Bewertung Regionale Verteilung

Ein Ziel der landesweiten Waldzustandserhebung ist es, regionale Schadschwerpunkte aufzuzeigen. Anfang der 1980er Jahre, zu Beginn der systematischen Erhebung, waren besonders die starken Schäden in den Hochlagen der Mittelgebirge in das Bewusstsein der Öffentlichkeit gerückt. Auch in Rheinland-Pfalz lagen die Schadschwerpunkte in den 1980er Jahren in den Hunsrück- Hochlagen und im Pfälzerwald.
Die Auswertung, bezogen auf die Fläche der einzelnen Wuchsgebiete wurde periodisch mit Erhebung der ursprünglichen Vollstichprobe vorgenommen. Langfristig verlief die Entwicklung gleichermaßen ungünstig, in allen Landesteilen stieg der Anteil deutlicher Schäden an, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. In einigen, besonders den größeren Wuchsgebieten zeigte sich von 2008 auf 2013 eine Tendenz zur Entspannung der Schadsituation. Ab 2014 wurde die ursprüngliche Vollstichprobe nicht mehr erhoben. Auf Basis der Daten der derzeitig erhobenen Stichprobe (Unterstichprobe) ist eine nach Wuchsgebieten differenzierte Auswertung nicht mehr sinnvoll möglich.

Regionalisierung als Modellierung

Für die Jahre 2014 bis 2019 wurde die regionale Differenzierung des Waldzustandes modelliert. Ab 2020 wurde jedoch auf eine Regionalisierung verzichtet. Es war zu erwarten, dass wie schon 2019, die Ergebnisse für die Kronenverlichtung nur ein schwaches Bestimmheitsmaß erreichen. Bei der Fichte wird die Schadsituation von dem Borkenkäferbefall überprägt, der nicht in die Modellierung einbezogen werden kann. Bei allen Baumarten trat 2020 starker Fruchtbehang auf, dessen Einfluss bei der Modellierung ebenfalls nicht einbezogen werden kann.
Für die Ergebnisse der Regionalisierung 2019 wurden der Einfluss der Trockenheit 2018 und 2019 auf die Kronenverlichtung mit geprüft. Er ergab sich für die Erklärung der mittleren Kronenverlichtung aber kein signifikanter Beitrag, sodass ein Einfluss der Trockenheit auf die regionale Differenzierung der mittleren Kronenverlichtung in Rheinland-Pfalz nicht erkennbar wird.
Bei den betrachteten Baumarten ergaben sich 2019, außer für Kiefer, merklich schwächere Bestimmtheitsmaße der Korrelationen, die Aussagekraft der Regionalisierung ist damit geringer als in den Vorjahren. Das Baumalter hatte auf die Kronenverlichtung merklich weniger Einfluss als in den Jahren davor. So kann vermutet werden, dass die der Waldzustandserhebung 2019 vorangegangenen Trockenperioden unabhängig vom Baumalter einheitlich nachteilig auf den Kronenzustand gewirkt haben und die Differenzierung infolge des Alterseinflusses abgeschwächt wurde. Eine ähnliche Beobachtung wurden im Jahr 1997 für Eiche gemacht, in dem der Blattfraß durch Schmetterlingslarven, unabhängig vom Alter der Bäume wirkend, den Alterseinfluss ganz oder teilweise überprägte.
Die Aggregation der Ergebnisse der Regionalisierung der Kronenverlichtung für den Gesamtwald gibt, unabhängig von den Bestimmtheitsmaßen der zugrunde liegenden Einzelbaummodellierungen, ein plausibles Verteilungsbild wieder. Als besonders geschädigt werden die warm-trockenen Regionen des Landes (Ahreifel, Rhein- und Moseltal, Nordpfälzer Berg- und Hügelland aber auch der Taunus) ausgewiesen. Gegenüber dem Vorjahr ist die Verteilung der Schäden geglättet wiedergegeben, die kleinräumigen Gegensätze im Schadniveau sind weniger ausgeprägt. Insgesamt wird aber auch ein gegenüber dem Vorjahr etwas höheres Verlichtungsniveau ausmodelliert, was die Daten der Waldzustandserhebung so nicht belegen. Damit wird noch einmal deutlich aufgezeigt, dass die Modellierung die Verteilung und Varianz der Kronenverlichtung eben nicht vollständig erklären und wiedergeben kann.

Zum Verfahren der Rgionalisierung

Im Jahr 2011 wurde untersucht, ob eine Information zur regionalen Verteilung auch auf Basis der 4x12-km-Stichprobe abgeleitet werden kann. Die Modellierungen bestätigten, dass die derzeit erhobene Stichprobe mit 4x12 km eine vergleichbar repräsentative Aussage für das Land liefert wie die ursprüngliche Vollstichprobe mit 4x4 km. Die Regionalisierung bietet eine hinreichende Aussage zur regionalen Differenzierung des Waldzustandes in Rheinland-Pfalz auf Basis der mittleren Kronenverlichtung.

Das gewählte Modellierungsverfahren auf Basis der multiplen Regression spiegelt die fein differenzierte Vielgestaltigkeit des Waldes und des Waldzustandes wider. Es zeigt eine regionale Differenzierung des Niveaus der Kronenverlichtung auf, wie sie aus den letzten Erhebungen der Vollstichprobe bekannt ist. So zeigt sich in den Jahren nach dem Trockensommer 2003 in den warm-trockenen Regionen (Ahreifel, Rhein- und Moseltal, Rheinhessen und nordöstliche Pfalz) meist ein höheres Niveau der Kronenverlichtung, in kühl-feuchten (Schneifel, Hoher Westerwald, westlicher Hunsrück) eher ein niedrigeres. Ebenso wird die Entwicklung des Schadniveaus in den Ergebnissen der Regionalisierung wiedergegeben. Für die verschiedenen Perioden und Baumarten stellt sich die regionale Entwicklung teilweise unterschiedlich dar. So werden Veränderungen als überregional, flächendeckend für das ganze Land ausgewiesen oder regionale Schwerpunkte einer Entwicklung aufgezeigt. Es kommt auch vor, dass sich der Kronenzustand in einzelnen Regionen entgegen dem allgemeinen landesweiten Trend  verändert. Für die Jahre bis 2017 werden die Anstiege und Rückgänge der Kronenverlichtung bei Buche sehr deutlich wiedergegeben. Für die Fichte und Eiche spiegeln sich die beobachteten Veränderungen der Kronenverlichtung nur bedingt in der Regionalisierung wider. Für Kiefer sind die Zusammenhänge in etlichen Jahren zu schwach, um eine Regression mit hinreichender Zuverlässigkeit berechnen zu können.
Es darf aber auch nicht erwartet werden, dass die Modellierung die Varianz der Kronenverlichtung vollständig korrekt wiedergibt oder erklären kann, da nicht alle Einflussfaktoren erfasst werden. Beispielsweise sind lokale Schwerpunkte durch Insektenfraß nicht darstellbar. Das Bestimmtheitsmaß der der Regionalisierung zugrunde liegenden multiplen Regression wird daher als Orientierung für den Anteil der erklärbaren Streuung immer mit angegeben. Die erreichten Werte von 40 % bis 60 % sind als gut anzusehen. In einzelnen Fällen bleibt das Bestimmtheitsmaß allerdings zu gering, um der modellierten Regionalisierung eine ausreichende Aussagekraft zuzumessen, auf die Darstellung der Karte wird dann verzichtet. Durch das gewählte Modellierungsverfahren unter Anwendung des Bayes'schen Informationskriteriums wird eine Überanpassung "Overfitting" vermieden; dadurch wird zwar nur ein geringeres Bestimmtheitsmaß erreicht, aber die aus der Validierung abgeleitete Vorhersagewahrscheinlichkeit bleibt höher. Die geostatistischen Interpolationsverfahren haben für sich allein genommen zu wenig plausiblen Ergebnissen geführt, der räumliche Zusammenhang der Kronenverlichtung in sich ist zu gering und wird von den räumlich stark variierenden Einflussfaktoren Baumart und Alter überprägt. In einzelnen Fällen aber führte ein kombiniertes Verfahren "Regression Kriging" zu einer verbesserten Vorhersagewahrscheinlichkeit und wurde dann angewandt. Die Validierung der Regionalisierung findet anhand eines ausgewählten Teilkollektives der Stichprobe statt.

Höherer Informationsgehalt der ursprünglichen 4x4 km-Stichprobe 1984 bis 2013

Die Daten der bis 2013 erhobenen Vollstichprobe im 4x4-km-Raster sind wesentlich umfangreicher als die der Unterstichprobe im 4x12-km-Raster. Damit sind mit der Vollstichprobe die unterschiedlichen Waldbestände und Standortsbedingungen auch in verschiedenen Wuchsgebieten flächenrepräsentativ erfasst. Die Vollstichprobe erlaubte auch die Überprüfung der Repräsentativität der Unterstichprobe und ermöglichte den Vergleich der modellierten Werte der Regionalisierung mit gemessenen Werten. Auf diese Weise wurde die Zuverlässigkeit der Aussagen der Waldzustandserhebung auf Basis der Unterstichprobe geprüft.

Wuchsgebiete

In den verschiedenen Wuchsgebieten verläuft die Entwicklung der Waldschäden meist unterschiedlich. So war von 1994 zu 1997 in den Wuchsgebieten Mittelrhein- und Moseltal, Hunsrück, Taunus, Saar-Nahe-Bergland, Saarländisch-Pfälzisches Muschelkalkgebirge und Westricher Moorniederung die Kronenverlichtung überdurchschnittlich angestiegen. Diese Gebiete zeichnen sich durch höhere Anteile an Eiche und auch Hainbuche und Birke aus, bei denen in dieser Periode ein besonders starker Anstieg des Schadniveaus zu beobachten war.
Umgekehrt hat die von 1997 zu 2001 beobachtete Erholung dieser Baumarten in genau diesen Regionen zu einer Verbesserung des Waldzustandes geführt, während in anderen Landesteilen die Schadsituation unverändert blieb oder etwas schlechter wurde.
Von 2001 zu 2004 hat sich die Schadsituation in allen Wuchsgebieten verschlechtert. Besonders deutlich fiel der Anstieg der Kronenverlichtung in den Wuchsgebieten mit hohem Buchenanteil aus. Auch die Gebiete mit einem höheren Anteil an Standorten mit schlechter Wasserversorgung hatten, ausgelöst durch die extreme Trockenheit des Sommers 2003, einen überdurchschnittlichen Schadanstieg zu verzeichnen.
Von 2004 auf 2008  verlief die Entwicklung uneinheitlich, in den nördlichen Regionen des Landes verbesserte sich die Situation wieder, während in den südlichen Landesteilen die Kronenverlichtung weiter fortgeschritten ist. 2008 spiegelten sich in der Verteilung der Kronenschäden neben der Alters- und Baumartenverteilung auch die klimatischen Bedingungen der Waldregionen wider. Von 2008 auf 2013 hat sich die Entwicklung der Kronenschäden umgekehrt. In diesen Jahren zeigte sich im Nordosten des Landes ein leichter Anstieg der Kronenverlichtung, in den nordwestlichen eine weitgehende Stagnation und in den mittleren und südlichen Landesgebieten ein mehr oder minder deutlicher Rückgang des Schadniveaus.