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C1) Ökonomische Evaluierung der Biodiversität

Ökonomische Evaluierung von Biodiversitätsorientirter Waldbewirtschaftungsstrategien

Marc Hanewinkel & Rasoul Yousefpour, 
DoktorandInnen: Nicole Still (seit 2019) & Jakob Albrecht (seit 2022)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen, Institut für Forstwissenschaft,
Professur für Forstökonomie und Forstplanung

Hintergrund

Die Beeinträchtigung der Integrität der Biosphäre und der Rückgang der biologischen Vielfalt können zu erheblichen Einbußen bei den Ökosystemfunktionen führen und die Bereitstellung von Ökosystemgütern und -dienstleistungen, die die Grundlage für menschliches Wohlergehen sind, gefährden. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, Lösungen für die Waldbewirtschaftung zu finden, die es ermöglichen, Produktions- und Schutzziele in Waldlandschaften, die unter dem Druck von Umweltveränderungen stehen, in Einklang zu bringen. In Phase I hat sich das Projekt C1 mit den Kosten biodiversitätsorientierter Waldbewirtschaftungsstrategien befasst und Modelle entwickelt, die in der Lage sind, effiziente Niveaus der Biodiversitätsversorgung in gemäßigten Waldlandschaften zu definieren. Darüber hinaus hat Projekt C1 die Präferenzen lokaler Gemeinschaften bei der Behandlung von Merkmalen der biologischen Vielfalt berücksichtigt und die Rolle eines an der biologischen Vielfalt orientierten Managements bei der Bestimmung des ästhetischen Werts der Landschaft untersucht. Eine umfassende Analyse der Reaktionen mehrerer Taxa auf eine an der biologischen Vielfalt orientierte Bewirtschaftung und die Erhaltung der Wälder auf Landschaftsebene muss jedoch noch entwickelt werden. In Phase II wird sich das Projekt C1 mit diesen Fragen befassen, indem es klimasensitive ökologische und ökonomische Modelle miteinander verknüpft und wirtschaftliche Risiken im Zusammenhang mit dem Klimawandel bewertet. Das Projekt soll hierbei den Versicherungswert der biologischen Vielfalt für das Funktionieren von Ökosystemen bewerten und potenzielle Synergien und Zielkonflikte zwischen der Bereitstellung von biologischer Vielfalt und anderen Ökosystemleistungen in gemäßigten Waldlandschaften untersuchen.

 

 

Forschungsfragen und Hypothesen

Hypothese: Eine an der biologischen Vielfalt orientierte Bewirtschaftung führt zu einer strukturellen Diversifizierung in Waldlandschaften, wodurch das Risiko katastrophaler Verluste der Ökosystemfunktionen verringert und der wirtschaftliche Gesamtwert von Waldökosystemen verbessert wird.

Forschungsfragen:

  1. Wie sieht ein optimales Bewirtschaftungsportfolio aus, das den Wert der Biodiversität in die Waldbewirtschaftung unter Bedingungen von Klimawandel und Störungsrisiko internalisiert?
  2. Wie hoch ist der Versicherungswert der biologischen Vielfalt für Waldbesitzer, die mit dem Risiko und der Unsicherheit des Klimawandels konfrontiert sind?
  3. Welche potenziellen Synergien und Zielkonflikte gibt es zwischen der Bereitstellung von Biodiversität, wirtschaftlicher Effizienz und anderen Ökosystemleistungen?
  4. Welche Auswirkungen haben optimierte Managementstrategien auf die Erhaltung multipler Taxa auf Landschaftsebene?

 

 

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

Herangehensweise und Methoden. Zur Beantwortung der Forschungsfragen ist geplant, dass das Projekt C1 gekoppelte ökologisch-ökonomische Modelle im Rahmen eines Simulations-Optimierungsansatzes einsetzt. C1 soll die Auswirkungen verschiedener Störungen unter dem Einfluss von Klimawandel auf Landschaftsebene simulieren und die ökonomischen Ergebnisse verschiedener Managementstrategien, einschließlich eines biodiversitätsorientierten Managements, vergleichen. Auf diese Weise soll C1 den Versicherungswert der Biodiversität für Waldbesitzer und die Gesellschaft bewerten. Im Rahmen des Projekts sollen robuste Optimierungsverfahren eingesetzt werden, um Bewirtschaftungsportfolios und Landschaftsstrukturen zu finden, die die Bereitstellung von Ökosystemleistungen angesichts von Umwelteinflüssen und Unsicherheiten gewährleisten, wobei räumlich explizite Optimierungsverfahren eingesetzt werden. Darüber hinaus soll C1 Synergien und Zielkonflikte zwischen der Bereitstellung von Lebensraum für mehrere Taxa und anderen Ökosystemgütern und -dienstleistungen aufdecken.

Ergebnisse und Verknüpfungen zu anderen Teilprojekten. Projekt C1 soll detaillierte Empfehlungen für Bewirtschaftungsstrategien und die Allokation von Erhaltungsmaßnahmen liefern, die erforderlich sind, um die Bereitstellung von Ökosystemleistungen in Waldlandschaften zu maximieren. Vor diesem Hintergrund wird das Projekt den wirtschaftlichen Gesamtwert von Waldbeständen in der Region Südschwarzwald quantifizieren und seine Komponenten sowie den Versicherungswert der biologischen Vielfalt aufschlüsseln. Dies wird eine Grundlage für die Umsetzung von Maßnahmen zur Erhöhung der Biodiversität in der Region bilden. Es handelt sich um eine interdisziplinäre Arbeit, an der alle B-Projekte beteiligt sind, so dass eine umfassende Multi-Taxon-Analyse der Reaktionen von Arten im Wald auf unterschiedliche Landschaftsstrukturen möglich ist. Das Teilprojekt wird die sozialen und kulturellen Aspekte der C2- und D-Projekte in die Analyse einbeziehen. Im Rahmen der Bewirtschaftungsoptionen wird C1 auch die wirtschaftlichen Auswirkungen der Auswahl von Habitatbäumen untersuchen, was in Zusammenarbeit mit Teilprojekt A2 durchgeführt wird.

 

Ergebnisse

Die Hauptergebnisse der Phase I zeigen, dass die Schaffung von Habitatnetzwerken und die Erhöhung des Anteils von Waldreservaten mit moderaten Kosten realisiert werden kann (Augustynczik, Yousefpour, Rodriguez et al. 2018) und dass eine optimale Allokation von Waldreservaten in Kombination mit der Verbindung von Totholzinseln zur Sicherung von Lebensraum für gefährdete totholzbewohnende Organismen mit zahlreichen Unsicherheiten behaftet ist (Augustynczik, Yousefpour, Hanewinkel et al. 2018).

Unsicherheiten bei den ökonomischen Parametern, namentlich bei Zinssatz und Holzpreisen, sind ausschlaggebend für die Rentabilität der Wälder (Augustynczik et al. 2017) und folglich für die Opportunitätskosten von Naturschutzmaßnahmen. In Zusammenarbeit mit A2 und B6 hat das Projekt gezeigt, dass auf Landschaftsebene die Förderung der Biodiversität in Wäldern für mehrere Taxa eine erhebliche Diversifizierung der Bewirtschaftungssysteme in der Landschaft erfordert (Augustynczik, Asbeck, Basile et al. 2019). C1 zeigte, dass die biologische Vielfalt in der Untersuchungsregion einen hohen gesellschaftlichen Wert hat, die derzeitigen Praktiken jedoch nicht geeignet sind, diesen Wert angemessen in die Waldbewirtschaftung zu internalisieren, was eine Erhöhung des Biodiversitätsangebots erfordert, insbesondere wenn der Klimawandel berücksichtigt wird (Augustynczik, Yousefpour und Hanewinkel 2019a, b).

Darüber hinaus zeigte C1, dass eine sozial optimale Waldbewirtschaftung eine erhebliche Steigerung des derzeitigen Biodiversitätsangebots erfordern würde (Augustynczik et al. 2020). Schließlich schlug C1 ein Modell zur Gestaltung von Mechanismen vor, um das strategische Verhalten von Akteuren und asymmetrischer Information in Bezug auf die Bewertung der Biodiversität im Entscheidungsprozess zu berücksichtigen (Augustynczik, Yousefpour & Hanewinkel 2019a). C1 untersucht daher Fragen, die für ConFoBi zentral sind: welche Kosten und Nutzen Biodiversität verursacht und wie Naturschutz effektiv und effizient in die multifunktionale Waldbewirtschaftung integriert werden kann.

Darüber hinaus befasste sich C1 in Zusammenarbeit mit den Projekten C2 und D mit dem ästhetischen Wert der strukturellen und biologischen Vielfalt des Waldes durch eine interdisziplinäre Analyse von Social-Media-Daten im gesamten Untersuchungsgebiet, um die Frage zu beantworten, wie der ästhetische Wert räumlich über die Landschaft verteilt ist, und um die Rolle von Waldelementen für den ästhetischen Wert des Schwarzwaldes zu bewerten. Die Ergebnisse der räumlichen Analyse unterstreichen die Notwendigkeit einer differenzierten Betrachtung von Bildinhalten und räumlichen Maßstäben bei der Bewertung der landschaftlichen Prädiktoren für den ästhetischen Wert (Still et al., in Vorbereitung). Die Ergebnisse der Bewertung verschiedener Elemente von Waldökosystemen sollen Aufschluss darüber geben, wie biodiversitätsorientierte Bewirtschaftungsstrategien den ästhetischen Wert beeinflussen könnten. Der ästhetische Wert ist zusammen mit den anderen kulturellen Ökosystemleistungen, die er untermauert, ein wichtiger Bestandteil des wirtschaftlichen Gesamtwerts der Waldbestände im Untersuchungsgebiet und für die Entscheidungsfindung bei der Bewirtschaftung von Bedeutung.

 

Zukünftige Forschungsfrage

Nächstes Promotionsprojekt (ab 1. Juli 2022):

In der ersten Phase konzentrierte sich C1 auf die Kosten biodiversitätsorientierter Waldbewirtschaftungsstrategien im Untersuchungsgebiet. In der nächsten Phase ist geplant:

Die Anwendung eines vollständig gekoppelten ökologisch-ökonomischen Modells in einem Simulations-Optimierungs-Rahmen, der die Auswirkungen multipler Störungen unter dem Einfluss des Klimawandels auf der Landschaftsebene berücksichtigt, sowie der Vergleich der wirtschaftlichen Ergebnisse verschiedener Bewirtschaftungsstrategien, einschließlich biodiversitäts-(multi-Taxa-) orientierter Bewirtschaftung.

In Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern der Fakultät soll C1 den Versicherungswert der biologischen Vielfalt für Waldbesitzer und die Gesellschaft bewerten und robuste Optimierungstechniken einsetzen, um Bewirtschaftungsportfolios und Landschaftsstrukturen zu finden, die die Bereitstellung von Ökosystemleistungen angesichts von Umwelteinflüssen und Unsicherheiten gewährleisten.

Darüber hinaus wird C1 Synergien und Zielkonflikte zwischen der Bereitstellung von Lebensraum für multiple Taxa und anderen Ökosystemgütern und -dienstleistungen aufdecken.

Anforderungen an PhD-Bewerber*innen für C1:

Zusätzlich zu den in der Stellenausschreibung beschriebenen allgemeinen Anforderungen sollten Bewerber, die sich für C1 bewerben möchten, ökonomische Kenntnisse mitbringen, einschließlich klassischer forstökonomischer Bewertungsmethoden wie Kapitalwert, Bodenertragswert (Land Expectation Value), Annuitäten und Risikoanalyse. Darüber hinaus sollten die potenziellen Bewerber über Kenntnisse und Fähigkeiten in der Anwendung von klimasensitiven Wachstumsmodellen verfügen, die die Entwicklung von Wäldern von der Bestandes- bis zur Landschaftsebene projizieren und mit ökonomischen Modellen verknüpft werden können. Der Prototyp eines (prozessbasierter) Modellierungsrahmen steht zur Verfügung, der weiter entwickelt werden muss.

 

ConFoBi-Veröffentlichungen von C1

Asbeck, Thomas; Sabatini, Francesco; Augustynczik, Andrey L. D.; Basile, Marco; Helbach, Jan & Jonker, Marlotte et al. (2021). Biodiversity response to forest management intensity, carbon stocks and net primary production in temperate montane forests. Scientific reports, 11, 1625. www.doi.org/10.1038/s41598-020-80499-4.

Augustynczik, Andrey L. D.; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Jonker, Marlotte; Knuff, Anna & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Reconciling forest profitability and biodiversity conservation under disturbance risk: the role of forest management and salvage logging. Environ. Res. Lett., 15, 0940a3. www.doi.org/10.1088/1748-9326/abad5a.

Augustynczik, Andrey L. D.; Yousefpour, Rasoul & Hanewinkel, Marc (2018). Multiple uncertainties require a change of conservation practices for saproxylic beetles in managed temperate forests. Scientific reports, 8, 14964. www.doi.org/10.1038/s41598-018-33389-9.

Augustynczik, Andrey L. D.; Yousefpour, Rasoul & Hanewinkel, Marc (2019). Impacts of climate change on the supply of biodiversity in temperate forest landscapes. Allgemeine Deutsche Forst und Jagd Zeitung, 189, 209–220. www.doi.org/10.23765/afjz0002031.

Augustynczik, Andrey L.D.; Hartig, Florian; Minunno, Francesco; Kahle, Hans-Peter; Diaconu, Daniela & Hanewinkel, Marc et al. (2017). Productivity of Fagus sylvatica under climate change – A Bayesian analysis of risk and uncertainty using the model 3-PG. Forest Ecology and Management, 401, 192–206. www.doi.org/10.1016/j.foreco.2017.06.061.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen; Storch, Ilse & Mikusiński, Grzegorz et al. (2019). Diversification of forest management regimes secures tree microhabitats and bird abundance under climate change. The Science of the total environment, 650, 2717–2730. www.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.366.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Gutsch, Martin; Basile, Marco; Suckow, Felicitas; Lasch, Petra & Yousefpour, Rasoul et al. (2020). Socially optimal forest management and biodiversity conservation in temperate forests under climate change. Ecological Economics, 169, 106504. www.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2019.106504.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Yousefpour, Rasoul & Hanewinkel, Marc (2019). Climate change and the provision of biodiversity in public temperate forests - A mechanism design approach for the implementation of biodiversity conservation policies. Journal of environmental management, 246, 706–716. www.doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.05.089.

Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Yousefpour, Rasoul; Rodriguez, Luiz Carlos Estraviz & Hanewinkel, Marc (2018). Conservation Costs of Retention Forestry and Optimal Habitat Network Selection in Southwestern Germany. Ecological Economics, 148, 92–102. www.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2018.02.013.

Gustafsson, Lena; Bauhus, Jürgen; Asbeck, Thomas; Augustynczik, Andrey Lessa Derci; Basile, Marco & Frey, Julian et al. (2020). Retention as an integrated biodiversity conservation approach for continuous-cover forestry in Europe. Ambio, 49, 85–97. www.doi.org/10.1007/s13280-019-01190-1.

Storch, Ilse; Penner, Johannes; Asbeck, Thomas; Basile, Marco; Bauhus, Jürgen & Braunisch, Veronika et al. (2020). Evaluating the effectiveness of retention forestry to enhance biodiversity in production forests of Central Europe using an interdisciplinary, multi-scale approach. Ecology and evolution, 10, 1489–1509. www.doi.org/10.1002/ece3.6003.