er im Boden Wasser findet. Sobald es an Wasser mangelt, kommt es zur Embolie und der Baum (oder Ast) stirbt schließlich verdursten. Für Essenzen, die diese Strategie verfolgen, sind dies die intensive und anhaltende Dürren die ihnen schaden.
1.3. Vorzeitiger Blattfall
Eine weitere mögliche Reaktion auf Trockenheit ist der vorzeitige Laubabwurf, um den Wasserverlust zu begrenzen (wie beispielsweise bei der Birke). Diese Überlebensstrategie stellt ein großes Problem für die Reserven des Baumes dar, da sie das Photosynthese-Potenzial verringert und zudem zu einem Verlust an Nährstoffen führt. Im Herbst geht der Laubabwurf mit einer Rückgewinnung von etwa 50% der darin enthaltenen Nährstoffe einher, die in den Zweigen für den Austrieb im folgenden Frühjahr gespeichert werden. Wenn der Baum seine Blätter während der Vegetationsperiode «loswerden» muss, findet keine Rückgewinnung von Nährstoffen statt; die Blätter fallen grün zu Boden. Dies schwächt den Baum erheblich.
Anfälligkeit von Baumarten für Verstopfung
Die Anfälligkeit für Embolien kann grafisch dargestellt werden, indem der Zustand des Saftes in den Xylemgefäßen in Beziehung gesetzt wird.1 (Wasserpotenzial in MPa) und den Emboliegrad (PLC %).

Anfälligkeitskurve einer Rotbuche
Quelle: Wortemann R., Variabilität der Kavitationsanfälligkeit bei Rotbuche. Kolloquium Xylem, INRA Nancy, 23 S.
Ein häufig verwendeter Wert zum Vergleich von Arten ist der P50-Wert, d. h. das Wasserpotenzial, bei dem ein Leitfähigkeitsabfall von 50 % gemessen wird (50-%-Embolie). Der P50-Wert sollte nicht als absoluter Maßstab betrachtet werden, da es sich um standardisierte Labordaten handelt. In der Natur spielen viele weitere Parameter eine Rolle, daher ist der P50-Wert zwar ein Anhaltspunkt, spiegelt aber nicht unbedingt die tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort wider.

Zum Beispiel ist der P50 der Traubeneiche (Quercus petraea) etwas höher als der der Fichte (Picea abies) (siehe Grafik). Würde man sich nur auf diese Angabe verlassen, könnte man daraus schließen, dass die Fichte trockenerresistenter ist als die Traubeneiche! Die Dinge sind viel komplizierter, eine Traubeneiche auf tiefem Boden mit guter nutzbarer Feldkapazität (siehe Kasten S. 21) wird keine Probleme mit Kavitation haben, was bei der Fichte (flaches Wurzelsystem) bei «Oberflächenrockenheit» nicht unbedingt der Fall sein wird.»
- Holzteil, in dem der Rohsaft zirkuliert.
1.4. Abwehr und Wasserstress
Die Synthese von Abwehrmolekülen von Bäumen (Polyphenole, Alkaloide etc.) erfordert viel Energie (Zucker) (siehe Schema in der Einleitung). Bei Wasserstress, der zu einem Rückgang der Photosynthese und damit zu einem Abbau der Reserven führt, wird der Baum vorrangig das abbauen, was am energieaufwändigsten ist, d.h. die Synthese von Abwehrmolekülen, um sein metabolisches Überleben (Atmung und Wachstum) zu sichern.
Dieses Prinzip ist offensichtlich von Esche zu Esche zu nuancieren. Fichte ist ein typisches Beispiel für die negativen Auswirkungen von Wasserstress auf die Abwehrkräfte der Esche. Bei Wasserstress stoppt die Fichte die Synthese ihrer Abwehrmoleküle. Die Folge, die den Forstleuten leider wohlbekannt ist, sind Massenangriffe von Ips typographus (Fichtenborkenkäfer) in Reinbeständen.
Indikatoren für den Baumrückgang
Bäume, die unter einer oder mehreren Dürren gelitten haben, weisen folgende Symptome auf:
- des mortalités de branches ou de l’arbre, en fonction du degré de cavitation au sein des individus ;
- lichte Baumkronen zum Zeitpunkt des Austreibens im Jahr nach der Belastung;
- eine Verringerung des Wachstums;
- eine Empfindlichkeit gegenüber Krankheitserregern.
1.6. Wachstum und Anpassungsstrategie
Es ist logisch, dass Dürren das Baumwachstum je nach Anpassungsstrategie unterschiedlich beeinflussen. Die Vermeidungsstrategie wird sich negativ auf das Wachstum auswirken (geringere Photosynthese). Ein Stieleiche kann seine Produktivität während einer Dürre hingegen gut aufrechterhalten, wenn ihre tiefreichende Wurzelstruktur ausreichend entwickelt ist und dort verfügbares Wasser findet (keine Abnahme der Photosynthese).
Darüber hinaus wird eine Installation an den hydrologisch besten Standorten keinen so positiven Einfluss auf das Wachstum bei Arten haben, die die Strategie der Dürretoleranz durch Verzögerung anwenden, wie bei Arten, die sich auf die Vermeidungsstrategie verlassen. Erstere sind genetisch «programmiert», ihre Gefäße zu «panzern», um Kavitationen zu widerstehen, was viel Energie und Kohlenstoff kostet. Sie werden sich immer in erster Linie auf diesen Aspekt «konzentrieren». Letztere werden dagegen, befreit von hydrologischen Einschränkungen, für ihr Wachstum Photosynthese betreiben. Mit anderen Worten, die Allokation von Zuckern aus der Photosynthese hat je nach Anpassungsstrategie der Art unterschiedliche Prioritäten.
Es gibt auch deutliche Unterschiede im Wachstumsgewinn je nach Standort für Arten, die dieselbe Strategie verfolgen. Beispielsweise hat die Steineiche eine geringere potenzielle Wachstumsspanne als die Traubeneiche, da die Steineiche eine stärkere Strategie der Austrocknungstoleranz durch Verzögerung aufweist. Mit anderen Worten, die Steineiche wird auf den besten Standorten nicht so viel (oder gar nicht) im Wachstum zulegen wie die Traubeneiche, wird aber auf den anspruchsvollen Standorten der Trockenheit besser widerstehen.
Speicherbare nutzbare Feldkapazität
Die nutzbare Wasserspeicherung ist die Menge an Wasser, die Pflanzen in der von den Wurzeln durchdrungenen Bodenschicht zur Verfügung steht. Sie wird in Millimetern angegeben. Sie hängt von der Art der Bewurzelung des Baumes und den Bodeneigenschaften ab. Sie ist direkt proportional zur nutzbaren Bodentiefe. Die Bodenart (Lehm, Schluff, Sand) ist grundlegend. Lehmige Böden haben eine höhere nutzbare Wasserspeicherung als schluffige und erst recht als sandige Böden. Die nutzbare Wasserspeicherung wird auch durch den Anteil an groben Bestandteilen (Kies > 2 mm, Steine) beeinflusst. Je höher dieser Anteil ist, desto geringer ist die nutzbare Wasserspeicherung.
Im Durchschnitt verdunsten und transpirieren (evapotranspirieren) 30 bis 40 Tonnen Wasser pro Tag von einem Hektar gemäßigtem Wald, das entspricht einer Wasserschicht von 3 bis 4 mm.
Bedeutung der Luftfeuchtigkeit (Hygrometrie)
Einige Holzarten sind von Natur aus an atmosphärische Bedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit angepasst. Dies gilt insbesondere für bestimmte amerikanische Küstenholzarten, bei denen die Nachfrage nach Bodenwasser mit steigender atmosphärischer Luftfeuchtigkeit sinkt. Zu diesen Holzarten gehören die Hemlocktanne und die Riesen-Lebensbaum. Die Hygrometrie ist ein Faktor, der bei der Wahl der Holzarten (Höhe, Topografie usw.) nicht zu vernachlässigen ist. Konsultieren Sie immer die Holzartenblätter des Ökologischen Holzartenverzeichnisses (https://fichierecologique.be).
1.7. Beschränkungen der Bewurzelung
Es sind die Wurzeln, die sich in einer Tiefe von mehr als einem Meter befinden, die in Trockenperioden für die Wasseraufnahme sorgen. Die untenstehenden Grafiken zeigen, dass sich 80 % der Wurzeln in einer Tiefe von bis zu 60 cm befinden, 12 % zwischen 60 cm und 1 m und nur 8 % in einer Tiefe von mehr als einem Meter (Studie an der Esche). Im Frühjahr nimmt der Großteil der «oberflächennahen» Wurzeln das für den Baum notwendige Wasser auf, doch im Laufe der Vegetationsperiode (weniger Wasser in geringer Tiefe verfügbar) übernehmen die tiefen Wurzeln diese Aufgabe und nehmen schließlich fast das gesamte Wasser auf.
Daher ist die Bodenbeschaffenheit für das Wurzelwachstum von größter Bedeutung und bestimmt zweifellos die Wahl der Arten, die auf einer bestimmten Station angepflanzt werden sollen (siehe nachfolgende Fotos).
Die Haupteinschränkungen für die Wurzelbildung sind Staunässe (Anaerobiose) und Bodenverdichtung. Die Empfindlichkeit gegenüber diesen beiden Faktoren ist je nach Baumart unterschiedlich. Zum Beispiel ist die Traubeneiche empfindlich gegenüber anhaltender Bodenvernässung, aber wenig empfindlich gegenüber Bodenverdichtung. Die Atlas-Zeder ist gegenüber beidem sehr empfindlich.




Schöne Illustrationen der Korrelation zwischen Dürre-Anpassungsstrategie und Wurzelwachstumsbeschränkung. Links ein 12 Jahre alter Atlas-Zedernbaum (Toleranzstrategie durch Verzögerung der Austrocknung) auf einem rissigen Felsboden. Nach einigen schwierigen Jahren haben die Wurzeln der Zeder ihren Weg in die Risse gefunden und sich tief ausgebreitet, um die Wasserversorgung zu sichern. In der Mitte ein gleichaltriger Atlas-Zedernbaum auf einem Boden mit einer Verdichtungsschicht in 40 cm Tiefe. Sein Wachstum ist praktisch null, die jährlichen Triebe vertrocknen. Entgegen der allgemeinen Annahme reguliert die Zeder ihre Evapotranspiration sehr schlecht und ist sehr schlecht trockenheitstolerant. Sie kompensiert dies durch tiefes Wurzelwachstum, vorausgesetzt, letzteres kann sich entwickeln. Rechts, 12 Jahre alte Arizona-Zypressen auf demselben Boden mit Verdichtungsschicht. Die Arizona-Zypresse wendet eine gemischte Strategie an. Wenn sie ihr Wurzelwachstum nicht entwickeln kann (Verzögerungsstrategie), begrenzt sie ihre Evapotranspiration durch Schließen der Spaltöffnungen (Vermeidungsstrategie). Fotos: Nationalforstamt.
2. Bodenschutz
2.1. Nährstoffexport
Je kürzer die Umtriebszeit ist, desto höher ist die Nährstoffexportierung (Stickstoff, Phosphor, Kalium) aus dem Wald. Je höher der Anteil an jungem Holz bei Holzerntemaßnahmen ist, desto höher ist die Nährstoffexportierung.
Die nachstehende Grafik liefert wichtige Informationen zum Risiko der Bodenverarmung infolge der Waldbewirtschaftung. Der Großteil der Nährstoffe (je nach Baumart 50 bis 80 %) befindet sich in Ästen mit einem Durchmesser von weniger als 7 Zentimetern.
Daher ist es unbedingt zu vermeiden, die dünnen Äste zu exportieren, insbesondere auf armen Böden, wo die Ganzbaumnutzung (einschließlich der Krone) untersagt sein sollte.
Eine der im Zuge des Klimawandels hervorgehobenen waldbaulichen Anpassungsmaßnahmen ist die Verkürzung der waldbaulichen Zyklen. Doch Vorsicht bei den Exporten: Verkürzung der Umtriebszeiten ohne Begrenzung dieser wird verheerende Auswirkungen auf unsere Waldböden haben, das wichtigste Produktionsmittel. Die Kumulation aus verkürzten Umtriebszeiten und der Nutzung der gesamten Biomasse führt zu sehr starken Exporten, die die natürliche Mineralbilanz eines Ökosystems nicht ausgleichen kann.
Ein solcher Export laugt den Boden aus, der versauert. Dies wirkt sich negativ aus auf:
- die strukturelle Stabilität: Der Boden wird anfälliger für Erosion;
- die biologische Aktivität des Bodens;
- die Produktivität.
Hinweis
- Die Schwadablage von Ernteresten ist nicht ratsam, da die Nährstoffe lokal und nicht auf dem gesamten Feld zurückgeführt werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird diese Praxis jedoch dem Mulchen vorgezogen.
- Es ist leicht verständlich, dass die Niederwaldwirtschaft die Art der waldbaulichen Behandlung ist, die die größten Auswirkungen auf den Holzexport hat, insbesondere bei kurzer Umtriebszeit. Frühere Niederwaldmethoden haben viele Waldböden ruiniert.
- Das auf dem Boden liegende Holz stellt eine nicht zu unterschätzende, oft ignorierte Wasserreserve dar. Totes Holz speichert große Mengen Wasser, die bei Trockenstress teilweise wieder an den Boden abgegeben werden.
- Die Rückführung von Holzasche in den Wald ist eine Scheinlösung, da Holzasche keinen Stickstoff und keinen Kohlenstoff mehr enthält. Diese beiden Elemente sind jedoch für das Baumwachstum und die biologische Bodenaktivität von entscheidender Bedeutung.
Laub- oder Nadelhölzer
Angesichts des klimatischen Kontexts, auf Böden mit xerischem Charakter1 Die Laubholzwirtschaft steht stärker in der Kritik als die Nadelholzwirtschaft, da letztere eine größere Bandbreite an Baumarten bietet, die trockenheitsresistent sind und gleichzeitig eine interessante Produktivität aufweisen.
Daher stehen Forstleute vor einem Paradoxon, da unsere Gesellschaft eher Laub- als Nadelbäume bevorzugt und letztere sogar abwerten kann, manchmal werden sie für alle Übel verantwortlich gemacht. Es ist interessant festzustellen, dass in der Mittelmeerregion alle Forstbetriebe aus Nadelbäumen (Aleppo-Kiefer, See-Kiefer, Schirmkiefer usw.) bestehen.
- Qualifiziert ein Milieu, das durch eine stark negative Wasserbilanz und daraus resultierende ausgeprägte Dürre gekennzeichnet ist. Quelle: Forstwirtschaftsvokabular – Ökologie, Verwaltung und Erhaltung von Waldgebieten, Christian Gauberville, Yves Bastien, CNPF-IDF – 2011.
2.2. Bodenverdichtung vermeiden
Der Förster muss wissen, dass:
- Die Porosität des Bodens ist biologischen Ursprungs. Regenwürmer belüften insbesondere den Boden. Diese Belüftung ermöglicht die Zirkulation von Wasser und Luft im Boden;
- Die Setzung ist «endgültig» (siehe Anmerkung), es gibt keine mechanische Möglichkeit zur Behebung;
- Die Setzung verringert die Produktivität.;
- Die wiederholte Durchfahrt von schweren Fahrzeugen auf Böden, selbst auf trockenen, führt zu einer Zerstörung ihrer Struktur1 ;
- Bestände auf verdichteten Böden werden bei Stress schneller geschwächt, und die Ausfälle sind folglich zahlreicher. Der Verlust der Porosität führt nämlich zu zahlreichen Problemen wie Staunässe, schlechter Durchwurzelung, verringerten Mykorrhizen, Verlust der biologischen Bodenaktivität...
Daher sind einige Empfehlungen zwingend erforderlich, um die Durchfahrt von schweren Maschinen zu minimieren und einzugrenzen:
- obligatorische Betriebsunterteilung und deren Einhaltung in den Leistungsbeschreibungen;
- favoriser le câblage des grumes (cloisonnements plus larges) ;
- travailler le sol avec parcimonie et ponctuellement (uniquement en cas de blocage de végétation). Éviter de toucher le sol (fraisage par exemple) pour éviter sa déstructuration (la vie du sol est majoritairement présente dans les 15-20 premiers centimètres) et sa minéralisation (lessivage dans les cours d’eau) ;
Hinweis
Un travail du sol en surface favorisera la reprise des plants, avec le scarificateur réversible par exemple. Mais en profondeur le tassement persiste même avec un sous-solage. Il demeure sur un laps de temps supérieur à celui de l‘échelle humaine. Certaines essences peuvent favoriser un rétablissement en décompactant le sol avec leurs racines. L’apport de matière organique pour favoriser la biologie du sol est un élément essentiel de la remédiation des sols tassés.
- Lamandé M. et al., 2005. Effets de l’exploitation forestière sur la qualité des sols. ONF – Collection dossiers forestiers n°15, 131p
3. Stratégie sylvicole
3.1. Comment adapter la sylviculture aux changements climatiques ?
Outre l’introduction de nouvelles essences et provenances et les leviers sylvicoles que nous abordons ci-après, il faut également veiller à laisser s’exprimer les capacités d’adaptation de la ressource locale, ne pas considérer que la « partie est perdue ». La diversité intrinsèque est très élevée chez les arbres, du moins chez certaines essences, ce qui leur donne de grandes capacités d’adaptation.
Pour adapter les forêts aux changements climatiques, le forestier doit agir à trois niveaux : la densité, la structure et la composition. La densité fait référence aux éclaircies, à leur intensité et leur fréquence. La structure multi-strate renvoie à une forêt étagée avec des arbres d’âges multiples (futaie irrégulière). Enfin, la composition concerne le mélange d’essences (futaie mélangée).
Agir sur la densité
Un régime d’éclaircies plus dynamiques tend à améliorer le bilan hydrique car, d’une part, il y a moins d’interception de la pluie par le feuillage, ce qui augmente la quantité d’eau qui parvient au sol avant d’être évaporée, et d’autre part, la concurrence pour la ressource hydrique est moindre car les arbres sont moins nombreux (moins d’évapotranspiration). En d’autres termes, plus le peuplement est dense et plus vite est atteint le seuil de déficit hydrique du sol. Les peuplements éclaircis ont une meilleure croissance lors d’une sécheresse1 et une meilleure résilience de leur croissance après un épisode sec.
Toutefois, l’intensité des interventions présente des limites car l’éclaircie peut nuire aux arbres résiduels. En effet, plus l’éclaircie est forte, plus le bilan hydrique de la parcelle est amélioré mais l’évapotranspiration à l’échelle de l’arbre augmente (développement de son houppier et en pleine lumière).
C’est une donnée importante qu’il faut garder en tête, notamment en sylviculture mélangée à couvert continu (SMCC). Les arbres objectifs détourés seront plus exposés au stress hydrique. En SMCC, plus encore que pour d’autres traitements sylvicoles, il faut veiller à une adéquation essence/station optimale d’un point de vue hydrique, d’autant plus si on désigne des essences d’ombre (le hêtre par exemple) dont les feuilles évapotranspirent abondamment. Il faut également savoir que la lumière donnée aux strates inférieures favorise leur croissance, ce qui impactera de façon non négligeable le bilan hydrique du peuplement dans son ensemble.
Une sylviculture dynamique est favorable à l’alimentation en eau du peuplement à la condition qu’elle ne soit :
- ni excessive ;
- ni brutale ;
- et précoce (et ne pas négliger les dépressages).
Le raccourcissement des révolutions qui en découle permet de :
- limiter le vieillissement des peuplements, facteur de vulnérabilité accrue à tous les stress ;
- limiter l’exposition aux risques dans le temps ;
- favoriser la production de bois au bénéfice de l’atténuation (séquestration et substitution).
Ceci à la condition de rester vigilant concernant les exportations (voir point 1 du chapitre précédent).
Agir sur la structure
En plaine et sur des sols régulièrement soumis à des sécheresses, il n’est pas prouvé que la futaie irrégulière soit une des solutions de gestion des forêts permettant de limiter les stress hydriques. Il n’est pas possible d’affirmer qu’un système est meilleur que l’autre dans ces conditions.
Les peuplements naturels soumis régulièrement à la sécheresse sont réguliers, les forêts de pins d’Alep par exemple ou de pins ponderosa, etc.
Peut-on en conclure que sur des sols à tendance xérique, la structure irrégulière peut être remise en question ? Cette interrogation ne remet nullement en question la futaie irrégulière sur les stations moins contraignantes et a fortiori optimales.
Agir sur la composition
Le mélange des essences présente des interactions positives et négatives.
Les interactions négatives sont :
- la concurrence pour la ressource chez les espèces de même niche écologique1 ;
- l’antagonisme par allélopathie2.
Les interactions positives sont :
- la complémentarité : les ressources disponibles seront mieux partagées entre des espèces possédant une niche écologique différente (enracinement traçant/pivotant, essence d’ombre/lumière…) ;
- la facilitation : effet bénéfique d’une espèce sur une autre espèce avec laquelle elle est en interaction.
Un exemple connu est l’association robinier/peuplier qui est bénéfique au peuplier, qui pousse plus rapidement du fait de la fixation d’azote par le robinier. Un autre exemple est l’association aulne/chêne pédonculé sur nappe temporaire. L’aulne débourre plus tôt que le chêne pédonculé et assèche le sol (évapotranspiration), ce qui permet au chêne de développer plus facilement son enracinement en profondeur, ce qui le rend plus résistant aux sécheresses estivales.
Dans la pratique, les interactions dues à la diversité sont positives sur le niveau d’exposition à la sécheresse (moindre) pour les forêts tempérées décidues sur sol profond3. Le partage de l’espace souterrain par les racines semble jouer un rôle important dans l’effet de la diversité sur la résistance à la sécheresse4.
Hinweis
En conditions méditerranéennes, le niveau d’exposition à la sécheresse n’est pas contrôlé par la diversité mais par la densité de tiges.
Composition et croissance
Au niveau de la croissance, les peuplements mélangés sont généralement plus productifs (fane améliorante notamment). Les figures ci-dessous nous donnent les informations suivantes (figure de gauche = effet global du mélange, figure de droite = effet du mélange par essence) :
- dans le mélange hêtre/chêne, l’effet est légèrement positif pour le hêtre mais le chêne est perdant. Le chêne aura plus de vitalité en chênaie pure qu’en hêtraie/chênaie.
- le mélange hêtre/épicéa est très favorable à la croissance du hêtre, mais pas à celle de l’épicéa ;
- le mélange hêtre/sapin pectiné est surtout favorable à la croissance du hêtre ;
- le mélange sapin pectiné/épicéa est favorable au sapin ;
- pour le mélange chêne/pin, l’effet mélange est positif pour le chêne mais pas pour le pin ;

D’après Toïgo M., et al. 2015. Overyielding in mixed forests decreases with site productivity. Journal of Ecology (103) pp. 502-512
- Ensemble des paramètres qui caractérisent les exigences écologiques ou le mode de vie d’une espèce. Source : Vocabulaire forestier – Écologie, gestion et conservation des espaces boisés, Christian Gauberville, Yves Bastien, CNPF-IDF – 2011.
- L’allélopathie est un phénomène biologique par lequel un organisme produit une ou plusieurs substances biochimiques qui influencent la germination, la croissance, la survie et la reproduction d’autres organismes. Source : Wikipedia.
- Grossiord C., et al., 2015. Les forêts tempérées face aux conséquences du changement climatique. RFF 2, pp. 99-110.
- Grossiord C., et al., 2015. Les forêts tempérées face aux conséquences du changement climatique. RFF 2, pp. 99-110.
4. Introduction de nouvelles essences
Il est utile de rappeler que le continent européen a perdu énormément d’espèces suite aux glaciations, ce qui n’est pas le cas de l’Amérique du Nord1. Ainsi, sous des latitudes comparables, il n’est pas rare de retrouver un rapport de dix pour un en termes d’espèces au profit du continent américain.
L’introduction de nouvelles essences et provenances a pour objectif de maintenir une sylviculture, notamment de production, avec des essences mieux adaptées à des conditions plus sèches et plus chaudes2. Elle s’appuie sur la migration assistée (voir ci-après) et l’introduction d’essences allochtones (voir encadré). Ces introductions exigent une connaissance profonde de l’autécologie3 des essences.
Le projet Trees For Future4, mené par la Société Royale Forestière de Belgique, teste différentes provenances et essences d’arbres en forêt au sein d’un réseau de parcelles expérimentales réparties à travers le pays (voir l’article en page 8).
La migration assistée de provenances
Il s’agit d’introduire des arbres d’une espèce déjà présente sur le territoire mais issus du Sud de son aire de répartition. Par exemple, on parlera de migration assistée de provenances lorsqu’on plante en Belgique un hêtre commun issu d’une graine récoltée en Italie ou dans le Sud de la France. L’objectif est ici d’introduire des gènes de résistance à la sécheresse présents dans ces populations du sud et de permettre leur propagation au sein des populations locales. Il s’agit donc d’enrichir la diversité génétique d’une espèce locale pour lui permettre de s’adapter au nouveau climat. Les essences concernées par ce type de migration dans le projet Trees for Future sont le chêne sessile, le hêtre, le tilleul à petites feuilles et dans une moindre mesure, le chêne pubescent parce que bien qu’indigène, il est aujourd’hui très rare chez nous.
La migration assistée d’essences
Dans ce cas, on introduit une espèce qui n’est pas encore présente sur le territoire mais qui vit plus au sud sur le continent dans des conditions climatiques similaires à celles qui sont attendues dans les prochaines décennies en Belgique. Par exemple, on parlera de migration assistée d’essences quand on plante en Belgique des chênes méditerranéens (chêne de Hongrie, chêne chevelu), des sapins méditerranéens (sapin de Céphalonie, sapin de Bornmüller…) ou des pins méditerranéens (pin maritime, pin de Macédoine, pin de Bosnie…).
Auf dem Weg zu einer kontinentalen Definition von Indigenität?
Encadré extrait de l’article « introduire de nouvelles essences et provenances en réponse aux Changements climatiques : audace ou inconscience ? » Nicolas Dassonville et Pascaline Leruth, Silva Belgica 1/2023.
Einheimische Baumarten haben durch ihre lange Existenz in einem bestimmten Gebiet eine Vielzahl von Interaktionen mit der lokalen Flora und Fauna aufgebaut. All diese Wechselwirkungen machen das Ökosystem Wald so komplex und verleihen alten, sub-natürlichen Wäldern ihren biologischen Wert.1. Eine Baumart wird als einheimisch bezeichnet, wenn sie von Natur aus (ohne jüngste oder frühere Eingriffe2, directe ou indirecte de l’homme) présente dans un territoire donné. La notion d’indigénat dépend donc de l’échelle géographique considérée. Une essence naturellement présente à Rochefort doit-elle être considérée comme indigène en Famenne, en Wallonie, en Belgique, en Europe occidentale ? La décision est relativement arbitraire mais peut potentiellement influencer grandement la politique forestière, particulièrement en termes législatifs.
Ainsi, une essence considérée comme indigène en Flandre (ex. : le pin sylvestre3) und daher in diesem gesamten Gebiet, einschließlich Natura2000 und alten sub-natürlichen Wäldern, angepflanzt werden kann, kann in Wallonien als nicht-einheimisch betrachtet werden oder umgekehrt. Im Fall der Waldkiefer beispielsweise würde eine nationale Definition des Begriffs "einheimisch" die Situation sicherlich ändern.
In Anbetracht der Tatsache, dass administrative Grenzen, sowohl nationale als auch regionale, nicht auf biologische Arten, einschließlich Bäume, übertragbar sind, und in Anbetracht des Klimawandels, der die Klimahüllen der Baumarten allmählich verändert, wäre es nicht sinnvoller, die Eingeborenheit auf kontinentaler Ebene zu betrachten? Denn während der Eiszeiten und Zwischeneiszeiten ist es wahrscheinlich, dass die Baumarten miteinander in Kontakt gekommen sind. Man kann also davon ausgehen, dass die südeuropäischen Baumarten eine Geschichte der Interaktion mit den Arten der lokalen Fauna und Flora haben.
Dans les politiques d’introduction d’essences nouvelles, une essence comme le chêne de Hongrie ne devrait-elle pas être considérée comme indigène en Europe et par conséquent ne pas être soumise aux mêmes restrictions qu’une essence d’origine asiatique (ex : frêne de Mandchourie) ou nord-Américaine (ex. : séquoia sempervirens) qui n’a pas d’historique d’interactions avec la faune et la flore locales et qui présente, a priori, un potentiel biologique plus faible et un risque invasif plus élevé ?
- Subnatürlich: bezeichnet eine Vegetation, die bestimmte Merkmale der Natürlichkeit aufweist, die jedoch - oft unvollständig - die Spuren früherer anthropogener Aktivitäten (Agropastoral, Materialabbau usw.) verdeckt. Quelle: Vocabulaire forestier. Ecology, management and conservation of green spaces, Christian Gauberville, Yves Bastien - CNPF-IDF - 2011.
- Sans définition précise de temps.
- Ob die Waldkiefer in Belgien heimisch ist, wird derzeit noch diskutiert. Angeblich wurde sie in Belgien erstmals 1675 in Kempen ausgesät. Quelle: Ökologische Kartei der Baumarten.

Vous trouverez sur le site https://climessences.fr/ des fiches détaillées de l’autécologie de 120 essences.
L’objectif de ces fiches est de mettre à disposition des acteurs du monde forestier les informations disponibles sur des espèces autochtones et exotiques, potentiellement intéressantes pour la foresterie française.
Article du Silva Belgica 4/2023
Écrit par David Dancart1, d’après l’exposé de Jean-Claude Tissaux2 donné à l’occasion de la journée intitulée « Stratégies d’adaptation des forêts aux changements climatiques » organisée par la Société Royale Forestière en 2022.
- Responsable Silva Belgica, Société Royale Forestière de Belgique
- Jean-Claude Tissaux est chargé de mission reconstitution et adaptation des forêts au changement climatique à l’Office national des forêts (France). Il est impliqué dans de nombreux projets de recherche de terrain sur le sujet.