Release: Das Borkenkäfer-Dashboard

Borkenkäfer profitieren vom Klimawandel und sind gegenwärtig die wichtigsten Schadinsekten in Österreichs Wäldern. Mithilfe des Borkenkäfer-Dashboards kann die Gefährdung von Waldbeständen für Borkenkäferbefall (insbesondere durch den Buchdrucker an Fichte) nach neuestem Kenntnisstand beurteilt werden. Hierfür werden Berechnungen des bereits in der Forstpraxis etablierten Phänologie- und Entwicklungsmodells für den Buchdrucker (PHENIPS) und weiterer Systeme zur Gefährdungseinschätzung in Kartenform frei zugänglich auf einem Geoserver bereitgestellt. Zusätzlich zum tagesaktuellen Buchdrucker-Entwicklungsstand informiert das Dashboard beispielsweise über die aktuelle Wasserversorgung der Wälder, die standörtliche und bestandesbezogene Gefährdung gegenüber Buchdruckerbefall und das Schadholzaufkommen des vergangenen Jahres.

Das neue Borkenkäfer-Dashboard ist somit im Hinblick auf den vom Menschen verursachten Klimawandel eine äußerst nützliche, innovative Entscheidungshilfe zur Ableitung forstlicher Maßnahmen und Anpassungsstrategien auf verschiedensten Ebenen:

• Identifizierung von Hotspots mit erhöhter standörtlicher Gefährdung und akuten Befallsrisiken aufgrund der aktuellen Waldbestockung
• Früherkennung und zeitnahe Aufarbeitung von Borkenkäferbefall, u.a. durch Kenntnis des tagesaktuellen Entwicklungsstands und der Trockenstresssituation
• mittel- und längerfristiger Waldumbau zu klimaangepassten Mischwäldern
• Entwicklung und fachgerechte Beurteilung von landesweiten forstlichen Anpassungs- und Minderungsstrategien

Maßnahmen zur Schadensprophylaxe und Begrenzung weiterer Schäden durch Borkenkäfer sind aktuell dringend notwendig. Während sich die Befallssituation im Norden Österreichs (Wald- und Mühlviertel) etwas gebessert hat, dauert die Massenvermehrung des Buchdruckers in Osttirol und Oberkärnten mit unverminderter Heftigkeit an. Darüber hinaus entwickelte sich in der nordöstlichen Obersteiermark ein weiterer Befallsschwerpunkt. Österreichweit betrugen die Schäden durch Borkenkäfer im Jahr 2023 laut Dokumentation der Waldschädigungsfaktoren des BFW rund 4 Millionen Vorratsfestmeter (Vfm). In Osttirol wurden noch nie dagewesene Schadmengen von fast 18 Vfm je Hektar Waldfläche gemeldet, die den jährlichen Holzzuwachs der Wälder um ein Vielfaches übersteigen. Diese Entwicklung zeigt, dass nicht nur in den sekundären Fichtenwäldern der tieferen Lagen, sondern auch in naturnahen Fichtenwäldern der montanen und hochmontanen/subalpinen Stufe Buchdruckerbefall großflächig auftreten kann.

Das Borkenkäfer-Dashboard wurde im Rahmen zweier Forschungsprojekte in einer Kooperation zwischen der BOKU University und dem BFW entwickelt, um die Waldbewirtschaftenden in dieser kritischen Situation beim Borkenkäfer-Management zu unterstützen. Im Projekt PHENIPS plus wird das bereits etablierte Buchdrucker-Entwicklungsmodell weiterentwickelt, im Projekt RAWLog entsteht ein neues, überwiegend auf Fernerkundungsdaten basierendes Prädispositions-Abschätzungs-System (PAS) von Wäldern gegenüber Buchdruckerbefall sowie ein weiteres System zur Abschätzung der Aufarbeitungsmöglichkeiten für anfallendes Schadholz.

Borkenkäfer-Entwicklung mittels PHENIPS

PHENIPS modelliert die Entwicklung des Buchdruckers anhand meteorologischer Daten wie der Lufttemperatur und Sonneneinstrahlung. Die Berechnungen erfolgen auf Basis der Klimadaten von GeoSphere Austria. Flächendeckend für ganz Österreich dargestellt werden der tagesaktuelle Stand der Buchdrucker-Entwicklung, eine Prognose der weiteren Entwicklung (+28 Tage), die Generationenentwicklung der letzten Jahre sowie detaillierte Entwicklungskurven der einzelnen Generationen an den Klimastation der GeoSphere Austria.

Trockenheit als Ursache von Borkenkäfer-Kalamitäten

Aktuelle Untersuchungen zum Buchdruckerbefall im Zusammenhang mit Klimaveränderungen belegen deutlich, dass Trockenstress zunehmend ein auslösender Faktor für die erfolgreiche Besiedelung von Fichten durch den Buchdrucker ist. Im Borkenkäfer-Dashboard wird daher zur Abschätzung der Wasserversorgung von Wäldern der durch Geosphere Austria bereitgestellte klimatischen Dürreindex SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index) der vergangenen 30 und 90 Tage dargestellt. Kombiniert mit der Buchdruckerentwicklung kann so beurteilt werden, ob Fichten während der Schwärmzeiten des Buchdruckers aufgrund anhaltender Trockenheit eine verringerte Abwehrkraft aufweisen. Mittelfristig soll der SPEI durch eine detaillierte Modellierung des Wasserhaushalts an ausgewählten Waldstandorten in ganz Österreich ergänzt werden.

Anfälligkeit (Prädisposition) von Fichtenbeständen gegenüber Borkenkäferbefall

Für das im Borkenkäfer-Dashboard implementierte Prädispositions-Abschätzungs-System (PAS) von Wäldern gegenüber Buchdruckerbefall wurde ein schon etabliertes Modell den flächig für Österreich verfügbaren hochaufgelösten Fernerkundungsdaten angepasst. In diesem werden eine Vielzahl an Einflussfaktoren berücksichtigt, von denen ein Teil die Prädisposition des Standorts (insbesondere Boden und Klima) charakterisiert, wie beispielsweise die möglichen Buchdruckergenerationen der letzten Jahre, die Geländemorphologie oder die klimatische Wasserbilanz während der Vegetationsperiode. Der zweite Teil beschreibt die Anfälligkeit des Baumbestandes, die beispielsweise vom Fichtenanteil, von der Baumhöhe oder auch durch vorherige Störungen, beispielweise durch Windwurf- und Schneebruch-Ereignisse, welche eine rasche Vermehrung der Populationen des Buchdruckers ermöglichen, beeinflusst wird. Die Weiterentwicklung wurde durch innovative Produkte der Fernerkundung des BFW ermöglicht, wie beispielsweise die neue Baumarten- und Anomaliekarten (Störungen der Waldstruktur aufgrund von Holznutzung, Windwurf oder Borkenkäferbefall), die aus Satellitenbilddaten (Sentinel-2-Zeitreihen) mit Machine Learning Verfahren abgeleitet wurden. Die Prädispositionskarten werden hochaufgelöst mit 10 m räumlicher Auflösung dargestellt und jährlich aktualisiert.

Ausblick

Die derzeitige Testversion des Borkenkäfer-Dashboards wird im Laufe des Jahres kontinuierlich weiterentwickelt. Unter anderem befindet sich derzeit das Modell zur Abschätzung der Bringungssituation von anfallendem Schadholz in der Entwicklung und die erwähnte Implementierung eines Wasserhaushaltsmodells ist bis Ende 2024 geplant.

Durch die automatische Anpassung des Layouts an die Bildschirmgröße des Endgerätes kann das Borkenkäfer-Dashboard bereits jetzt sowohl am PC als auch direkt im Wald auf Tablets oder Smartphones genutzt werden. Teste das Dashboard am besten gleich selbst:

https://ifff-riskanalyses.boku.ac.at/borkenkaefer_dashboard.htm

Die Forschungsarbeiten werden mit finanzieller Unterstützung des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft (BML), Regionen und Wasserwirtschaft, der Landesregierungen der österreichischen Bundesländer und der Kooperationsplattform Forst Holz Papier durchgeführt: Waldfonds WF M4 / Antragsnr. BMLRT/III-2021-M4/2 (FAI.2) Vorhaben RAWLog und DaFNE Forschungsprojekt Nr. 101557 PHENIPS plus.

Projektteam:

Till Hallas^1,2, Sigrid Netherer², Thomas Kirisits², Peter Baier², Josef Pennerstorfer², Tobias Schadauer³, Susanne Karel³, Klemens Schadauer³, Gernot Hoch¹

¹Bundesforschungszentrum für Wald (Institut für Waldschutz)

²BOKU University (Institut für Forstentomologie Forstpathologie und Forstschutz)

³Bundesforschungszentrum für Wald (Institut für Waldinventur)

Weiterführende Informationen:

Baier, P., J. Pennerstorfer and A. Schopf (2007). "PHENIPS—A comprehensive phenology model of Ips typographus (L.) (Col., Scolytinae) as a tool for hazard rating of bark beetle infestation." Forest Ecology and Management 249(3): 171-186.

Bundesforschungszentrum für Wald (2024). „Dokumentation der Waldschädigungsfaktoren”, BFW, Wien. Online: https://www.bfw.gv.at/dokumentation-waldschaedigungsfaktoren

Hallas, T., S. Netherer, T. Kirisits, P. Baier, J. Pennerstorfer, T. Schadauer, S. Karel, K. Schadauer and G. Hoch (2024). „Tagesaktuelle Borkenkäfer-Trends.“ Forstzeitung.at. Wien, Österreichischer Agrarverlag. 07/2024: 22-24. www.forstzeitung.at/markt/2024/07/borkenkaefer-dashboard.html

Hallas, T., S. Netherer, J. Pennerstorfer, S. Karel, T. Schadauer, M. Löw, P. Baier, C. Bauerhansl, D. Kessler, M. Englisch, C. Huber, N. Nemesthoty, T. Kirisits, K. Schadauer and G. Hoch (2024). “The Bark Beetle Dashboard - towards a holistic risk assessment of Ips typographus.” 26. IUFRO World Congress. Stockholm 2024.

Hallas, T., G. Steyrer, G. Laaha and G. Hoch (2024). "Two unprecedented outbreaks of the European spruce bark beetle, Ips typographus L. (Col., Scolytinae) in Austria since 2015: Different causes and different impacts on forests." Central European Forestry Journal: 1-12.

Löw, M. and T. Koukal (2020). "Phenology Modelling and Forest Disturbance Mapping with Sentinel-2 Time Series in Austria." Remote Sensing 12(24).

Netherer, S. and U. Nopp-Mayr (2005). "Predisposition assessment systems (PAS) as supportive tools in forest management—rating of site and stand-related hazards of bark beetle infestation in the High Tatra Mountains as an example for system application and verification." Forest Ecology and Management 207(1-2): 99-107.

Schadauer, T., S. Karel, M. Löw, U. Knieling, K. Kopecky, C. Bauerhansl, A. Berger and L. Winiwarter (2024, preprint, under review). "Unraveling Forest Diversity:Sentinel-2 Time Series Neural Networks for National-Scale Tree Species Mapping with Pure and Mixed Classes, Validated Via Probability Sampling." SSRN.

Kontakt

Till Hallas
M.Sc. M.Sc. • Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter
BOKU University & Austrian Research Centre for Forests (BFW)
till.hallas@boku.ac.at