Stellvertretende Institutsleitung

Sekretariat

Anna Frerck
Institut für Internationale Waldwirtschaft und Forstökonomie

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ReWaLe

Projekt

 (c) Thünen-Institut/Peter Elsasser/Nils Ermisch

Quantifizierung und Regionalisierung der Werte von Waldökosystemleistungen in Deutschland

Die „Waldstrategie 2020“ (BMELV 2011) stellt fest, dass steigende Ansprüche an den Wald aus nahezu allen Bereichen (Nutzung, Schutz und Erholung) zukünftig Zielkonflikte in regional unterschiedlicher Ausprägung erwarten lassen. Um die verschiedenen Ansprüche in einer Gesamtabwägung bewerten, Rahmenbedingungen für eine bessere Ausschöpfung des Holzproduktionspotentials in Deutschland setzen und gleichzeitig den Nutzen von Schutz- und Erholungsleistungen sichern und ggf. erhöhen zu können, nennt die „Waldstrategie 2020“ u.a. als Lösungsansatz, die ökonomischen Bewertungsansätze der „TEEB-Studie“ auf die Ökosystemleistungen (ÖSL) des heimischen Waldes und der Biologischen Vielfalt anzuwenden, deren Werte zu quantifizieren sowie schließlich in Entscheidungsprozesse zu integrieren.

Hintergrund und Zielsetzung

Ziel der Arbeit ist, den ökonomischen Nutzen wesentlicher Ökosystemleistungen des Waldes in Deutschland in seiner jeweiligen regionalen Verteilung aus Nachfragesicht zu ermitteln und regionale Leistungs­schwerpunkte zu identifizieren. Dies wird zu einem konsistenten Gesamtmodell zusammengeführt, welches Szenarienanalysen alternativer Waldbehandlungen ermöglicht. Im Einzelnen werden die Leistungen für die Rohholzproduktion monetär bewertet, für den globalen Klimaschutz (über die Sequestrierung von Kohlenstoff), für die Erholung der Bevölkerung im Alltag, sowie Leistungen für Naturschutz und Landespflege, welche im Zuge der regulären Waldbewirtschaftung wie auch durch die Einrichtung separater Schutzgebiete aus Sicht der Bevölkerung entstehen.

Vorgehensweise

Zu diesem Zweck werden mit Hilfe vorliegender Bewertungsdaten, zusätzlicher regionalstatistischer Informationen sowie einer ergänzenden Primärerhebung regionalspezifische Bestimmungsgründe des monetären Nutzens der Ökosystemleistungen ermittelt und in verallgemeinerbare Bewertungsfunktionen für jede der Leistungen übersetzt. Diese Bewertungsfunktionen werden dann (im Sinne eines Benefit Transfers) mit einem Geographischen Informationssystem auf die Gegebenheiten in den regionalen Einheiten (i.d.R. Gemeinden) angewendet; die Ergebnisse werden auf Kreisebene aggregiert und kartiert. Durch Variation der Eingangsdaten werden schließlich  Auswirkungen veränderter regionaler Ausgangsbedingungen (z.B. veränderte Waldbehandlung) auf die Werte der Ökosystemleistungen sowie ihre Relationen simuliert.

Daten und Methoden

ReWaLe benötigt eine Vielzahl ökonomischer und ökologischer Daten für die monetäre Bewertung von Waldleistungen sowie für die Modellierung und die Szenarienanalysen. Teile dieser Daten müssen durch Bevölkerungsbefragungen eigens für das Projekt erhoben werden. Überwiegend aber kann ReWaLe auf bereits vorhandene Forschungsergebnisse des Instituts sowie auf externe Ergebnisse von Marktstudien, Waldinventuren, Waldzustandserhebungen und ökologischen Monitoringprogrammen zurückgreifen. Ein im Rahmen des Projektes entwickeltes Geografisches Informationssystem (GIS) dient der Zusammenführung und Analyse der Daten. Es unterstützt die Bewertungsstudien und die Interpretation ihrer Ergebnisse. Eine zweite Datenbank enthält in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlichte Ergebnisse relevanter Bewertungsstudien. Sie ist im Internet zugänglich.

Die aus den Daten abgeleiteten Zusammenhänge zwischen den sozioökonomischen und den ökologischen Rahmenbedingungen einerseits und den monetären Werten der betrachteten Waldleistungen andererseits werden mit Hilfe mathematischer Gleichungen beschrieben. Diese Gleichungen bilden den Kern des  Models. In Szenarienanalysen werden für jeden Landkreis in Deutschland die dort gegebenen Eingangsvariablen der Gleichungen entsprechend denkbarer politischer Entscheidungen verändert und die resultierenden ökonomischen Werte der verschiedenen Waldleistungen kartiert.

Ergebnisse

Zur Bewertung der Rohholzproduktion (Kapitel #2) wird das jährliche Brutto-Erlöspotential in den Gemeinden ermittelt (entsprechend dem „Produktionswert der biologischen Produktion“, bewertet zu Bruttoerlösen). Die Mengenbasis bildet der jeweilige baumarten- und wuchsgebietsspezifische Durchschnittszuwachs an Derbholz nach der aktuellen Bundeswaldinventur (BWI2012), der als nachhaltiges Nutzungspotential interpretiert werden kann. Dieses wird mit holzartengruppen-spezifischen Bruttoerlösen bewertet, wie sie aus dem Testbetriebsnetz Forst des BMEL hervorgehen. (Holzerntekosten werden nicht von den Bruttoerlösen subtrahiert, da auch die Holzernte aus der Ökosystemleistung finanziert wird und der Volkswirtschaft zugutekommt). Summiert über alle Gemeinden Deutschlands beträgt das jährliche Brutto-Erlöspotential im Status Quo 7,1 Mrd. €/a; regionale Schwerpunkte finden sich v.a. in den Mittelgebirgen, die durch ertragsstarke Baumarten geprägt sind, und im waldreichen Nordosten Deutschlands.

Die Bewertung der globalen Klimaschutzleistung (#Kapitel 3) erfolgt anhand der jährlichen Sequestrierung von Kohlenstoff. Sie wird ebenfalls über den Derbholzzuwachs quantifiziert, aus dem der Zuwachs an oberirdischer Baumbiomasse mit Hilfe von Expansionsfaktoren hochgerechnet wird. Im Modell kann sowohl der Brutto- als auch der Nettozuwachs bewertet werden. In der Standardvariante ist es der Nettozuwachs, welcher nach Abzug jedweder Abgänge in den jeweiligen Kohlenstoffspeichern verbleibt; er wird über Speicheränderungen bestimmt. Berücksichtigt werden dabei Waldspeicher, Holzproduktespeicher und stoffliche sowie energetische Substitution. Die Nettoänderung des Waldspeichers ergibt sich aus der Differenz zwischen jährlichem Zuwachs und jährlicher Holznutzung, die beide dem Rohholzmodul (und damit indirekt der BWI2012) entnommen werden. Die Nettoänderung des Holzproduktespeichers sowie die Substitution werden mit Hilfe des Klimarechners des DFWR bestimmt (DFWR 2018), der das eingeschlagene Holz je nach Baumart und Durchmesser auf Basis empirischer Durchschnittswerte über unterschiedliche Verwendungsbereiche mit jeweils spezifischen Verweildauern verteilt. Die monetäre Bewertung kann mit konstanten (=nicht orts- oder mengenabhängigen) Werten erfolgen, da der Einfluss der deutschen Wälder auf die Atmosphäre im globalen Vergleich mengenmäßig marginal ist. Die Standardvariante zieht dafür Marktpreise aus dem Europäischen Emissionshandelssystem (EU-ETS) heran, die als bester Näherungswert der realen Präferenzen von Bürgern und Entscheidungsträgern interpretiert werden (Schadens­kosten­schätzungen können für zusätzliche Sensitivitätsananalysen genutzt werden). In der Summe beträgt der jährliche Nutzen der Klimaschutzleistung der deutschen Wälder auf Basis des Netto-Zuwachses im Status Quo 2,1 Mrd. €/a. Die regionalen Schwerpunkte verteilen sich ähnlich wie bei der Rohholzproduktion; Unterschiede in den Mustern kommen lediglich durch die regional unterschiedliche Verteilung der Baumarten und deren jeweilige Holzverwendung zustande. 

Die Erholungsleistung im Wohnumfeld (Kapitel #4) wird mit Hilfe von Daten einer Contingent-Valuation-Studie von Elsasser & Weller (2013) bewertet. Die mittlere Zahlungsbereitschaft in den Gemeinden wird über das Verhältnis von Waldbesuchern und Nicht-Besuchern sowie deren jeweilige Zahlungsbereitschaften bestimmt; Waldbesucheranteile der Gemeinden werden dabei über eine Logit-Regression geschätzt. Es ergibt sich für den Status Quo eine durchschnittliche individuelle Zahlungsbereitschaft von knapp 30 €/p/a; hochgerechnet auf die Gesamtbevölkerung sind dies zwischen 2,0 und 2,4 Mrd. €/a (nur erwachsene bzw. alle Einwohner). Um dieses Gesamtaufkommen der Zahlungsbereitschaft auf die Wälder zu verteilen, wird aus der Häufigkeitsverteilung der unterschiedlichen Anreiseentfernungen eine allgemeine empirische Distanzfunktion geschätzt und daraus eine „Überlebensfunktion“ (i.e. eine inverse kumulierte Häufigkeitsfunktion) abgeleitet. Mit deren Hilfe werden die Zahlungsbereitschaften aus den Gemeinden auf die umliegenden Wälder verteilt, proportional zu deren jeweiliger Entfernung. Im Ergebnis zeigt sich ein regionales Verteilungsmuster, das sich deutlich von dem der Rohholzproduktion und der Klimaschutzleistung unterscheidet: Hohe Erholungsleistungen finden sich v.a. in größeren Städten und in deren Umfeld, wo die Nachfrage aufgrund hoher Bevölkerungsdichte groß ist, sowie in Gebieten mit geringer Walddichte, wo das Angebot an Walderholung knapp ist. 

Leistungen für Naturschutz und Landespflege (Kapitel #5) werden über eine eigene Primärstudie bewertet; für „integrative“ Leistungen (d.h. im Rahmen der regulären Waldbewirtschaftung) wird dazu ein Choice-Experiment verwendet, für „segregative“ Leistungen (d.h. die Ausweisung zusätzlicher Schutzgebiete) ein weiteres Choice-Experiment, sowie zur Kontrolle eine modifizierte Contingent-Valuation-Studie. Die unter den „integrativen“ Leistungen bewerteten Attribute sind u.a. die Artenvielfalt im Wald, das Verhältnis von Laub- und Nadelbäumen und der Anteil von Douglasien im Wald; im Falle der „segregativen“ Leistungen sind die Attribute die Flächengröße eines Schutzgebietes, seine Entfernung zum jeweiligen Wohnort, seine Betretbarkeit und die Frage, wieweit die Baumartenzusammensetzung des Gebietes vorab gesteuert wird. Aus diesen Experimenten stehen die individuellen Zahlungsbereitschaften für Veränderungen der jeweiligen Leistungen bzw. Leistungsattribute und ihre Abhängigkeit von den jeweiligen örtlichen Voraussetzungen als Ergebnis zur Verfügung (der Status Quo kann im Falle des Naturschutzes aus methodischen wie auch logischen Gründen nicht bewertet werden).

Diese individuellen Zahlungsbereitschaften werden anschließend mit den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten verknüpft, um auf die jeweilige regionale Bevölkerung hochgerechnet werden zu können. Im Falle der „integrativen“ Leistungen für Naturschutz und Landespflege (Kapitel #5.4) wird zur Bewertung der Artenvielfalt im Wald der avifaunistische Biodiversitätsindikator der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie herangezogen; da dieser nur als gesamtdeutscher Durchschnittswert verfügbar ist, wird eine Methode entwickelt, um den Indikator mit Hilfe von ADEBAR-Daten (Gedeon et al. 2015) in regionaler Differenzierung nachzubilden. Auch bei der Bewertung des Verhältnisses von Laub- und Nadelbäumen im Wald griffe eine einzelne Bewertungsfunktion für Deutschland insgesamt zu kurz, da die diesbezüglichen Präferenzen auch von der Baumartenausstattung am Herkunftsort abhängen; dieses Problem wird durch ein entsprechendes Interpolationsverfahren gelöst. Auf die Integration von Präferenzen in Bezug auf Douglasienanteile in das Modell wird dagegen verzichtet, weil die hierzu vorliegenden Ergebnisse widersprüchlich und wenig belastbar sind. In Bezug auf die Bewertung der „segregativen“ Leistungen (potentielle Schutzgebiete) ergibt der Vergleich der beiden verwendeten Bewertungsmethoden zunächst unerwartet hohe Übereinstimmungen (Kap. #5.3.3 und #5.3.4); für das Modell wird im Weiteren auf die Ergebnisse des Choice-Experiments zurückgegriffen. Da potentielle Schutzgebiete nur Teile der Waldfläche umfassen und ihre Lokalisierung vorab nicht feststeht, wird ein schematisiertes Verfahren entwickelt, mit dem sich die Verteilung der Schutzgebiete über die Fläche systematisieren lässt (Kap. #5.5).

Einige Beispielszenarien (Kap. #6) demonstrieren die Funktionsweise des Modells und informieren gleichzeitig über den Nutzen verschiedener derzeit diskutierter Ziele für die Waldbewirtschaftung. Eine moderate Steigerung des Buchenanteils um jeweils zehn Prozentpunkte zu Lasten der Nadelbäume (Szenario SzBu+10, Kap. #6.1) steigerte den Nutzen des Landschaftsbildes v.a. im Osten und Südosten der Republik, während etwa  ein Viertel aller Kreise (v.a. im Westen und Nordwesten) dadurch verlöre; per Saldo überwögen aber die Gewinne um 130 Mio. €/a. Dem stünden Verluste an Rohholzproduktion (in fast allen Kreisen) i.H.v. insgesamt 300 Mio. €/a gegenüber. Auch die Klimaschutzleistung nähme per Saldo um 21 Mio. €/a ab; hier gäbe es in zwei Dritteln aller Kreise Verluste, in einem  Drittel Zugewinne. Der Erholungswert verzeichnete keine Änderungen. – Eine komplette Wiederherstellung der ursprünglichen Artenvielfalt (SzA100, Kap. #6.2) erbrächte insgesamt einen Nutzen von 900 Mio. €/a. Besonders hoch wären die Zugewinne im Norden und Westen der Republik sowie entlang der Achse Dresden-Magdeburg. – Der Vergleich zweier Szenarien zur Verortung weiterer 285.000 ha der Waldfläche als Schutzgebiet (SzS55 und SzS51000) zeigt, dass eine möglichst gleichmäßige Verteilung vieler 5-ha-Schutzgebiete deutlich geringere Nutzengewinne bewirken würde als die Auswahl einer entsprechend geringeren Anzahl von 1000-ha-Gebieten. Annahme ist hier, dass die Gebiete weiterhin betreten werden könnten und keine Eingriffe in die existierende Baumartenzusammensetzung stattfänden. Im letzteren Fall betrüge der Nutzengewinn insgesamt 1,6 Mrd. €/a; ihm stünden Verluste an Rohholzproduktion i.H.v. 176 Mio. €/a gegenüber.

In der abschließenden Diskussion werden die Grenzen des Modells in Erinnerung gerufen und etliche Hinweise darauf gegeben, wie die jeweiligen Ergebnisse zu interpretieren sind; ferner wird diskutiert, welche möglichen Erweiterungen des Modells besonders sinnvoll und erfolgversprechend erscheinen. Im Anhang  wird zudem, als Beispiel für das politisch-praktische Anwendungspotential des Modells, ein Ansatz zur Honorierung der Ökosystemleistungen der Wälder skizziert, der regionenspezifische Leistungsunterschiede berücksichtigen kann.

  • Project brief 2020/24 (D) Peter Elsasser
    DOI:10.3220/PB1607428258000

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Ehemalige Thünen-Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
    (national, öffentlich)

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 9

  1. Elsasser P, Altenbrunn K, Köthke M, Lorenz M, Meyerhoff J (2021) Spatial distribution of forest ecosystem service benefits in Germany: A multiple benefit-transfer model. Forests 12(2):169, DOI:10.3390/f12020169
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 4067 KB
  2. Elsasser P, Köthke M, Dieter M (2020) Ein Konzept zur Honorierung der Ökosystemleistungen der Wälder. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 42 p, Thünen Working Paper 152, DOI:10.3220/WP1598533026000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 869 KB
  3. Lorenz M, Elsasser P, Altenbrunn K, Meyerhoff J, Köthke M, Hochgesand U (2020) Multitalent Wald: Rohholz als Ökosystemleistung. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 6 p, Thünen à la carte 8 - 1, DOI:10.3220/CA1608114292000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 4759 KB
  4. Elsasser P, Altenbrunn K, Köthke M, Lorenz M, Meyerhoff J (2020) Regionalisierte Bewertung der Waldleistungen. Hamburg: Thünen-Institut für Internationale Waldwirtschaft und Forstökonomie, 1 p, Project Brief Thünen Inst 2020/24, DOI:10.3220/PB1607428258000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 255 KB
  5. Elsasser P, Altenbrunn K, Köthke M, Lorenz M, Meyerhoff J (2020) Regionalisierte Bewertung der Waldleistungen in Deutschland. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 210 p, Thünen Rep 79, DOI:10.3220/REP1598274305000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 8057 KB
  6. Elsasser P, Altenbrunn K, Köthke M, Lorenz M, Meyerhoff J (2020) Spatial valuation of forest services in Germany. Hamburg: Thünen Institute of International Forestry and Forest Economics, 1 p, Project Brief Thünen Inst 2020/24a, DOI:10.3220/PB1607428679000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 202 KB
  7. Edens B, Elsasser P, Ivanov E (2019) Defining and valuing carbon related services in the SEEA EEA [online]. 39 p Discussion paper SEEA EEA Revision Working Group 4 Individual Ecosyst Serv 6, zu finden in <https://seea.un.org/sites/seea.un.org/files/discussion_paper_6_-_valuing_carbon_final.pdf> [zitiert am 25.09.2019]
  8. Elsasser P (2017) Monetäre Bewertung von Ökosystemleistungen: eine kritische Sicht auf einige Kritiken (Essay). Schweiz Z Forstwesen 168(1):14-20, DOI:10.3188/szf.2017.0014
  9. Elsasser P, Meyerhoff J, Weller P (2016) An updated bibliography and database on forest ecosystem service valuation studies in Austria, Germany and Switzerland. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 20 p, Thünen Working Paper 65, DOI:10.3220/WP1479222082000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 236 KB

Zeitraum

1.2016 - 11.2019

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: 22022614
Förderprogramm: FNR
Projektstatus: abgeschlossen