Rund 30 Prozent der Landoberfläche sind mit Wald bedeckt. Wälder sind Hotspots der Artenvielfalt und spielen eine entscheidende Rolle bei der Klimaregulierung, indem sie Kohlendioxid aufnehmen und Sauerstoff abgeben. Doch die Wälder geraten zunehmend unter Druck. Der voranschreitende Klimawandel sorgt neben steigenden Temperaturen und Bodentrockenheit auch dafür, dass Schädlinge leichteres Spiel haben und Waldbrände häufiger auftreten können.
Computerwälder als Versuchskaninchen
Um die Wälder der Erde für eine Zukunft voller Herausforderungen zu rüsten, braucht es einen genauen Einblick in die langfristige Entwicklung der Waldflächen. Genau das verspricht das Simulations-Modell „iLand“, entwickelt von einem Team um Werner Rammer von der Technischen Universität München. iLand kann zu verschiedensten Wäldern auf den Einzelbaum genau einen sogenannten digitalen Zwilling anlegen – eine virtuelle Kopie eines realen Objekts. Indem man diesen digitalen Wald zum Beispiel verschiedenen Klimaszenarien aussetzt, kann man sehen, wie er darauf reagiert, lange bevor die Szenarien tatsächlich eingetreten sind. Dazu zählt zum Beispiel eine Klimaerwärmung um ein oder 4,8 Grad.
„In iLand können wir die Interaktionen zwischen Bäumen und ihren Nachbarn, aber auch zwischen Bäumen und zum Beispiel Borkenkäfern über Jahrzehnte bis Jahrhunderte simulieren – und das über große Flächen von bis zu 100.000 Hektar, womit komplette Nationalparks untersucht werden können. Mit anderen Modellen ist das in dieser Form aktuell nicht möglich“, erklärt Rammer. Aufgrund seiner hohen Auflösung, die selbst einzelne Bäume abbildet, ist iLand vielfältig einsetzbar. So lässt sich damit zum Beispiel berechnen, wie sich die Abholzung oder das Pflanzen bestimmter Baumarten auf den restlichen Wald auswirkt, welches Portfolio von Baumarten am meisten CO2 speichert und welches schnell Biomasse aufbaut, damit das Holz als Rohstoff genutzt werden kann. Auch Extremereignisse wie Waldbrände, Stürme oder Dürren können abgebildet werden.
Eine wissenschaftliche „Betriebsanleitung“
Seit seiner ersten Veröffentlichung im Jahr 2012 hat iLand große Fortschritte gemacht und ist bereits mehrmals weiterentwickelt worden. „Inzwischen können wir 150 Baumarten im Computerwald nachbilden und haben das Modell so erweitert, dass es auf drei Kontinente anwendbar ist. Wer damit arbeiten möchte, kann das Programm selbst weiterentwickeln und auf seine Bedürfnisse anpassen. Das soll es ermöglichen, dass möglichst viele Forschende iLand nutzen“, erklärt Rammer. Bislang ist das frei im Internet verfügbare Simulations-Modell bereits in mehr als 50 Studien verschiedener Forschungseinrichtungen zum Einsatz gekommen.
