Waldbrände, das flackernde Desaster
NZZ erkärt:
Waldbrände – das flackernde Desaster
Desaster
Zuletzt brannten grosse Flächen in Australien. Aber zu jeder Jahreszeit stehen irgendwo auf der Erde Wälder in Flammen, dann müssen Mensch und Tier fliehen. Sehr oft ist die Gefahr hausgemacht. Sie lässt sich allerdings eindämmen. Überraschende Einsichten in ein globales Phänomen, mit zahlreichen Daten aus der Schweiz.
Die Hitze, die von Waldbränden ausgeht, ist aber längst nicht die einzige Gefahr für den Menschen. Brennen Bäume ab, werden auch Russpartikel und giftige Gase wie Kohlenmonoxid und Stickoxide freigesetzt. Wind kann sie über viele Kilometer in die Ferne verfrachten. Und dann sind da noch die Spätfolgen: Die Beseitigung von Schutzwald bringt eine Zunahme von Erosion und Rutschungen.
Inhaltsverzeichnis
Wie entstehen Waldbrände?
In Flammen stehende Wälder gibt es so lange wie die Wälder selbst. Damit ein Wald zu brennen beginnt, müssen generell drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es muss genug brennbares Material geben, ausreichend Sauerstoff – und genug Zündenergie.
Bevor sich der Mensch mit dem Feuer anfreundete, wurden Waldbrände vor allem durch Gewitterblitze entfacht. Wo Vulkane aktiv sind, können auch Lavaströme oder herumfliegende heisse Gesteinstrümmer Brände ausgelöst haben. Diese beiden natürlichen Ursachen treten bis heute auf.
Die meisten Waldbrände werden von Menschenhand verursacht
Heute ist es in den meisten besiedelten Regionen der Erde überwiegend der Mensch, der die Waldbrände verursacht. Nicht selten handelt es sich um Brandstiftung – aus welchem Motiv auch immer. Hinzu kommt Unachtsamkeit: Lagerfeuer, die nicht gelöscht wurden, können sich in den Wald hinein ausbreiten. Weggeworfene Zigaretten sind eine mögliche Feuerquelle. Technische Geräte, ob Autos, Kettensägen oder Stromleitungen, erzeugen gelegentlich Funken, und dann fangen womöglich trockene Grashalme oder Zweige Feuer.
Wie breiten sich die Brände aus?
Waldbrand ist nicht gleich Waldbrand. Grob unterscheidet man drei Typen: Kronenfeuer, Bodenfeuer und Erdfeuer. Während die Bodenfeuer am häufigsten auftreten und von den Kronenfeuern die grösste Gefahr ausgeht, kann man die Erdfeuer vielleicht als die heimtückischsten bezeichnen. Es handelt sich um unterirdische Schwelbrände, zum Beispiel in Torfboden.
Welche Rolle spielen Brände für den Wald?
Wie die von Menschenhand völlig unberührte Natur auf einen Waldbrand reagiert, lässt sich nicht so leicht sagen. In der Schweiz zum Beispiel gibt es solche Wälder gar nicht mehr. So viel ist allerdings klar: Natürliche Waldbrände haben viele unterschiedliche ökologische Effekte.
Tiere müssen fliehen. Sie können das aber oft auch, während die Pflanzen verbrennen, sofern sie nicht auf irgendeine Weise geschützt sind. Die Wirkung eines Waldbrands ist aber keineswegs rein negativ für die Flora, vielmehr sind natürliche Wälder oft auf sie angewiesen. Das Feuer vernichtet Biomasse, auch Krankheitserreger, und es zerstört viele chemische Substanzen, die sich im Boden angereichert haben und zum Teil toxisch auf die Vegetation wirken. Der Boden wird geradezu sterilisiert. Dadurch erhält die Natur die Chance für einen Neustart.
Bäume nach einem Waldbrand in der Nähe des Dorfs Cardigos, Portugal, am 22. Juli 2019. (Bild: Rafael Marchante / Reuters)
In kalten Regionen würde es ohne Feuer lange dauern, bis die Biomasse ausreichend zersetzt ist. Ein Brand beschleunigt diesen Vorgang: Die Asche enthält wichtige Mineralstoffe, sie wirkt wie ein Dünger.
Ausserdem leitet der Brand die Waldverjüngung ein. In den Lichtungen können sich neue Pflanzen ansiedeln. In vielen Fällen erhöht sich dadurch die Artenvielfalt. Die Zapfen vieler Nadelbäume können sich nur dann öffnen und die Samen erst dann keimen, wenn sie einmal der Hitze eines Waldbrands ausgesetzt waren. Diese Arten sind also für ihren Fortbestand auf Waldbrände angewiesen.
In der Umgebung des Menschen halten sich wegen der häufigeren Brände feuerresistente Arten unter Umständen besser als die empfindlicheren. Zu den Arten, die Feuer nicht gut vertragen, zählen in der Schweiz zum Beispiel die Ulmen und die Linden.
Wie werden Waldbrände bekämpft?
Zum Löschen von Feuern setzt man oft nicht nur die gewöhnliche Ausrüstung von Feuerwehren ein, sondern auch Helikopter und Flugzeuge, die Wasser tanken können. Um Waldbrände zu stoppen, werden darüber hinaus Schneisen gezogen: Man befreit einen Streifen Wald von allem brennbaren Material oder feuchtet ihn so stark an, dass der Brand dort aufgehalten wird. Aufnahmen mit Infrarotkameras helfen, übrig gebliebene Glutnester aufzuspüren.
Der Helikopter setzt das Wasser ab. (Bild: Juan Medina / Reuters)
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Wie ist die Situation in der Schweiz?
32 Prozent der Landesfläche sind bewaldet. Anders ausgedrückt: Pro Einwohnerin oder Einwohner stehen 66 Waldbäume herum. Davon macht Nadelholz zwei Drittel aus, Laubholz ein Drittel. Die drei häufigsten Arten sind Fichten, Tannen und Buchen. Besonders dicht bewaldet sind der Jura und die Alpensüdseite.
Welche Wälder in der Schweiz sind besonders bedroht? Und warum?
Am häufigsten treten Waldbrände in der Schweiz auf der Alpensüdseite auf. Das geht aus der Datenbank SwissFire hervor, die von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und dem Bundesamt für Umwelt (Bafu) gegründet wurde. Deutlich weniger oft lodern die Wälder in den Zentralalpen und im Jura und am seltensten im Mittelland. Die Brände ereignen sich in diesen Regionen tendenziell in verschiedenen Jahreszeiten.
Die meisten Waldbrände in der Schweiz treten auf der Alpensüdseite auf . . .
. . . wo sie auch die grösste Fläche an Wald vernichten
Der Winter auf der Alpensüdseite, vor allem im Tessin, ist oft sehr trocken. Darum brennt es dort dann auch häufig. Eine entscheidende Rolle spielt der Föhn: Der warme Nordwind trocknet die Schicht aus Zweigen und Blättern auf dem Boden von Kastanienwäldern aus. Dann kommt es immer wieder zu Bodenfeuern. So gut wie alle Brände im Winter werden von Menschen verursacht, die Hälfte durch Fahrlässigkeit.
Ein Fallbeispiel aus dem Misox-Tal
Ende Dezember 2016 lag in einem Tal im Südwesten Graubündens – dem Misox, das auf der Alpensüdseite gelegen ist – immer noch kein Schnee. Dann brannte dort der Wald. Starker Wind trieb das Feuer in die Höhe. Im Laufe eines Tages wuchs der Brand von einer Fläche von 20 Fussballfeldern auf eine von rund 100 Fussballfeldern an: auf 119 Hektaren.
Das Misox-Feuer hatte einen Anteil von 26% an den Waldbränden in der ganzen Schweiz
Waldbrände im Wechsel der Jahreszeiten
Auf der Alpensüdseite regnet es im Winterhalbjahr weniger als im Sommerhalbjahr. Darum treten dort die Waldbrände vor allem in den kalten Monaten auf. In den anderen Gebieten der Alpen ist das anders. In den Zentralalpen zum Beispiel sind im Sommer zur Hälfte Blitzschläge die Ursache von Waldbränden.
Welche negativen Folgen haben Waldbrände in der Schweiz?
Die Flammen sind hierzulande selten das Problem. Schäden, die die Menschen beeinträchtigen, treten vielmehr in den Tagen, Wochen und Monaten nach dem Feuer auf. Das hat damit zu tun, dass vier Zehntel des Waldes in der Schweiz Schutzwald sind.
Brennen die Bäume, sterben danach oft auch deren Wurzeln ab. Dadurch werden Berghänge destabilisiert, und es kommt zu Rutschungen. Regnet es, kann das Wasser wegen der Asche schlecht in den Boden eindringen. Stattdessen fliesst es oberflächlich ab. Erst bilden sich Rinnen, dann nimmt die Erosion an Fahrt auf. Schliesslich kommen ganze Muren den Berg herunter. Im Winter können an Hängen, an denen Waldbrände gewütet haben, Lawinen leichter ins Tal donnern. Dieses Problem tritt allerdings eher selten auf.
Wie sieht es mit Waldbränden in Europa aus?
Wälder bedecken in Europa mehr als 215 Millionen Hektaren, ein Drittel des gesamten Kontinents. Die meisten wachsen im Tiefland des Nordens und Ostens, weiter südlich auch oft in den Bergen.
Welche Wälder in Europa sind besonders bedroht?
Ob die sommergrüne Macchia in Südfrankreich oder Föhrenwälder in den Alpen – gefährdet sind vor allem Wälder, in denen sich gut brennbares Material sammelt. Die Flammen werden besonders dort zum Problem, wo der Wald und menschliche Siedlungen einander berühren: in sogenannten Wildland-Urban Interfaces (WUI). Bäume dienen zum Beispiel oft als Schattenspender für Häuser. Strassen und Wege, die durch brandgefährdetes Gebiet führen, können zur tödlichen Falle werden. Eine WUI-Karte wie hier, am Beispiel von Bellinzona, zeigt, wo von Menschen verursachte Waldbrände entstehen können.
Die Wildland-Urban Interface in Bellinzona
Ein spezielles Problem stellen Exoten in den Wäldern dar. In Portugal wurden viele Jahre lang Eukalyptusbäume angepflanzt, weil sich das Holz als Exportprodukt schnell bezahlt macht. Die Bäume, die aus Australien stammen, brennten allerdings «wie Fackeln», sagt Marco Conedera von der Forschungsanstalt WSL.
Ein ähnliches Problem gibt es in Norddeutschland. Dort wurden in der Vergangenheit grosse Mengen Kiefern und Fichten angepflanzt. Diese wachsen aber normalerweise hauptsächlich in Skandinavien und im nördlichen Russland, wo Waldbrände ein natürlicher Verjüngungsprozess sind. Die Bewirtschaftung der Nadelforste in Deutschland macht sie für Brände noch anfälliger: Die Schneisen in den Forsten für die Zufahrt erleichtern die Austrocknung, durch die Trockenheit werden die Nadeln nur langsam zersetzt. Bei Dürre reicht dann ein Funke, um einen grösseren Brand auszulösen.
Wie halten wir uns die Waldbrände vom Leibe?
In den meisten Ländern ist der Mensch der Hauptverursacher von Waldbränden. Darum sind Verhaltensänderungen ein zentraler Baustein der Prävention. In Gebieten, die von Waldbränden bedroht sind, können Besucher zur Vorsicht angehalten werden, zum Beispiel beim Entfachen von Lagerfeuern, oder es kann ein Feuerverbot ausgesprochen werden. Ein gut ausgebautes Informations- und Warnsystem ist für diesen Zweck unerlässlich.
Ein naturnaher Waldbau gilt langfristig als nützliche Präventionsmassnahme. Dürfen in einem Forst mehrere Generationen von Bäumen und viele verschiedene, für die Region geeignete Arten wachsen, ist die Brandgefahr oft geringer, weil diese Mischung für grössere Feuchtigkeit sorgt. Pflanzt man hingegen Monokulturen und erlaubt nur eine Generation, bleiben ganze Wälder über längere Zeit in einer Entwicklungsphase stecken, in der sie für Brände anfällig sind.
Wie funktioniert Feuermanagement?
In Nordamerika hat man viel Erfahrung mit «Feuermanagement» gesammelt. Zur Prävention von Bränden wird dort zum Beispiel viel mit kontrollierten Bränden gearbeitet: Das sind mit der Absicht, das sich ansammelnde Brandmaterial ohne Risiko zu verringern, gelegte Feuer. Wichtig ist, solche absichtlich gelegten Feuer dann zu entzünden, wenn der Wald gerade trocken genug ist, um in Bodennähe zu brennen, aber noch feucht genug, dass Kronen und Humusschicht unversehrt bleiben. Nur dann kann der Brand die gewünschten präventiven und ökologischen Effekte erzielen und gleichzeitig problemlos unter Kontrolle gehalten werden.
Kontrollierte Feuer legten bereits die indigenen Einwohner Nordamerikas. Dann kamen die Siedler und versuchten Waldbrände permanent zu unterbinden, weil sie die Bäume wirtschaftlich nutzen wollten. Die Folge war, dass sich Unmengen an Brandmaterial sammelten. Irgendwann entstanden riesige Brände. Dieser Effekt wird als «Feuerparadox» bezeichnet.
Mitte des 20. Jahrhunderts fand in Nordamerika ein Paradigmenwechsel statt: Die Einwohner erkannten, dass mit dem dauerhaften Unterbinden von Waldbränden die Feuergefahr wuchs. Also verringerten sie die Bekämpfung der Brände und nahmen das Feuermanagement auf. Dabei spielten kontrollierte Feuer eine wichtige Rolle. Inzwischen experimentiert man mit dieser Praxis auch in Portugal und Italien.
Wie ändert sich der Umgang mit Waldbränden in der Schweiz im Zeitalter des Klimawandels?
Allein durch die Erwärmung um zwei bis fünf Grad Celsius im Laufe des 21. Jahrhunderts werden sich die Bedingungen so stark ändern, dass es manchen Bäumen am heutigen Standort ungemütlich werden wird. Die steigenden Temperaturen sind aber nur das eine, die Veränderungen beim Niederschlag das andere. Gemäss regionalen Szenarien für die Schweiz werden die Wälder in Zukunft während der Vegetationsperiode mit weniger Wasser auskommen müssen. Der Stress durch starke Dürren wird zunehmen.
Bödmerenwald im Muotatal im Kanton Schwyz, mit über 600 Hektaren der grösste Fichtenurwald der Alpen, 1350–1680 m ü. M. (Bild: Gaetan Bally / Keystone)
Zu den Leidtragenden zählen voraussichtlich die Fichten und Buchen, was sich nach der Dürre von 2018 schon abzeichnet. Im Mittelland werden sie künftig nicht mehr zu Hause sein. In höheren Gebirgslagen wird es für die Fichte aber noch Räume geben, in denen sie gedeiht. Der Traubeneiche kommt der Wandel hingegen zugute – sie breitet sich unter den wärmeren Bedingungen aus.
Der Klimawandel läuft zurzeit rascher ab, als sich der Wald daran gewöhnen kann. Deshalb kann gerade in der Übergangszeit die Gefahr von Waldbränden wachsen. Aus diesem Grund muss der Mensch zu Hilfe kommen – und die Zusammensetzung der Wälder präventiv anpassen.
Die Methodik im Detail
Um die bewaldete Landesfläche der Schweiz zu zeigen, haben wir Daten des National Forest Inventory (NFI), eines Programms der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und des Bundesamts für Umwelt (Bafu), visualisiert. Dieser Datensatz stellt einen auf Fernerkundung basierenden Ansatz für eine landesweite Kartierung von Laub- und Nadelbäumen mit einer räumlichen Auflösung von zehn mal zehn Metern dar. Ein Datenpunkt macht also eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Fläche laub- oder nadeldominiert ist.
Daten zur Anzahl von Feuern, verbrannten Flächen und Ursachen stellt die WSL in ihrer Waldbranddatenbank zur Verfügung.
Die Wildland-Urban-Interface-Karte (WUI-Karte) mit den Daten der Waldbranddatenbank SwissFire stellt Gebiete dar, wo Gebäude und befahrbare Strassen in Berührung mit natürlicher Vegetation, ländlichen Gebieten oder Wäldern kommen. Im Alpenraum definiert man WUI etwas anders als in Nordamerika. Hier geht es um die Gebiete, in denen wegen der grossen Konzentration von Menschen und ihren Aktivitäten die meisten durch den Menschen verursachten Feuer entstehen. Für die Fläche, die als bedroht dargestellt wird (i. e. den Radius), haben wir einen Puffer von 100 Metern um Strassen und leicht zugängliche Gebäude (Gebäude 100 Meter von einer befahrbaren Strasse entfernt) berechnet. Wie gross der Puffer ist, hängt von den Merkmalen und der geografischen Lage des betreffenden Gebiets ab.
Um aktive Brände in Europa zu zeigen, haben wir mit Daten der Nasa gearbeitet. Dieser Datensatz verzeichnet Feuer, die mit einem Algorithmus des MODIS-Satelliten erkannt werden, der Infrarotstrahlung nutzt. Der Algorithmus untersucht jedes Pixel des Satellitenbildes und sortiert es in die folgenden Klassen ein: fehlende Daten, Wolken, Wasser, kein Feuer, Feuer, unbekannt. Der Algorithmus teilt folgende Situationen der Klasse «Feuer» zu:
– heftige Feueraktivität auf einem Teil der Pixelfläche;
– Feueraktivität, die sich über eine grössere Fläche erstreckt.
Wir haben von den Daten nur die «Hotspots» mit einem Konfidenzniveau von 80% und mehr ausgewählt.
Quellen
Telefongespräche mit Marco Conedera und Boris Pezzati, WSL.
«Der Schweizer Wald im Klimawandel: Welche Entwicklungen kommen auf uns zu?», Merkblatt für die Praxis, WSL, 2017.
«Leben mit Waldbrand», Merkblatt für die Praxis, WSL, 2010.
Marco Conedera: «Die Schweiz in Flammen? Klimawandel und zukünftige Entwicklungen der Waldbrände» in Mitteilungen der Naturforschenden Gesellschaft in Bern, 2014.
Wird die Waldbrandgefahr in Zukunft zunehmen? Boris Pezzatti et al., Bündner Wald 70, April 2017.
Trocken und brandgefährlich. Naturwald Akademie, 6. 6. 2019.