History of Fire in Land-Use Systems of the Baltic Region

History of Fire in Land-Use Systems of the Baltic Region: Implications on the Use of Prescribed Fire in Forestry, Nature Conservation and Landscape Management

Johann G. Goldammer

Fire Ecology and Biomass Burning Research Group,Max Planck Institute for Chemistry, Biogeochemistry Department,c/o Freiburg University, P.O.Box,D-79085 Freiburg, GERMANY

Paper presented at the First Baltic Conference on Forest Fires, Radom-Katowice, Poland, 5-9 May 1998


Abstract

1. Introduction: Fire in the History of Land-Use Systems in the Baltic Basin

2. Shifting Agriculture Methods: Examples from Germany

2.1 Coppice Forest Shifting Agriculture
2.2 High Forest Shifting Agriculture
2.3 Moor Burning
2.4 Use of Fire in Silvo-Pastoral Systems and in Silviculture

3. Slash-and-Burn Systems in Other European Countries

3.1 Sweden and Norway
3.2 Finland
3.3 Latvia, Lithuania, and Estonia
3.4 Russia

4. Heather Burning

5. Moor Burning

5.1 Historic Moor Cultivation
5.2 Burning Methods
5.3 The “Dry Fog”

6. Conclusions from European Fire History

6.1 The Post-World-War II Development
6.2 Current Changes of Paradigms in Nature Conservation

References


Abstract

In the history of land-use in the countries bordering the Baltic Sea fire has been an important element in forestry, agriculture and pastoralism. The use of fire has contributed to shape landscapes of high ecological and cultural diversity, e.g. heathlands, open grasslands, meadows, and swidden (shifting) agriculture sites. In the Nordic countries historic natural fires caused by lightning and burning practises have also significantly influenced the composition and structure of forest ecosystems.

The rapid socio-economic changes in the post-World War II Baltic Region led also to a change of land-use systems and landscape patterns, resulting in elimination of traditional burning practises. New air quality standards and the generally prevailing opinion by the government administrations that fire would damage ecosystem stability and biodiversity, led to imposing of fire bans in most European countries.

It is now becoming evident that the abandonment of traditional land-use methods resulted in the elimination of disturbances which have characteristically shaped many valuable landscape types and ecosystems.

Changing paradigms in ecology and nature conservation currently lead to the reconsideration of fire-exclusion policies in certain sectors of nature conservation, forestry and landscape management.

In this paper some examples are presented of the application of fire in historic land-use systems in the countries bordering the Baltic Basin.In the future the use of prescribed fire in sustainable ecosystem management must be considered.

 

1. Introduction: Fire in the History of Land-Use Systems in the Baltic Basin

Charcoal particles embedded in soils and lake sediments provide evidence of fire in land-use systems significant importance since the neolithic (e.g. Clark et al. 1988). Most important was the use of fire in swidden agriculture and shifting cultivation systems. All over Europe methods and goals were common and similar to those still practised today in the tropics (Montag 1990).

Evidence of regular burning in open heather and moor landscapes which was common in Belgium, Denmark, France, Germany, southern Sweden and Norway, is also found in the literature and archived documents since the Middle Ages (Goldammer et al. 1997b, Pyne 1997). In Germany burning systems were first documented in the Odenwald in 1290 and in the Black Forest in 1344. In the 18th and 19th Century slash-and-burn systems were expanding due to rapid demographic changes (population growth) associated with increasing social problems (poverty, lack of land and food supply).

In Germany during the 18th and 19th century slash-and-burn agriculture was practised in all mountain regions, e.g.:

  • South Germany and alpine countries: “Hackwaldwirtschaft, Reutberge und Reutfelder”

  • Sieger Land: “Haubergswirtschaft”

  • East of river Rhine: “Rottbüsche und Schiffelländereien”

  • Westphalia, Pommern, Austria, northern France/Belgium: “Röderwaldwirtschaft und Röderlandbetriebe”

  • Bavaria: “Birkenberge”

At the begin of the Industrial Revolution and the introduction of more efficient land-use technologies, including fertilizers and pesticides, slash-and-burn systems were more and more abandoned. However, in some countries slash-and-burn was still practised until the mid of the 20th Century. For instance, observations around 1900 in the Russian provinces (gouvernements) Olonetz, Nowgorod, Wologda, in northern Perm and Wjatha, and to a lesser extent in Pskow, St. Petersburg, and Ufa reveal that at that time ca. 43% of the cultivated land was on recently burned terrain (Heikinheimo 1916). In the German Black Forest in the vicinity of the city of Freiburg im Breisgau the swidden system of the “Reutebergwirtschaft” in 1950 was still practised on ca. 10.000 ha (Abetz 1955).

 

2. Shifting Agriculture Methods: Examples from Germany

Two main types of swidden agro-silvo-pastoral systems were distinguished in Germany and practised similarly in other European countries, the “Coppice Forest Shifting Agriculture” and the “High Forest Shifting Agriculture”.

2.1 Coppice Forest Shifting Agriculture

After clearcut of all stems the residues including litter and upper humus layer, and the herb-shrub fuels are burned to provide ash as fertilizer. Two main methods were applied:

Burning on heaps (“Schmoden” = “smouldering”)
All fuels were collected in small heaps which were covered by grass mats (swards) or soil (like a charcoal kiln). The smouldering combustion lasted ca. 2 to 3 days. The ash was distributed before seeding of agricultural crops.

Broadcast burning (“Überlandbrennen” = “over-land burning”)
The upper humus layer (sward) with herb-shrub layer was peeled. Under appropriate dry and windy weather conditions the dry fuels were ignited and burned with a surface fire. Coppices were protected by scraping the litter layer around the shoots.

Broadcast burning prescriptions were established by Chief Forester Eickemeyer (Hesse) in 1864. Among other he recommended:

  • Establishment of firebreaks between area to be burned and neighbouring stand (3 m distance to hardwood stands, 6-8 m to conifer stands)

  • Number of burning & safety personnel: 1 person per 1/2 ha to be burned

  • Burning against the wind (backfire) and downslope

The Forest Law of Baden of 1836 banned the use of broadcast burning because of the danger of escaping wildfires and damages of coppice shoots which often occurred.

The Agricultural Phase

Different types of crops were seeded depending on the burn date:

  • Early burns allowed summer seeding of wheat

  • Rye was used for winter seeding

  • Delay of seeding in the next spring would involve potatoes and oats. The agricultural phase was usually restricted to two years due to the regrowth of coppices

The Silvopastoral Phase

After ca. 8 to 10 years of forest growth the area was opened for cattle grazing.

The Forestry Phase

The total rotation period between clearcuts lasted between 15 and 20 years. Main species involved were oak, maple, birch, willow, beech, chestnut and pine.

In the 16th century a general tendency was observed that farmer prolonged the agro-pastoral phase at the expense of the forest production phase. Thus, the degradation of forests became visible, and the proportion of forest-depleted areas in many regions increased dramatically. Local decrees were issued which regulated the forest use.

Many forests recovered. But again in the 18th century the enormous population pressure lead to increasing slash-and-burn activities. This was the moment the forest services responded. In Rhineland-Palatia the Forest Service issued a decree that the agricultural period in the shifting cultivation cycle to be reduced to one year. Recovering forest areas furthermore had be fenced in order to protected from browsing wildlife and domestic cattle. Consequently, the depleted forest area recovered successively. In the early 19th century, however, two agricultural cycles were permitted again. The forest yield was generally better on non-burned coppice stands.

In many regions of the German landscapes the agro-silvopastoral shifting agriculture systems were conducted at local community level.

They were successively abandoned in the wake of the industrial revolution. The industrial needs of charcoal were replaced by coal, and even hardwood for railway sleepers were introduced from South America.

2.2 High Forest Shifting Agriculture

The shifting agriculture with high forest phase was usually called “Röderwaldbetrieb”, “Röder” or “roden” being the term for a non-forested area after clearcut. In the High Forest shifting agriculture mode the agricultural phase was much shorter than the forest rotation which – after planting of forest trees – usually ranged between 30 and 50 years.

The “Reutberge” of the Black Forest region (Southwest Germany) were usually clearcut and the non-utilized fuels burned downslope, a technique which was used in many European mountain regions. If the forest regeneration was not conducted properly, the slash-and-burn sites often degraded. Cattle trampling and erosion were the main drivers of site degradation. Around 1850 70,000 ha of “Reutberge” were actively managed, and in 1950 the area was still 10,000 ha. After World War II the rehabilitation of former degraded slash-and-burn fields was promoted by intensive reforestation campaigns.

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Fig.1. Oil painting of traditional swidden agriculture (“Reutebrennen”) in the Black forest region, Germany,  as practised until the mid of the 20th Century, Source: Archive, Fire Ecology Resaerch Group/Global Fire Monitoring Center.

 

2.3 Moor Burning

The swidden moor cultivation was very common in Northern Europe since the Middle Ages. Moorlands provided space for the steadily growing rural population. The fire cultivation involved draining, turf cutting and burning. Fire was needed to break down the rootmats of the moor layer which otherwise could not be used for sowing or planting. Another method was the burning with a fast-running surface fire which would not penetrated deeply into the organic layers (see para. 5).

2.4 Use of Fire in Silvo-Pastoral Systems and in Silviculture

The introduction of fire in standing forest for improving silvo-pastoral systems was common in some regions of Germany. Surface fires usually killed the thin-barked beeches, while old, thick-barked oaks survived. Under the wide-spaced oak stand this kind of burning practice produced open forest structures, dominated by oaks, and providing abundant grass-herb cover which provided grazing resources. Light-demanding oaks regenerated much easier than the shade-tolerant beeches, thus, both effects, the selective force of fire and the secondary consequences of open stands favoured the formation of large pure oak stands at the expense of the climax formation potentially dominate by beech.

Thus, the extremely valuable oak forests, e.g. in the Spessart region, are not “natural”: they are the result of the manifold impacts of humans in the cultural landscape (for details: see Goldammer et al. 1997a, b; Page et al. 1997).

While all the above-mentioned burning practices were driven by the agro-pastoral land users, foresters also began to develop their own views of the use of fire in forestry and silviculture.

In 1925 the German forester A. Conrad describes his experiences and hypotheses on the use of prescribed fire in a forestry journal, entitled “The Surface Fire as a Friend of the Forester” (Conrad 1925). He summarizes his thoughts on the use of prescribed burning for stimulation of natural regeneration of pine and spruce, to control dangerous forest insects during their different development stages in the forest litter and upper humus layers, and he even includes thoughts on the use of fire for fuel reduction as a preventive measure against high-intensity fires.

Many other German foresters had similar ideas (e.g., Müller 1929). However, they were never put into practice because of the prevailing dogmatic attitude towards fire which was considered as harmful and destructive to forests.

Today we recognize that the basic principles and prescriptions of prescribed burning, both within standing forests and outside of forests, have been formulated in Europe. The fire knowledge of farmers and foresters from Central and Northern Europe transmigrated to the New World where it was further developed and refined while Europe was in fire dormancy. Proposals and early test results on the use of prescribed burning in silviculture and fire management in Central Europe (e.g., Goldammer 1977, 1978, 1979) remained unnoticed until today.

 

3. Slash-and-Burn Systems in Other European Countries

3.1. Sweden and Norway

The botanist Linné in 1800 first described the slash-and-burn systems in Sweden, usually called “svedjebruk”. Forest trees were usually pruned (to man-height) in the first year, felled and burned after drying in the second year. Incompletely combusted tree stems were removed and later burned on piles. The site was then planted with rye, barley and turnip. Several years later invading birch trees took over the sites. This system was also found in Norway. Burning on sites with a thick raw humus layer usually improved site conditions so that the next forest generation was more vigorous and productive. For detailed information on the history of burning in Norway see Bleken et al. 1997. Comprehensive information on Sweden’s fire history is given by e.g. Bradshaw and Zackrisson (1990), Granström (1991, 1993), Page et al. (1997), Pyne (1997), and Niklasson (1998).

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Fig.2+3.  Revival of traditional “svedjebruk” practice in Northern Sweden. Photos: Hans Page, Fire Ecology Research Group/Global Fire Monitoring Center

 

3.2. Finland

In the first phase of the swidden agriculture era in Finland the more fertile forests dominated by broadleaved trees were burned in the vicinity of villages. In the 16th century, shifting cultivation began to be practised in central Finland – with a technique to cut down and burn mature stands of spruce. The new technique led to the wider adoption of shifting cultivation and also the spreading out of human settlement throughout the country.

A widespread method was ring-barking (girdling) of standing trees (perhaps as many as 300 per hectare). This was a preparatory stage in shifting cultivation in pine-dominated woodland areas. Ring-barking killed the standing trees. The drying-up of the trees and their roots made the raw-humus layer more porous. This in turn improved the outcome of the burning. Not all of the ring-barked trees were necessarily cut down.

The fallow period in turnip, barley and rye shifting cultivation was 20-40 years. A fresh opening would be made in a Grey Alder woods or a mixed woods that had been established by natural regeneration in the area. Fast-growing tree species did not take long to build up a sufficient amount of combustible woody material. Plots would be cropped for 1-2 years and then they would be left fallow and allowed to revert to forest.

Like in the central European forms of shifting agriculture, during the intervals between consecutive swidden operations, the plots of land would often serve as forest pastures for cattle husbandry. Grazing of farm animals hindered the forestation, as mere grass was not adequate to satisfy the nutritional requirements of the farm stock. The cows and horses would eat tree seedlings and lower branches and consequently swidden areas would develop into patchy forests. These areas would also be accessed for winter fodder for the cattle and horses and conifer branches as bedding. Collecting of conifer branches tended to reduce the survival of spruce. Fields and meadows had to be fenced, which consumed a lot of sapling and thus influenced the species composition of swidden areas.

Heikinheimo’s studies (1915) revealed that shifting cultivation in Finland was practised over more than 4 million hectares per year. By the beginning of this century, some 50 to 75 percent of Finland’s forest area had been exploited in this manner. In the eastern part of Finland, shifting cultivation was practised longer and more intensively than anywhere else in the country.

Shifting cultivation gave rise to conflicting opinions. It was a necessity for the livelihood of the rural population. Nevertheless, the government authorities were worried because of it. On the other hand, already in the 19th century it was feared that loss of forest cover because of shifting cultivation would lead to a cooling of the climate and to Finland becoming unsuitable for human settlement. Another, more urgent cause for concern involved the rising economic significance of forests. Sawtimber and timber for mining were becoming increasingly important. Concern over the loss of the country’s forest resources culminated in inviting of the German forestry expert von Berg in 1858 to come and report on the state of Finland’s forests.

The report gave a very gloomy view of the forests in areas of intensive shifting cultivation. Moreover, tar distillation, a practice that destroyed the best trees, had created large areas of dismal landscape, especially in western Finland. The forests in the vicinity of villages were all-aged woods of pine, hardwoods and mixed species. Shifting cultivation had already made it difficult to find firewood or timber for building and construction near villages.

Legislation was passed in an endeavour to safeguard timber for industrial needs. A bill passed in 1734 made it compulsory for farmers to have a licence before they could burn over forests. But it was not until the end of the century that this regulation began to have a real effect in the heartland of shifting cultivation. The Private Forest Act of 1929 still permitted the practice of shifting cultivation, but only in places where it could be defended as being a sensible practice.

In addition to influencing the availability of timber, shifting cultivation had a major influence on the landscape, the cycling of soil nutrients and regional biodiversity. It also influenced the nutritional status of inland waters and the species composition of the forests. The results of the first national forest inventory, conducted in 1921-1923, showed that 50-60 % the forest land in south-eastern Finland was covered by woodlands less than 40 years of age. Broadleaved species accounted for nearly half of the forest area with the share of spruce being only 12-15 %. The most recent inventory conducted in the same part of the country, and completed in 1988, revealed that spruce and pine amount to 40 % each with broadleaves making up the remaining 20 %. This shows that, following the demise of shifting cultivation, Finland’s forests have experienced a significant increase in the proportion of spruce.

Prescribed Burning in Finland
With the end of the era of shifting cultivation in the early part of this century, methods derived from this practice began to find use in the regeneration of under-productive forests. Burning of logging waste and the raw humus layer was recommended as a means of promoting the natural restocking of regeneration sites. Broadcast-seeding-on-snow in spring, with prescribed burning preceding it, found widespread use in the 1920s. Prescribed burning in those times amounted to approx. 8,000 ha per year. With time, however, this method’s popularity declined; in the 1930’s, the annual area burnt in this manner was only a few hundred hectares a year.

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Fig.4. Silvicultural burning in Finland as seen by an artist in the late 19th Century. Source: Archive, Fire Ecology Resaerch Group/Global Fire Monitoring Center.

Prescribed burning enjoyed a comeback after World War II and the peak of over 30,000 ha was reached in the mid-1950’s. It was particularly useful in assisting with the regeneration of northern Finland’s spruce stands to pine, characterised by their thick layer of raw humus. However, this prescribed burning’s second coming came to an end in the latter half of the 1960s when it was replaced by mechanized site preparation. The area annually treated fell to 500-1000 ha a year and stayed at that level up to the recent past.

The reasons behind the decline in prescribed burning have primarily been technical. The success of prescribed burning depends on weather conditions and this leads to difficulties in organising the operation. The risk of fire getting out of control, the increasing popularity of mechanised site preparation, the risk of nutrients being leached from the soil, and the increased risk for fungal or insect epidemics in the dense young pine stands are the most common forest regeneration problems associated with prescribed burning.

Prescribed burning has many advantageous influences on the physical, chemical and biological properties of the soil. It also affects forest succession and biological diversity (Annila 1993). These advantageous effects depend on site fertility and the intensity of the fire.

Prescribed burning is recommended for application on moist and dryish mineral soils with sufficient stores of soil water. On more fertile sites, prescribed burning can reduce the availability of phosphorus. The nitrogen released from burning organic matter is lost entirely into the atmosphere and consequently the stores of nitrogen in the forest are reduced. This loss of nitrogen is not, however, fatal for the development of new forest growth, because only a small proportion of the nitrogen stored in forest soils is in a mineralised form. Prescribed burning has an advantageous influence of the pH of the humus layer, which may rise by 1-2 units and stay there for several decades. The rise in pH in the uppermost mineral soil layer has been modest.

Artificially regenerated forests by planting or seeding in Finland currently amount to slightly more than 4 million ha. Since the total productive forest area is approx. 20 million ha, artificially regenerated forests represent 20 % of the whole. Following soil scarification, regeneration sites produce an abundance of naturally arisen conifer and hardwood seedlings, and these develop into mixed woods (Parviainen 1988). Over a period of 80-90 years, prescribed burning has been applied on a total of 0.5 million ha. This corresponds to 12% of Finland’s artificially regenerated forests and 2-3% of the total forest area.

3.3. Latvia, Lithuania, and Estonia

Slash-and-burn agriculture was less common in Latvia and Lithuania because 85% of the forests were government-owned, and forestry was supported. However, the use of fire is well documented. In Lithuania forests were cut and the woody material was transported to the field and burned. In Latvia woody material was burned in rows; report from 1795 reveal that heap burning was preferred on poor soils. In Estonia the wood of alder was preferred material for burning on the fields and distribution of ash for fertilizing.

3.4. Russia

Observations around 1900 in the Russian provinces (gouvernements) Olonetz, Nowgorod, Wologda, in northern Perm and Wjatha, and to a lesser extent in Pskow, St. Petersburg, and Ufa reveal that at that time ca. 43% of the cultivated land was on recently burned terrain (Heikinheimo 1915).

Shifting cultivation methods were very similar to the techniques used in the Fennoscandian region; the consequences of the swidden system on forest species composition was also very similar. Swidden agriculture in Russia is documented since the year 946.

 

4. Heather Burning

The extended Calluna heather regions stretches within the temperate-wet climate belt of Northwest Europe between Great Britain, Ireland, Southern Norway and Sweden, Denmark, Northwest Germany, the Netherlands, Northern Belgium and France. Natural climax vegetation under the climate and site conditions would be mixed oak-beech, beech, or mixed oak-birch forests.

The main human influence on these sites was the intensive utilization of wood, mowing, sheep grazing, litter and sward cutting, peaking between 1800 and 1850. Heather burning was common in all the regions mentioned, particularly in Great Britain.

The main reason for burning was the need to replace overmature heather which becomes moribund after 14 to 16 years by freshly regenerated plants. The release of nutrients stimulates heather growth, as well as the fire temperatures which assist in seed cracking. Broadcast burning was often done first, followed by the removal of the grass-root sward which was then burned separately.

Heather burning was often a cause of wildfires which escaped into forests. Consequently, first forest protection regulations were issued which required to obtain a burning permit from the forest authorities, such as in 1651. After the decline of sheep production in the 19th and 20th centuries the heathlands are considered as important floristic refugia and landscape elements which need to be protected from succession towards climax forest.

 

5. Moor Burning

5.1 Historic Moor Cultivation

In the 18th century the landscape of Northern Germany was dominated by large uncultivated bogs and swamps. In 1770 about 1/7 of the total area of Niedersachsen was uncultivated bogs. The common people were afraid of these ‘dark and wild’ places and tried to stay away from these areas, which were perceived to be haunted. But with the population growth of the end of the 18th century, people were forced to enlarge the area under production and started to cultivate these areas. To fulfil their plans they began to burn the bogs.

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Fig.5. Moor burning in Friesland around the turn of the century. Smoke from these land-use fires sometimes covered large areas of Europe. Source: Archive, Fire Ecology Research Group/Global Fire Monitoring Center.

 

5.2 Burning Methods

The chosen plots for the new settlement must first be drained and levelled of. This work was done in autumn with the establishment of ditches which were laid out in such a way that the plot was divided into long narrow strips. The purpose of this work was to dry out the plot for further treatment. In spring of the following year, the upper organic layer of the bog was removed with big hoes, and the duff was cut out in quadratic clods. If the year was very wet this work was done in early autumn. In these wet years the ground had to be broken up several times.

In May work requiring strong men began: the clods had to be thrown and stacked into little piles. Thereafter these piles of stacked and dried clods were ignited. As soon as the material was half-burned, the still burning pieces were distributed against the wind all over the field. The fire had to burn for several days at calm weather for several days. It was very important that the fire be watched over so that it did not penetrate the deeper organic layers. The bog area only had to burn slightly or, in other words, smoulder. This work was extremely strenuous and the workers’ clothes were covered with ash and dust, while their eyes were constantly a shade of red during the burns.

The burning of the bog began mainly in mid-May and ended in June. The drying of the organic material and the heat caused the normally barely accessible plant nutrients of the bog to break up enabling the cultivation of oat and buckwheat on the freshly burned fields, without fertilization.

The burning of the bogs was however not possible on the same plot year after year, over a longer period of time. In general a single plot was burned and tilled over a period of six to seven years. After the cultivation period a fallow period of 20 years was necessary. For this reason shifting cultivation was practised, where thereafter a neighbouring plot was used for the next 6 to 7 years, after which new land was then cultivated.

The burning of bogs was first noted in the year 1583. At that time the regional administrator (Drost) of the Emsland enacted a strict ordinance against this kind of “cultivation”.

In 1669 similar ordinances existed in the counties of Oldenburg and Delmenhorst. In 1720 the following was written: “In the Emsland the farmers are not willing to desist burning the bogs. They rather would pay the fine and continue to burn.”

The first stimulus for the agricultural use of the moor came from the Netherlands. The upper organic layer of the moor was used for peat production and afterwards the dismantled moor was cultivated (“Fehn” cultivation).

Burning practices were introduced as well from the Netherlands to Eastern Friesland and spread from there throughout northwest German bog areas.

5.3 The “Dry Fog”

The burning of the bogs had an oppressive effect on the northwest German areas, even in areas far away. This effect, the “smell of burning” was known under the term “High Smoke”. What is “High Smoke”? Why was the smoke of the bogs called “High Smoke”?

The bog researcher Racke wrote: “The dark, thick and heavy, evil-smelling smoke covered the land for miles. In the spring often in the shape of a high dark wall, it rapidly gathers like a storm-cloud and covers the sun so that it looks like a dim disc. At more favourable conditions the smoke escapes, and the longer it travels the weaker it gets, ending as haze, carried into areas far away as Hungary or Southern France. In Germany this phenomenon is called “Heerauch”, “Haarrauch”, “Höhenrauch” and is hardly liked. Public opinion made it responsible for all sorts of damage. It is said that it drives away rain. The farmers of the “Alte Land” said that it damages the blossoms of fruit trees, and that it should even drive melancholical people to suicide.” For years the inhabitants of countries far away from the actual bog burns were puzzled over the origin of the recurring smoke. The French, for example, thought that the “brouillard sec” was dried fog. The English called the bogsmoke “dry fog”. The puzzlement did not stop:

In 1657 the bog burnings began on 6 May in Northern Friesland carried by strong easterly winds. Already on the next day the smoke had reached Utrecht, and a little bit later had changed direction, passing Leeuwarden towards Den Helder reaching the sea on 15 May. There, the wind changed suddenly northwest and drove the bog smoke back, so that on 16 May it had reached Utrecht and Nijmwegen again. At the same time the smoke was also noticed in Hannover, Münster, Köln, Bonn, and Frankfurt. On 17 May the smoke reached Vienna, on the 18th May Dresden and Krakau on 19 May.

 

6. Conclusions from European Fire History

We recognize that fire has been used since hundreds and thousands of years in the European landscape. The physiognomy of fire was very similar to what we see in the tropics today. Even the smoke problems arising from large-scale fire use were similar at a time when European societies were growing and when forests and wildlands were transformed to agricultural lands. The two tropical countries Indonesia and Brazil, to name the most prominent smoke sources of 1997-98, are nations in transition from forest countries to modern agrarian and industrial societies. The difference between the tropics and temperate and boreal Europe, however, is the fact that the tropical soils in most cases are not able to carry sustainable agriculture and plantation systems, and indiscriminate burning has ore detrimental impacts of biodiversity and vegetation stability than it has in Europe. In this regard, the tropics are in a general disadvantaged situation.

Back to Europe: We recognize that patterns in vegetation structure and the very typical landscape elements in Europe have been shaped by intensive land use in which fire had played a significant role.

6.1 The Post-World-War II Development

Basically the development after the Second World War brought the end of slash-and-burn agriculture and the use of open burning. In addition, the exodus of rural population led to increasing use of machinery, pesticides and fertilizers.

For many years the official nature conservation administration believed that nature conservation in our latitudes would be equal to complete protection, i.e. absence of all human interferences. Thus, burning banned by nature conservation laws, by regulations on waste disposal or by air quality regulations.

Already in the 1970s biologists and ecologists began to think about the restoration of traditional land-use methods or “disturbance processes” in order to maintain the old cultural landscapes. The concept behind this idea was that in the old agricultural and pastoral systems which were less or not intensively managed, the plant biomass production was higher than the natural decomposition. Thus, fire seemed to be an appropriate solution to keep these systems dynamic and open.

The Calluna heathlands were a very visible example. Overmaturing and moribund heather began to change the large parts of this typical open and species-rich landscape which began to reconvert into forest.

First investigations in the 1970s looked at different treatments for theses endangered ecosystems (Tab.1).

 

Tab.1. Impacts of different treatment methods of heather regeneration (Muhle 1974)

Treatment Heather Regeneration Control of Bush and Tree Encroachment Nutrient Status Sward
(raw humus)
Cutting Positive but slow Efficient High nutrient depletion Mowing Positive but slow Not efficient Moderate nutrient depletion Mulching Positive Mostly efficient Increase of litter layer Rotary Tilling Unknown Unknown Mobilization of Nutrients Burning Positive Efficient Depletion of C, N and S

 

6.2 Current Changes of Paradigms in Nature Conservation

Since a couple of years a new trend in nature conservation, landscape management and forestry in Europe is observed. A new generation of young scientists and officials in the public administrations, the forest services, and the universities, and an increasing number of activists in non-government organizations are taking over responsibilities. They all went through the modern school of ecology, and they are more aware of the importance of natural and human-induced disturbance processes in the management of our lands. At present new initiatives are coming up to restore fire as a dynamic and vital element to maintain the cultural and ecological heritage as expressed in the formation of landscapes and biodiversity patterns.

It was only about two years ago that ecologists and nature conservationists in Germany began to think about restoring the use of fire in those landscapes that had been treated with fire historically and which were threatened by the exclusion of all disturbance. In Germany a “fire revolution” swept over the offices of the public administrations and the media. While local farmers are still punished for the illegal use of fire, the ecologists and fire scientists began to sort out the pros and cons of restoring fire in maintaining biodiversity and landscape aesthetics. Within less than a year four scientific workshops were held at the State Academies for Nature Conservation in Lower Saxony, Hesse, and Baden-Württemberg, and finally, in August 1997, the Federal German Nature Conservation Academy held a workshop on “Restoration of Dynamic Processes in Nature Conservation”, in which fire played a key issue. In 1997 the first large prescribed burning research program began in the State of Baden-Württemberg, aiming to investigate the use of prescribed burning in the management of hedge and slope terrain in the viticulture region of Southwest Germany. The use of fire to maintain or restore grass cover, a habitat for endangered flora and fauna, is the objective of a program which is driven by the dramatically increasing costs for subsidized landscape gardening and the fact that many of the vulnerable sites have been lost to the succession towards bush and tree cover. For more details on prescribed burning see the proceedings of the Workshop “Fire in Nature Conservation” of the Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (1997).

The changing paradigm in nature conservation in Germany is clearly visible. The signals emitted by nature conservation fires clearly show that the fire ban imposed on German landscapes in the mid-1970s cannot be kept any longer. The solutions, however, must consider the manifold sensitivities of an industrial society, in which a high awareness on environmental issues determines day-to-day politics.

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Fig.6. Prescribed fire experiment in the Kaiserstuhl viticulture area, Southwest Germany: First experiments in January 1998. Photo: Fire Ecology Research Group/Global Fire Monitoring Center.


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Feuereinsatz im Naturschutz in Mitteleuropa – Ein Positionspapier

Feuereinsatz im Naturschutz in Mitteleuropa – Ein Positionspapier

Johann Georg Goldammer 1, Hans Page 1 und Johannes Prüter 2

1

Max-Planck-Institut für Chemie, Abteilung Biogeochemie, Arbeitsgruppe Feuerökologie, c/o Universität Freiburg, Postfach, 79085 Freiburg
2 Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz, Hof Möhr, 29640 Schneverdingen

 

Goldammer, J.G., J.Prüter und H.Page. 1997. Feuereinsatz im Naturschutz in Mitteleuropa. Ein Positionspapier. Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz, Schneverdingen, NNA-Berichte 10, Heft 5, 2-17. ISSN 09 35-14 50


1. Einleitung

2. Zur Feuergeschichte Mitteleuropas

2.1 Feuer in prähistorischer Zeit
2.2 Feuer in historischer Zeit
2.3 Feuerökologische Forschung im 20. Jahrhundert

3. Ökologische Auswirkungen des Feuers

3.1 Auswirkungen auf den Boden
3.2 Auswirkungen auf die Vegetation
3.3 Auswirkungen auf die Fauna
3.4 Auswirkungen von Vegetationsverbrennung auf die Atmosphäre

4. Gesetzliche Rahmenbedingungen

5. Feuer-Management

5.1 Die Technik des Feuereinsatzes
5.2 Der Feuereinsatz im Vergleich zu anderen Pflegemethoden
5.3 Möglichkeiten des Feuereinsatzes in Mitteleuropa bzw. in Deutschland

6. Öffentlichkeitsarbeit

7. Forschungsbedarf und Perspektiven

8. Ausblick

9. Zusammenfassung

Literatur


1. Einleitung

In den vergangenen drei Jahrzehnten ist in der modernen Ökologie ein stetig ansteigendes Interesse an der Erforschung der Rolle des Feuers in der Struktur und Dynamik von Ökosystemen zu verzeichnen. Die Öffnung und Erleichterung der Zugänglichkeit vieler Länder der Tropen und Subtropen und jüngst auch des östlichen borealen Eurasiens und die Internationalisierung der feuerökologischen Grundlagenforschung haben einen bislang nicht erreichten Wissensstand ermöglicht, der sich in einer großen Anzahl an Einzelarbeiten, Monographien sowie regionalen und globalen Analysen niederschlägt. Die einschlägige Fachliteratur beziffert sich mittlerweile auf einige Zehntausend Veröffentlichungen über Grundlagen des Auftretens und Verhaltens von Vegetationsbränden und die Auswirkungen des Feuers auf Ökosysteme, Atmosphäre und Klima.

Auch in Mitteleuropa kam es im Verlauf der letzten Jahrtausende immer wieder zu Vegetationsbränden, die auf die nacheiszeitliche Landschaftsgeschichte Einfluß genommen haben. Diese Feuer waren zunächst wohl teilweise natürlichen Ursprungs, und deren Bedeutung verringerte sich mit der zunehmenden Besiedelung und Urbarmachung des Raumes durch den Menschen. Spätestens seit dem Subatlantikum ist davon auszugehen, daß der menschliche Einfluß gegenüber den Blitzschlagfeuern überwiegt. Mit Beginn der Jungsteinzeit wurden hier Brandrodung und Wanderfeldbau betrieben. Spätestens ab dem Mittelalter wurde in offenen Landschaften, wie beispielsweise in Heide- und Moorgebieten, im Rahmen kontinuierlicher Landnutzung regelmäßig gebrannt. Das Bild der historischen Kulturlandschaft wurde bis in die Mitte dieses Jahrhunderts hinein durch das Feuer entscheidend mit geprägt.

Mit fortschreitendem Rückzug traditioneller Landnutzungsformen aus der mitteleuropäischen Landschaft und mit zunehmender Technisierung der Landwirtschaft geriet Feuer als Instrument gezielter Flächenbehandlung mehr und mehr in Vergessenheit. Diese Entwicklung wurde durch die Naturschutz- und Abfallbeseitigungsgesetze aus den 1970er und 80er Jahren verstärkt, die darauf abzielten, den Feuereinsatz im ländlichen Raum weitgehend zu unterbinden. Auch eine Reihe von wissenschaftlichen Arbeiten und durchaus öffentlichkeitswirksame Fachtagungen, die Symposien “Feuerökologie”, die vom Forstzoologischen Institut in Freiburg zwischen 1977 und 1989 veranstaltet wurden, konnten diese Entwicklungen in Deutschland nicht spürbar beeinflussen. In den praktischen Fragen zum Feuereinsatz in der Natur- und Landschaftspflege in Deutschland blieb es bis in die jüngere Zeit still. Im Bereich der Waldbrandverhütung und -bekämpfung wirkte sich das Trauma der Großwaldbrände in Niedersachsen von 1975-76 allerdings tiefgreifend aus, und es kam zu einer Reihe von organisatorisch-technischen Verbesserungen auf diesem Gebiet.

Gezielter Feuereinsatz überlebte – von wenigen Ausnahmen abgesehen – auf einigen Truppenübungsplätzen. Wenn es hier auch eher darum ging, Wildfeuer im Vorfeld zu unterdrücken und offene Schießbahnen zu erhalten, so sind es nicht zuletzt die zunehmenden Erkenntnisse aus diesen Naturräumen, die heute Anlaß zum Umdenken geben. Verstärkt wird ein Umdenken derzeit durch zweierlei Entwicklungen. Zum einen sind in den vergangenen zwei bis drei Jahrzehnten eine Reihe von schutzwürdigen Flächen mangels einschlägiger Kenntnis der Bedeutung von Störungsdynamik von Ökosystemen falsch behandelt worden. Der Zustand dieser Flächen ist durch Sukzession, Überalterung und Artenverarmung gekennzeichnet. Zum anderen werden derzeit angesichts knapper öffentlicher Kassen die Pflege- und Erhaltungsmaßnahmen in solchen Landschaftsteilen zunehmend kritischer betrachtet.

Vor diesem Hintergrund veranstaltete die Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) im Oktober 1996 in Zusammenarbeit mit dem Naturschutzzentrum Hessen e.V. und der Arbeitsgruppe Feuerökologie und Biomasseverbrennung des Max-Planck-Institutes für Chemie (Abteilung Biogeochemie, Arbeitsgruppe Feuerökologie und Biomasseverbrennung) in Schneverdingen eine Fachtagung zum Thema Feuereinsatz im Naturschutz. Ziel der Veranstaltung war es, die Diskussion um das Für und Wider des kontrollierten Brennens, beispielsweise auf Heiden, Mooren, Trockenrasen und Brachen, neu zu beleben und mit einer aktuellen fachlichen Grundlage zu versehen. Ein NNA-Bericht mit den Tagungsbeiträgen ist in Vorbereitung.

Mit diesem Positionspapier soll auf der Grundlage der Tagungsergebnisse und der vorhandenen Literatur der aktuelle Diskussions- und Kenntnisstand über Feureinsatz im Naturschutz in Mitteleuropa bzw. in Deutschland zusammengefaßt werden. Damit soll eine fachliche Basis geschaffen werden, von der aus über praktische Fragen des Feuereinsatzes begründet entschieden werden kann. Abschließend werden Wissenslücken und Forschungsbedarf aufgezeigt.

 

2. Zur Feuergeschichte Mitteleuropas

Natur- und kulturgeschichtliche Quellen aus Mitteleuropa können wichtige Hinweise auf die Bedeutung des Feuers in der Landschaftsentwicklung in historischen Zeiträumen geben. Sie ermöglichen ferner, aus der geschichtlichen Bedeutung des Feuers heraus Rückschlüsse auf die aktuelle Situation verschiedener Ökosysteme zu ziehen und langfristige Entwicklungen von Lebensräumen in unserer Kulturlandschaft zu verstehen.

Die Auswertung schriftlicher historischer Quellen bietet dafür eine gute Möglichkeit, die bislang bei weitem noch nicht ausgeschöpft ist. Mit ihrer Hilfe lassen sich für den Zeitraum seit dem Mittelalter relativ genaue Aussagen über Ursache, Ausmaß und Bedeutung des Feuers in Landnutzung, Brauchtum und sogar Glauben machen (Freudenthal 1931, Goldammer 1978, Pyne 1995, Pyne 1996). Die schriftlichen Zeugnisse werden jedoch bei zunehmendem Alter lückenhafter und müssen durch indirekte Methoden der Rekonstruktion historischer Feuernutzung ersetzt werden. Diese lassen jedoch nur Analogieschlüsse zu und sind bei weitem nicht so umfassend und genau wie schriftliche Aufzeichnungen.

Die wichtigsten Methoden sind hierbei jahrringanalytische Untersuchungen an Bäumen oder Baumstümpfen mit Brandwunden und Holzkohleanalysen aus Seesedimenten und Torfschichten. Jahrringanalysen können in Mitteleuropa allerdings keinen vergleichbar großen Platz bei der Rekonstruktion der Feuergeschichte einnehmen, wie vergleichsweise in Waldländern der weniger intensiv bewirtschafteten Regionen der Erde. In Deutschland gibt es praktisch keine Waldreste mit ausreichend alten Bäumen, die Brandwunden aufweisen, wie sie vergleichsweise noch in den nordischen Ländern zu finden sind.

Hingegen sind Bohrkerne aus Seesedimenten und Torfschichten im Zusammenhang mit der pollenanalytischen Rekonstruktion der nacheiszeitlichen Vegetationsentwicklung bei uns ein brauchbares Hilfsmittel. Ihre Ursprünge und Datierungsfähigkeit reichen vom Ende des Mittelalters bis weit in die vorgeschichtliche Zeit zurück und stellen heute die wichtigste Quelle dar, die Bedeutung des Feuers in der prähistorischen Landschaft zu rekonstruieren. Leider wurden bisher die bei Pollenuntersuchungen regelmäßg gefundenen Holzkohlepartikel kaum in Hinblick auf Landnutzungs- und Störungsgeschichte interpretiert. Erst in jüngster Zeit gibt es einige einschlägige Untersuchungen, die hier kurz vorgestellt werden sollen.

2.1 Feuer in prähistorischer Zeit

Aufgrund der Klimaschwankungen während des Holozän änderten sich auch die Rahmenbedingungen für Vegetationsbrände. Dabei galt auch die verallgemeinbare Tendenz, daß es bei trocken-warmem (kontinentalem) Klima zu häufigeren Vegetationsbränden kommt (s.a. Baumgartner et al. 1967, Langholz & Schmidtmayer 1993, Granström 1994). Das gilt sowohl für Brände, die durch Blitzschlag entstehen, als auch für solche kulturellen Ursprungs. Allerdings lassen sich die genauen Ursachen der prähistorischen Brände heute nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit differenzieren.

Aus der Untersuchung von Holzkohlepartikeln und Pollen eines Sedimentprofils des Schleinsees, der einige Kilometer nördlich des Bodensees liegt, gewannen Clark et al. (1989) Erkenntnisse über die Bedeutung der Faktoren Feuer und Siedlungsgeschichte auf die nacheiszeitliche Vegetationsentwicklung in Süddeutschland. Die ältesten Schichten des Bohrkerns wurden mit Hilfe der Radiocarbon-Methode auf das achte Jahrtausend v. Chr. datiert und reichen damit bis in die nacheiszeitliche frühe Wärmezeit (Boreal) zurück, in der die Vegetation Mitteleuropas von ausgedehnten Kiefern und Birkenwäldern dominiert wurde. In dieser Zeit fand eine mäßige, aber regelmäßige Holzkohleakkumulation statt, die auf periodisch wiederkehrende Brände schließen läßt, wie sie für die borealen Waldländer heute noch charakteristisch sind (Goldammer & Furyaev 1996). In der anschließenden Haselzeit (7500 bis 5400 v.Chr.) gingen die Holzkohlefunde dann deutlich zurück, um anschließend zu Beginn der Eichenmischwaldzeit wieder stark anzusteigen. Das legt die Vermutung nahe, daß das Feuer eine bedeutende Rolle beim Vegetationswechsel zur Eichenmischwaldzeit gespielt hat. In der Zeit von 5300 bis 3800 v. Chr. konnte ein Feuerintervall von ungefähr 250 Jahren ermittelt werden.

Um 3700 v.Chr. ist ein steiler Anstieg in der Holzkohlenakkumulationsrate festzustellen, deren Ursache Clark et al. (1989) im Zusammenhang mit der neolithischen Brandrodungstätigkeit in den Altsiedelgebieten sehen. Zu Beginn der Bronzezeit geht die Holzkohlenakkumulation stark zurück und verschwindet nahezu vollständig in den jüngeren Schichten. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen zwei Untersuchungen von Berli et al. (1994) und Tinner & Amman (1996) aus der Schweiz.

Schwaar (1988, 1989) untersuchte mit Hilfe von Moorsedimenten die Vegetationsgeschichte des norddeutschen Raumes in der Nähe eines mesolithischen Fundplatzes im Bremer Blockland. Auffällig war dabei ein sehr hoher Birkenpollenanteil zur Zeit des Boreals, obwohl von den klimatischen Bedingungen her die Kiefer hätte begünstigt sein müssen. Er vermutet als Ursache eine Brandsukzession, in der sich die Birke als Pionierbaumart auf jungen Brandflächen stark ausbreiten konnte. Das entspricht einer Brandsukzession, wie sie für die heutigen borealen Wälder typisch ist. Zu Beginn des Atlantikums gehen die Kiefernpollen dann stark zurück, während gleichzeitig die Pollen von Calluna vulgaris massiv zunehmen. Außerdem wurden Holzkohlereste in den entsprechenden Torfschichten gefunden. Dies deutet darauf hin, daß es Brände größeren Ausmaßes gegeben haben muß, die den Wald längerfristig auflichteten und günstige Wuchsbedingungen für Callunaheiden schufen. In diesen lichten Wäldern gab es dank eines hohen Äsungsangebotes vermutlich günstige Lebensbedingungen für das Wild, und der mesolithische Mensch fand gute Jagdmöglichkeiten vor. Die für das Atlantikum typischen Eichenmischwälder waren ansonsten eher geschlossen und boten nur eingeschränkten Lebensraum für Mensch und Tier. Unbeantwortet bleibt die Frage, ob der mesolithische Mensch die Brände bewußt legte oder ob er nur den natürlichen Bränden folgte.

Zu vergleichbaren Ergebnissen kommt Becker (1995), die Bohrkerne aus mehreren Mooren bei Schneverdingen in der zentralen Lüneburger Heide auf das Vorkommen von Holzkohlepartikeln und Pollen hin analysierte. Sie fand in ihren Profilen eine auffällig ähnliche Häufigkeitsverteilung von Calluna-Pollen und Holzkohle, und schließt daraus, daß die ursprüngliche Existenz der Heide eng mit dem Feuer verknüpft ist.

2.2 Feuer in historischer Zeit

Indizien sprechen dafür, daß spätestens der neolithische Mensch das Feuer gezielt für Rodungszwecke einsetzte (Clark et al. 1989). So wurden Flächen für den Ackerbau geschaffen, der sich im Neolithikum von Süd-Osten her über Mitteleuropa ausbreitete. Seither wurde das Feuer in unterschiedlichen Anwendungsformen bei der Gestaltung des Lebensraumes eingebracht. Natürliche Brände hingegen wurden im kühleren und feuchteren Klima des Subatlantikum wahrscheinlich eher selten.

Im Lauf der Zeit entwickelten sich Wanderfeldbausysteme dort, wo aus klimatischen und edaphischen Gründen kein permanenter Ackerbau möglich war, und die in manchen mitteleuropäischen Gegenden noch bis in die Mitte unseres Jahrhunderts hinein Bestand hatten. Erste schriftliche Zeugnisse gibt es darüber seit dem Mittelalter ( Schneiter 1970, Hausrath 1982), in dem viele Mittelgebirgslagen kolonisiert wurden und die Menschen sich hier dauerhaft niederließen (Hasel 1985). Dabei bot ihnen die Brandwirtschaft, die in fast allen Mittelgebirgslagen und Nadelwaldzonen Europas auf ähnliche Art und Weise praktiziert wurde, häufig die einzige Möglichkeit, sich mit Feldfrüchten zu versorgen, Weideland zu schaffen und gleichzeitig Nutzholz zu gewinnen. Allen Brandwirtschaftsarten ist dabei gemeinsam, daß nach der Waldrodung das brauchbare Holz entnommen wurde und die restliche Vegetation entweder flächig oder zu Meilern aufgeschichtet verbrannt wurde. In die Asche, die für einige Vegetationsperioden einen gewissen Düngeeffekt ausübte, säte man Getreide (Roggen und Buchweizen), später pflanzte man auch Kartoffeln. Doch schon nach zwei bis drei Vegetationsperioden ließ die Düngewirkung so stark nach, daß sich der Ackerbau nicht mehr lohnte. Daraufhin ließ man noch einige Jahre das Vieh auf der Fläche weiden, bis sich nach und nach wieder Wald einstellte, der nach zehn bis zwanzig Jahren wieder gerodet wurde, und sich so der Kreislauf schloß. In der Zwischenzeit wurden andere Flächen auf die gleiche Art und Weise bewirtschaftet.

Im Laufe der letzten Jahrhunderte entwickelten sich in den deutschen Mittelgebirgslagen folgende Brandwirtschaftsformen:

  • Hackwaldwirtschaft und Reuteberge in Süddeutschland und den Alpenländern

  • Haubergwirtschaft im Siegerland

  • Rottbüsche und Schiffelländereien in linksrheinischen Gebirgen der Pfalz

  • Röderwaldwirtschaft in Westfalen, Pommern und Odenwald

  • Birkenberge in Bayern

Diese Wirtschaftsformen waren zum Ende des 19. Jahrhunderts noch auf mehreren 100.000 ha in Deutschland verbreitet (Schneiter 1970) und wurden in ähnlicher Weise in fast allen europäischen Nachbarstaaten durchgeführt. So entstand in diesen Gegenden ein abwechslungsreiches Landschaftsbild aus Wald, Brandrodungsflächen verschiedenen Alters und Weiden.

Auch in der Entwicklung und Nutzungsgeschichte der Heiden und Moore des atlantisch geprägten Mittel- und Nordwest-Europas spielte das Feuer eine bedeutende Rolle, so auch im norddeutschen Tiefland. Von hier ist vor allem das Heide- und Moorbrennen bekannt.

Die Heideflächen sind mit wenigen Ausnahmen anthropogen entstanden (Schwaar 1989, Ellenberg 1996). Ohne den Einfluß des Menschen und seines Weideviehs würden hier auf den meisten Standorten Wälder stocken, die je nach Wuchsbedingungen von Eichen, Buchen oder auch Kiefern dominiert würden. Doch das Brennen, Mähen, Abplaggen oder Beweiden dieser Flächen verhinderte den Gehölzaufwuchs, so daß sich die Heiden in diesem Raum über Jahrhunderte halten und entwickeln konnten. Wenn auch heute weniger die Bewirtschaftung sondern vielmehr die Pflege der Heiden aus Gründen des Naturschutzes und der Landschaftspflege im Vordergrund steht, so hat es sich doch als sinnvoll und notwendig erwiesen, sich mit den heutigen Pflegemaßnahmen eng an den von den Heidebauern überlieferten Bewirtschaftungsmaßnahmen zu orientieren. Zu ihnen gehörte – vor allem im nordwestdeutschen Raum und den Niederlanden – neben dem Plaggen (vgl. die Verbreitung der Plaggenasche bei Pape 1970)unter anderem auch das Feuer, das sich als geeignetes Mittel erwies, um die Heide zu verjüngen und vor Überalterung und Verbuschung zu schützen. “Gegen all dieses hat aber der Lüneburger Schafhalter ein billiges Mittel, vielleicht das billigste, welches vom Agronomen angewendet wird: ein Streichhölzchen. Er zündet mit mehr oder weniger Vorsicht resp. Schonung gegen benachbarte Haide-, Wald- etc. Grundstücke an einem schönen Sommertag die Haide an und lässt sie brennen, so gut sie will” (Borggreve 1873).

Das Moorbrennen war seit dem Mittelalter in Finnland, Rußland, Holland und Belgien üblich. Von Holland aus wurde es um 1600 auch in die nordwestdeutschen Moorgebiete eingeführt und dort bis ca. 1850 mit unterschiedlichen Verfahren praktiziert. Diese haben alle gemeinsam, daß im oberflächlich entwässerten Moor das feste Fasergewebe des organischen Bodens durch das Feuer zerstört und eine Düngung erzielt wird, die den anschließenden Ackerbau ermöglicht (Brünings 1881, Schneiter 1970).

Neben den in Deutschland im 18. und 19. Jahrhundert gebildeten Formen der Brandwirtschaft mit landwirtschaftlicher Zwischennutzung, bei denen entweder die Landwirtschaft oder die Forstwirtschaft im Vordergrund standen, kam noch das Brennen von Weideflächen hinzu, das vor allem auf Almwiesen stattfand. Die Ursachen der Anlage von den größtenteils sehr abgelegenen Brandäckern wird von den meisten Autoren dieser Zeit in der ständigen Nahrungsmittelknappheit gesehen, die durch das Bevölkerungswachstum ausgelöst wurde. Sie waren also in fast allen Fällen ein Kind der Not und verschwanden zunehmend mit der Technisierung und Intensivierung der Landwirtschaft seit der Mitte des letzten Jahrhunderts.

Die einzigen Refugien, in denen das Feuer seinen prägenden Einfluß bis heute bewahrt hat, sind die Truppenübungsplätze, sowohl die in Betrieb stehenden als auch die aufgegebenen. Sie sind die letzten Bereiche in Mitteleuropa, in denen es regelmäßig zu Vegetationsbränden gekommen ist. Sie entstanden entweder zufällig beim Schießbetrieb, oder es wurde kontrolliert gebrannt, um die Flächen offen zu halten und um Großbrände im Vorfeld zu vermeiden. So spielte neben anderen Störfakoren – wie beispielsweise Bodenverwundungen durch Artilleriegeschosse und Kettenfahrzeuge – das Feuer hier eine wesentliche Rolle für die Entstehung und Entwicklung von in Mitteleuropa einzigartigen Ökosystemen. Viele Tier- und Pflanzenarten, die in der modernen Kulturlandschaft zunehmend vom Aussterben bedroht sind, fanden hier Rückzugshabitate, die ihnen ein Überleben ermöglichten. Paradoxerweise entstanden auf diesen Flächen, auf denen über Jahrzehnte Zerstörung und Vernichtung geprobt wurden, durch wiederkehrende “Katastrophen” für den Naturschutz wertvolle Lebensräume. Von diesen profitieren insbesondere solche Tier- und Pflanzenarten, die an kleinräumigen Strukturreichtum und nährstoffarme Pioniersituationen in der Landschaft angewiesen sind (Beutler 1992, Pries & Bukowsky 1993, Beutler & Unselt 1996).

2.3 Feuerökologische Forschung im 20. Jahrhundert

Während man in Europa mit zunehmenden Erfolg versuchte das Feuer aus der Landschaft fern zu halten, entwickelte sich vor allem in den USA seit Mitte diesen Jahrhunderts das Feuer-Management. Dabei wird das Feuer gezielt für Naturschutz und Pflegemaßnahmen eingesetzt. Anfang der siebziger Jahre arbeiteten erstmals deutsche Wissenschaftler mit nordamerikanischen Feuerforschern zusammen und veröffentlichten in den Folgejahren eine Reihe von Publikationen über die Feuerökologie, das Feuer-Management und die Anwendung des Feuers in der Landschaftspflege.

In den Jahren 1977, 1983 und 1989 wurden am Forstzoologischen Institut der Universität Freiburg internationale Symposien zum Thema Feuerökologie abgehalten. Doch abgesehen von vereinzelten Brennversuchen ist das Feuer nicht weiter zur Anwendung gekommen. Von der Öffentlichkeit und insbesondere der Naturschutzverwaltung gab es keine Unterstützung. So konzentrierte sich die feuerökologische Forschung in Deutschland in den vergangenen Jahren im Wesentlichen auf Problemstellungen außerhalb der eigenen Grenzen (Goldammer et al. 1997).

In den letzten Jahren kommt man auch im amtlichen Naturschutz zunehmend zu der Einsicht, daß viele als schützenswert erachtete Kulturlandschaftsteile nicht in statischen Zuständen zu erhalten sind, sondern daß ihnen eine typische Entwicklungsdynamik innewohnt. Rahmenbedingungen für den Fortbestand dieser Dynamik zu schaffen, ist eine wesentliche Aufgabe des Naturschutzes. Vor allem viele von Offenheit geprägte Ökosysteme Mitteleuropas stellen Sukzessionsstadien dar. Ohne periodisch auftretende Störfaktoren würde ihre Entwicklung überwiegend zu Wald führen. Derzeit ist es außerordentlich schwierig, gewachsene Offenlandschaften, die heute nicht mehr rentabel bewirtschaftet werden können, durch Pflegemaßnahmen zu erhalten. Die dem Naturschutz gesetzlich zugeschriebenen Aufgaben können bei den gegebenen Verhältnissen in der notwendigen Konsequenz heute kaum noch durchgeführt werden.

Dies sind die wesentlichen Gründe, die mit dazu beitragen, daß die Feuerökologie in der Diskussion wieder an Bedeutung gewinnt. Die NNA-Fachtagung vom Oktober 1996 hat diese Entwicklung aufgegriffen und versucht, an die feuerökologischen Ansätze aus den siebziger Jahren anzuknüpfen. Die seither gewonnen Ergebnisse wurden zusammengefaßt und sollten als Grundlage für sachgerechte Entscheidungen in der Zukunft herangezogen werden.

 

3. Ökologische Auswirkungen des Feuers

Im Vergleich zu anderen Regionen der Erde sind feuerökologische Forschungen in Mitteleuropa nur gelegentlich Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen gewesen, und entsprechend groß ist der Forschungsbedarf. Es mangelt vor allem an langfristigen, interdisziplinären Ansätzen zu Untersuchungen der Auswirkungen von Feuer auf die vielfältigen Interaktionen von unbelebter Umwelt, Flora und Fauna.

Die Ergebnisse der wenigen Untersuchungen, die in Mitteleuropa zu feuerökologischen Fragestellungen durchgeführt wurden, werden im Folgenden knapp dargestellt. Dabei beschränkt sich diese Arbeit auf die Auswirkungen von Feuer in Offenlandgesellschaften. Zum Thema Feuer im Wald sei nur so viel gesagt, daß das kontrollierte Brennen in vielen Waldökosystemen der Erde zur Verhinderung von Schadfeuern und Insektenkalamitäten sowie bei der Waldverjüngung eine bedeutende Rolle spielt. Unter ausschließlich ökologischen Gesichtspunkten ist Feuer auch im Wald keine Katastrophe, sondern eine “Störung einer Entwicklung, die neue Entwicklungsmöglichkeiten schafft” (Buck 1979). Es gibt sogar einige interessante waldbauliche Ansätze, bei denen man sich einen gezielten Feuereinsatz vorstellen könnte, beispielsweise zur Verjüngung und/oder Umwandlung von Kiefernforsten hin zu strukturreicheren und naturnäheren Beständen. Es soll weiteren Diskussionen vorbehalten bleiben, der Frage nachzugehen, inwieweit für eine zunehmend ökologisch ausgerichtete Waldbewirtschaftung der gezielte Feuereinsatz auch in Deutschland wieder Bedeutung erlangen kann.

3.1 Auswirkungen auf den Boden

Die Frage nach der Erhöhung der Bodentemperaturen bei einem Wildfeuer oder einem kontrollierten Pflegefeuer wird häufig deswegen gestellt, weil pflanzliche und tierische Organismen potentiell stark betroffen sein können. Dieser direkte Einfluß der Hitze ist sehr variabel, da er von Mächtigkeit und Feuchtigkeitsgehalt der organischen Auflagen ebenso abhängt, wie vom Feuerverhalten (Ausbreitungsgeschwindigkeit, Verweilzeit, Menge des Brennmaterials, Gegen- oder Mitwindfeuer; s. Abschn. 5.1). Temperaturen an der Bodenoberfläche, die mehrere hundert ° C betragen können, können im oberen Mineralboden bzw. in Humusauflagen rasch abnehmen. In zwei bis drei cm Tiefe werden beim kontrollierten Brennen und auch bei Wildfeuern (Bodenfeuern) selten mehr als 40 bis 50 ° C erreicht. Bei Vollfeuern im Wald können sie kurzfristig dann stark ansteigen, wenn beispielsweise große Mengen von Holz (Baumstämme, Holzlager) brennen und die Verweilzeit des Feuers entsprechend lang ist (Goldammer 1978, Schreiber 1981, Webb 1997).

Anders verhält es sich mit den mikroklimatischen Folgen eines Brandes. Eine Freilegung des Mineralbodens und/oder dunkle Ascheauflagen auf der Bodenoberfläche führen zu einer Erhöhung der Bodentemperaturen durch Einstrahlung und der Umgebungstemperatur. So wurde nach Brandversuchen eine erhöhte Einstrahlung und Wärmeadsorption festgestellt, bei der die Bodentemperaturen bis in mehrere dm Tiefe über längere Zeit um einige ° C anstiegen (Riess 1976a, Schiefer 1983).

Bei kontrollierten Bränden auf Brachflächen in Baden-Württemberg wurde nach dem Feuer eine Abnahme des Bodenwassergehaltes auf trockeneren Standorten festgestellt; auf den feuchteren Standorten traten keine Unterschiede auf (Schiefer 1983). Von Riess (1976a) werden Untersuchungen aus den USA erwähnt, bei denen es zu einer Zunahme des Bodenwassergehaltes nach dem kontrollierten Brennen kommt.

Durch das Feuer wird in der Regel der pH-Wert des Bodens angehoben. Der Grund liegt vor allem in dem Freiwerden von Ca, Mg, und K durch das Verbrennen der Vegetation. Da diese in der Regel in Form von Oxiden und Carbonaten auftreten, steigt der pH-Wert an und kann über mehrere Jahre stabil bleiben (Viro 1974, Riess 1976a, Goldammer 1978).

Schreiber (1981) vergleicht das schlagartige Freiwerden von leicht löslichen Nährstoffen aus der Asche der organischen Substanz mit einer Düngergabe, von der ein großer Teil aber auch recht schnell aus dem System wieder ausgetragen werden kann – je nach Witterungs-, Boden- und Vegetationsverhältnissen. Mit dem Rauch verflüchtigen sich vor allem C, N und S (Allen 1966). Die Größe und Beständigkeit des Nährstoffanstiegs von N, P, K und Ca im Boden hängt wesentlich von Feuerart und Bodentyp ab (Riess 1976a). Auf sauren, podsoligen Böden ist schon nach wenigen Vegetationsperioden der Ausgangszustand wieder erreicht (Allen 1964, Viro 1974, Diemont 1996).

3.2 Auswirkungen auf die Vegetation

Über die langfristigen Auswirkungen des Feuers in Offenlandgesellschaften gibt es noch einen großen Forschungsbedarf. Es existiert lediglich eine umfassende Langzeit-Untersuchung über die Auswirkung des Feuers auf Grünlandgesellschaften in Baden-Württemberg, die einen zwanzig Jahre währenden Beobachtungszeitraum umfaßt. Dabei wurden die drei Pflegevarianten Mulchen, Sukzession und kontrolliertes Brennen auf Brachflächen durchgeführt und beobachtet, wie sich verschiedene Grünlandgesellschaften vom Trockenrasen bis zur Feuchtwiese entwickelten (Schreiber 1995).

Auf den Flächen, die jährlich im Winter gebrannt werden, tritt kein Gehölzaufwuchs ein, auch nicht in Bereichen, in denen der Invasionsdruck der Schlehe (Prunus spinosa), die als besonders feuertolerant gilt, hoch ist. Wird jedoch nur jedes zweite Jahr gebrannt, so wandern Schlehe und Wildrosenarten ein, Bäume bleiben jedoch aus. Durch das Brennen werden Arten gefördert, die sich durch unterirdische Ausläufer und Rhizome rasch erneuern können (Schreiber 1981). Im Vergleich zur Sukzessionsfläche nimmt die Artenhäufigkeit zu, im Vergleich zur Mulchfläche nimmt sie ab.

Verallgemeinerungen sind jedoch nur bedingt möglich, da das Feuerverhalten einen wesentlichen Einfluß auf die folgende Entwicklungsdynamik hat. Heiße Gegenwindfeuer schädigen vor allem Moose, Horst- und Rosettenpflanzen, da sie hohe Temperaturen in Bodennähe erzeugen. Bei in Bodennähe kälteren Mitwindfeuern treten meist keine direkten Vegetationsschäden auf, ganz im Gegenteil können die Vitalität und die Blühintensität einiger Arten gefördert werden. Diese Effekte sind weniger durch die beim Brennen freiwerdenden Nährstoffe zu erklären, als vielmehr durch die Beseitigung der wuchshemmenden Streudecke, die ein Ansteigen von Temperatur und Lichtintensität in Bodennähe ermöglicht (Schiefer 1983, Schreiber 1981).

Insgesamt läßt sich verallgemeinern, daß das Brennen positiv zu beurteilen ist, wenn es vor allem um den Strukturerhalt von Grünlandflächen geht, nicht aber hinsichtlich der floristischen Bereicherung von Wiesengesellschaften (Zimmermann 1975, Schreiber 1995). In Thüringen (Nördliches Harzvorland) wurde von Wegener (1993) in verschiedenen Offenlandgesellschaften von 1978 bis 1990 regelmäßig gebrannt. Aufgrund dieser langjährigen Erfahrung kam er zu dem Schluß, daß sich das Feuer zur Pflege von den subkontinental beeinflußten Trockenrasen, Sandtrockenfluren und Gebirgstrockenrasen sehr gut eignete. Skeptischer ist er bei den zentraleupopäischen Heideflächen. Das Brennen auf Frischwiesen lehnt er ab, da neben den brenntechnischen Schwierigkeiten – bedingt durch die Feuchtigkeit – die oberirdische Biomasse in keinem Verhältnis zum gespeicherten Nährstoffpool im Boden steht.

Der Einfluß des Feuers auf die Dynamik der Heidevegetation im nordwestlichen Mitteleuropa wurde vor allem in Großbritannien, Holland und Dänemark untersucht (Jørgensen 1993, Diemont 1996, Webb 1997). Bei einer Untersuchung von Brandflächen in Heiden auf Truppenübungsplätzen in Nordwestdeutschland wurde festgestellt, daß sich ein hoher persistenter Samenvorrat in Form von Samenbänken auf den frisch gebrannten Flächen befindet, der maßgeblich für die schnelle Wiederbesiedlung nach Brandereignissen ist. Dies gilt vor allem für die Besenheide (Calluna vulgaris), deren Samen Temperaturen von über 200 ° C überleben (Muhle und Röhrig 1979) und deren Keimung duch den Temperaturstreß gefördert wird (Mirsch 1997). In abgeschwächter Form gilt das auch für andere typische, teilweise seltene Arten der subatlantischen Sandheiden.

Auch von Flechten (u.a. Cladonia pleurata und Cladonia fimbriata) kann die offene Fläche schnell wiederbesiedelt werden, da häufig aus den vom Brand angekohlten Grundschuppen schon im darauffolgenden Jahr wieder Fruchtkörper austrteiben.

Der kurz nach dem Brand ansteigende Nährstoffvorrat fördert die Vitalität der Heide. Sie keimt rasch nach einem Feuer, wächst schnell heran, entwickelt eine ausgeprägte Blüte und stellt für viele Vögel und Säuger aufgrund des höheren Nährstoffgehaltes eine wertvollere Nahrung dar (Muhle und Röhrig 1979, Remmert 1989, Klaus 1993, Lütkepohl et al. 1997). Längerfristig erreicht man durch das Brennen einen gewünschten Stickstoffaustrag, der in seiner Größenordnung dem Plaggen entspricht, wenn man das Feuerintervall nicht zu groß wählt (Diemont 1996, Allen 1964). Unverbrannte Streuauflagen, die nach einem Brand übriggeblieben sind, sind ein signifikantes Keimungshemmnis; hier ist meist nur eine vegetative Regeneration möglich. Die Vergrasung mit Drahtschmiele (Deschampsia flexuosa) kann nur durch einen intensiven Brand verhindert werden. In alten grasreichen Heideflächen, die gebrannt wurden, erfährt die Besenheide eine Steigerung ihrer Konkurrenzkraft und kann sich oftmals längerfristig durchsetzen (Jørgensen 1993, Lindemann 1993).

Die Ergebnisse langjähriger Brandversuche im Neustädter Moor (Niedersachsen) deuten darauf hin, daß das kontrollierte Brennen im Zusammenhang mit der Schafbeweidung bei der Entwicklung degenerierter Moore im Sinne des Naturschutzes unerläßliche Pflegemaßnahmen sind. Durch den erhöhten Mineralstoffgehalt, der in der ersten Vegetationsperiode nach dem winterlichen Brennen auftritt, wird das Wachstum vieler Moor- und Heidepflanzen angeregt, wovon viele Herbivoren profitieren. Wird die Brandfläche im darauffolgenden Frühjahr mit Schafen beweidet, kommt es zu dem erwünschten langfristigen Nährstoffaustrag.

3.3 Auswirkungen auf die Fauna

Die meisten bisher durchgeführten Untersuchungen zu den Auswirkungen des Feuers auf die Tierwelt beziehen sich auf wirbellose Organismen – insbesondere Spinnen und Insekten.

Mehrjährige Untersuchungen, die über die aktuellen Auswirkungen des Feuers hinaus auch langjährige Besiedlungsprozesse in die Betrachtung einbeziehen, sind allerdings selten. (Webb 1994, Lütkepohl et al. 1997) Grundsätzlich gilt, daß die Erbgebnisse populationsökologischer Untersuchungen an Wirbellosen auf Brandflächen von einer Vielzahl von Einflußfaktoren, wie Brandtemperatur, Strukturparameter, Witterungsverlauf, Wahl der Fangmethoden usw. abhängig sind. Eine Übertragung der Ergebnisse kann daher stets nur unter Vorbehalt erfolgen.

Die ersten Versuche kontrollierten Brennens auf Calluna-Sandheiden im Naturschutzgebiet “Lüneburger Heide” wurden im Jahre 1993 durchgeführt. Unmittelbare Auswirkungen eines Mitwindfeuers im Februar waren nur für solche Insektenarten nachweisbar, die an Zweigen oder vetrockneten Blüten der Calluna-Pflanzen überwintern. Spinnen, Käfer, Wanzen und andere in der Streuschicht überwinternde Artengruppen blieben unbeeinflußt. Eine dreijährige Folgeuntersuchung mit Bodenfallen belegt, daß trockenheit- und wärmeliebende Arten spontan positiv reagierten, woghingegen die in der Ausgangsvegetation vorhandene Artengemeinschaft sich erst mit der dichter schließenden Vegetation allmählich wieder einstellte. Nach diesen Untersuchungen ist in der Heide ein Brandeffekt in der Zusammensetzung der Wirbellosenfauna für einen Zeitraum von etwa 10 Jahren erkennbar (Lütkepohl et al. 1997).

Entsprechende Untersuchungen in einer Moorheide (Pusching u. Schettler-Wiegel 1987) zeigten, daß kontrolliertes Brennen nur bei einigen Gruppen der gesamten Überwinterungsfauna Auswirkungen zeigt; hier waren vor allem Spinnen, Hautflügler und Schmetterlingslarven betroffen.

Unter Gesichtspunkten eines speziellen Artenschutzes sind die Auffassungen über die Brandauswirkungen nicht immer einheitlich. Retzlaff und Rubrecht (1991) betonen Probleme für bestimmte eng eingenischte Insektenarten auf gebrannten Flächen, Clausnitzer (1994) hingegen hält Feuer in Heiden für einen wesentlichen Faktor, um z.B. stark gefährdete Arten wie der Heideschrecke (Gampsocleis glabra) Lebensraum zu erhalten.

Faunistische Begleituntersuchungen zu winterlichen Brandversuchen auf Grünlandbrachen in Baden-Württemberg bestätigen erwartungsgemäß, daß auf den Brandflächen mit dem Rückgang von Überwinterunsgstadien solcher Arten gerechnet werden muß, die in der Vegetation überwintern (Handke u. Schreiber 1985, Handke 1988). Auch hier ließ sich zeigen, daß mobile thermo- und xerophile Arten eher positiv auf das Brennen reagieren, die weniger mobilen und eher an feuchtere Standorte angepaßten Arten werden dagegen eher negativ beeinflußt (s. auch Zimmermann 1978, Hoffmann 1980, Lunau u. Rupp 1988).

Entscheidend für die Bewertung des kontrollierten Brennens als Maßnahme der Landschaftspflege aus faunistischer Sicht sollten im Grundsatz jedoch weniger die unmittelbaren Individuenverluste durch das Brennen sein. (Sie erfolgen auch bei allen sonstigen Eingriffen in die Vegetationsentwicklung in mehr oder minder intensiver Form.) Sehr viel bedeutsamer sind die Fragen, inwieweit Feuer dazu beitragen kann, selten gewordene Pionierstadien als Ausgangspunkte immer wieder einsetzender Sukzessionen zu schaffen und damit kulturbedingte Ökosysteme in ihrer Gesamtheit und mit der ihnen innewohnenden Entwicklungsdynamik zu erhalten. Sofern Brandflächen sich in einem angemessenen Größenverhältnis zur Ausdehung des Gesamtlebensraums befinden, werden Prozesse der Wiederbesiedlung gestörter Flächen erfolgen können, werden irreversible Störungen der Wirbellosenfauna nicht zu befürchten sein.

Systematische Untersuchungen zur Auswirkung kontrollierten Brennens auf Wirbeltierpopulationen sind aus Mitteleuropa nicht bekannt. In der Regel dürften die Versuchsflächen zu klein sein, um direkte Schadeinflüsse, die auf Poulationsebene relevant sein könnten, zu bewirken. Einzig auf die Frage möglicher negativer Auswirkungen auf überwinternde Reptilien wird mehrfach im Grundsatz hingewiesen (Podloucky 1988, Werkgroep Heidebehoud en Heidebeheer 1988). Umgekehrt gibt es auch immer wieder Beobachtungen dafür, daß frisch entstandene Brandflächen mit ihren besonderen thermischen Bedingungen gerade für Reptilien zumindest als Teillebensraum rasch Bedeutung erlangen können. Generell gilt sicher auch für Reptilien wie für andere Wirbeltiergruppen, daß eine möglichst reichhaltige Strukturausprägung in Offenland-Lebensräumen im Hinblick auf die Diversität von Artengemeinschaften eher positiv einzuschätzen ist (Riess 1980).

Für einige Vogelarten des Offenlandes konnte inzwischen gut belegt werden, daß in bestimmten Gebieten Bestandsrückgänge mit dem Ausbleiben des Feuers als gestaltendem Faktor im Lebensraum einhergehen (Gatter 1996). Die Reliktverbreitung des strukturreiche offene Pionierlebensräume bevorzugenden Birkhuhns (Tetrao tetrix) im mitteleuropäischen Tiefland zeigt auffällige Bezüge zu solchen Flächen, auf denen Feuer noch heute eine Rolle spielt. In Niedersachsen finden sich die letzten autochthonen Vorkommen dieser Art auf Truppenübunsgplätzen bzw. im Naturschutzgebiet “Lüneburger Heide” (Klaus 1993, Lütkepohl 1996).

Daß auch nach unkontrollierten Waldbränden entstandene Kahlflächen von typischen Offendland-Arten der Vogelwelt spontan für einen in der Regel begrenzten Zeitraum besiedelt werden können, ist vielfach belegt und soll hier nicht weiter vertieft werden (u.a. Winter 1980, Neuschulz 1991).

3.4 Auswirkungen von Vegetationsverbrennung auf die Atmosphäre

Bei der Verbrennung pflanzlicher Biomasse wird vor allem Kohlenstoff freigesetzt, der einen Anteil von durchschnittlich 45% ihres Trockengewichts hat. Die Freisetzung erfolgt zum größten Teil in Form von Kohlendioxid (CO2), gefolgt von Kohlenmonoxid (CO). Das Verhältnis von CO2:CO hängt von der Vollständigkeit der Verbrennung ab. Bei gut sauerstoffversorgten, “heißen” Feuern wird wenig CO emittiert. Bei Schwelbränden (Pyrolyse und nicht vollständige Oxidierung des Brennmaterials) werden zunehmend Methan und andere Kohlenwasserstoffe freigesetzt, dazu Wasserstoff (H2) und vor allem organische Säuren. Durch photochemische Prozesse (“Smog”) wird aus CO, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden (NOx) u.a. Ozon (O3) gebildet. Neben den gasförmigen Verbindungen werden zusätzlich Aerosole freigesetzt. Die Charakteristika dieser Emissionen sind vergleichbar mit denen aus Verbrennung fossiler Energieträger.

Zur Anreicherung von CO2 in der Atmosphäre (“Treibhauseffekt”) tragen Vegetationsbrände nur dann bei, wenn Kohlenstoff rechnerisch in der Atmosphäre verbleibt. Ein Beispiel hierzu ist die Verbrennung von Tropenwald, der bis zu mehrere Hundert Tonnen Kohlenstoff pro Hektar gespeichert hatte. Nach Verbrennung und Umwandlung in Weideland hat sich der Vorrat an Kohlenstoff auf etwa 3-8 Tonnen pro Hektar reduziert.

Im Fall von periodisch wiederkehrenden Bränden, wie beispielsweise in Grasländern (tropische Savannen oder hiesige Trockenrasen) oder Buschformationen (mediterrane Buschvegetation oder hiesige Heide) wird der Kohlenstoff durch die nachwachsende Vegetation dann wieder vollständig gebunden, wenn die Produktivität des Standortes durch Feuer oder andere begleitende Einflußfaktoren nicht reduziert wird. Der Zeitraum der Kohlenstoffbindung nach Feuer entspricht dem “Feuerintervall”, der im Fall von Grasländern ein bis drei Jahre betragen kann, im Fall von Busch- und Strauchgesellschaften bis zu 30-50 Jahren. Hinsichtlich des Treibhauseffektes sind daher diese Brände mittel- bis langfristig neutral.

Mechanisierte, maschinelle Pflegemaßnahmen schließen in einer CO2-Bilanz hingegen sehr viel ungünstiger ab, da fossiler, treibhauswirksamer Brennstoff verbraucht wird.

Hinsichtlich der Emission von Spurengasen bzw. Aerosolen aus kontrolliertem Feuer in potentiellen Zielgebieten in Deutschland kann man von folgenden Größenordnungen ausgehen: Eine jährliche Brandfläche von 1000 ha in verschiedenen Naturschutzgebieten würde bei einer anzunehmenden durchschnittlichen Verbrennung von maximal 20 t Pflanzenmaterial (Trockengewicht) pro ha zu einer vorübergehenden Freisetzung von 9.000 t Kohlenstoff führen. Vergleichsweise brennen in den Mittelmeerländern jährlich im Durchschnitt 600.000 ha Wald- und Buschland. Dabei werden im Durchschnitt ca. 50 t/ha pflanzlicher Biomasse verbrannt und somit insgesamt etwa 13,5 mio t Kohlenstoff an die Atmosphäre abgegeben. Weltweit werden jährlich im Durchschnitt 4,1 Milliarden t Kohlenstoff durch Vegetationsbrände freigesetzt (Andreae et al. 1996).

Während ein solches Brennszenario für Deutschland die Freisetzung von Spurengasen und Aerosolen eine vergleichsweise vernachlässigbare Größenordnung hat, kann durch das kontrollierte Brennen eine Beeinträchtigung von Infrastrukturen und Verkehr durch Rauch herbeigeführt werden, vor allem Sichtbehinderung. Die sich daraus ergebenden Probleme können im Vorfeld durch geeignete meteorologische Beratung und entsprechende Wahl von Zeitpunkt und technischer Durchführung des Brennens minimiert werden. Die Entwicklung in den USA, in denen hohe Standards der Luftreinhaltung bestehen, zeigt, daß Kompromisse für die Durchführung eines aus ökologischer Sicht notwendigen kontrollierten Brennens gefunden werden können.

 

4. Gesetzliche Rahmenbedingungen

Der Einsatz von Feuer in der offenen Landschaft ist für die Bundesrepublik Deutschland in den Naturschutz- und Abfallbeseitigungsgesetzen des Bundes und der Länder geregelt. Grundsätzlich verbietet der Gesetzgeber das flächige Abbrennen von Vegetation und Vegetationsabfällen. Ausnahmen von diesen Regelungen, beispielsweise für die Forschung oder wenn der Schutzzweck eines nach Naturschutzrecht gesicherten Landschaftsteils dieses ausdrücklich erfordert, sind möglich und kamen bei den bisherigen Brennversuchen zur Anwendung.

Im Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) ist der Einsatz von Feuer nicht explizit erwähnt. Es sind jedoch Hinweise im Gesetzestext zu finden, die für den Einsatz von Feuer für Pflegeaufgaben Bedeutung haben. Die Naturschutzgesetze des Bundes und der Länder zielen darauf ab, Natur und Landschaft zu schützen, zu pflegen und zu entwickeln, um u.a. die Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes zu gewährleisten und die gewachsene Eigenart von Landschaften zu schützen (§1 BNatSchG). In vielen Fällen handelt es sich dabei um Reste einer über viele Jahrhunderte gewachsenenen historischen Kulturlandschaft. Zu den Grundsätzen des Naturschutzes und der Landschaftspflege gehört es auch, solche historisch gewachsenen Kulturlandschaften von charakteristischer Eigenart (§2,13 BNatSchG) sowie die natürlich und historisch gewachsene Artenvielfalt (§2, 10 BNatSchG) zu erhalten, zu pflegen und zu entwickeln. Dabei sollen nach Möglichkeit auch traditionelle Wirtschaftsformen zum Einsatz kommen (Louis 1994). In Abschnitt 2 wurde gezeigt, daß der Feuereinsatz zu landwirtschaftlichen Zwecken mit zu den ältesten Wirtschaftsformen gehört und daß viele der historischen Kulturlandschaften untrennbar mit dem flächigen Brennen verbunden sind.

In §20d BNatSchG sind die allgemeinen Artenschutzbestimmungen geregelt. Danach ist es verboten, ohne vernünftigen Grund Lebensstätten wildlebender Tier- und Pflanzenarten zu beeinträchtigen oder zu zerstören. Dieses ist eine Rahmenregelung, die von den Ländern näher ausgeführt werden muß. Alle Flächenstaaten, mit Ausnahme von Bayern verbieten an dieser Stelle grundsätzlich das flächige Abbrennen der Bodenvegetation. Es ist in der Regel ein deskriptives, generelles Verbot, bei dem sich einige Länder einen Befreiungsvorbehalt der zuständigen Naturschutzbehörde im Einzelfall offenhalten. Zuwiderhandlungen werden als Ordnungswidrigkeit geahndet.

Im § 37 Abs.2 des niedersächsischen Naturschutzgesetzes (NNatG) heißt es, daß die Bodendecke auf Wiesen, Feldrainen, ungenütztem Gelände, an Hecken, Hängen und Böschungen nicht abgebrannt werden darf. Nach Blum et al. 1990 handelt es sich dabei um ein unbedingtes Verbot, da das Abbrennen eine Verfahrensweise ist, deren ökologische Schäden typischerweise den erreichten Nutzen bei weitem übertreffen und es nach herrschender Rechtsauffassung keinen vernünftigen Grund dafür gibt. Es besteht jedoch eine Ausnahmemöglichkeit nach § 37 Abs.5 NNatG, bei der die Untere Naturschutzbehörde oder eine andere Verwaltung im Einvernehmen mit der Unteren Naturschutzbehörde eine Genehmigung erteilen kann. Als Grund müssen öffentliche Belange vorliegen, die die Ausnahmegenehmigung rechtfertigen, z.B. der Einsatz von Feuer zur Pflege von Schutzgebieten.

Ein weiteres Gesetz, das den Feuereinsatz in der Landschaft weitgehend verbietet, ist das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz des Bundes (vom 27.9.1994). Da es nur ein Rahmengestz ist, das von den Ländern konkretisiert werden muß, können die einzelnen Landesgesetze und -verordnungen voneinander abweichen. So steht in der baden-württembergischen Verordnung über die Beseitigung pflanzlicher Abfälle (§2), daß Pflanzenreste von landwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzten Grundstücken nicht flächig verbrannt werden dürfen, sondern so weit als möglich auf Haufen aufgeschichtet werden müssen. Größere Mengen sind anzeigepflichtig. In Niedersachsen ist durch die Kompostverordnung vom 10.5.1978 (g.d.V.v. 24.1.1994) das Verbrennen pflanzlicher Abfälle grundsätzlich verboten, wobei die Gemeinden an zwei Tagen im Jahr oder auf Antrag Ausnahmen zulassen können (Hösel & Freiherr von Lersner 1995).

Im Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) vom 14.5.1990 (geändert am 23.11.1994) wird auf das Verbrennen von Vegetation kein Bezug genommen. Der Geltungsbereich des Gesetzes (§2 BImSchG) erstreckt sich zwar u.a. auf die Errichtung und den Betrtieb von Anlagen, zu denen auch Grundstücke, auf denen emmissionsträchtige Arbeiten vorgenommen werden, gehören. Jedoch sind Gartengrundstücke und landwirtschaftliche Flächen keine Anlagen in diesem Sinne, weil Düngung oder Abfallverbrennung zu selten erfolgen. Prinzipiell ist es möglich, daß an dieser Stelle die Länder weitergehende Vorschriften erlasssen, insbesondere die Regelung von Emissionen aus nichttechnischen Einrichtungen, etwa das Verbrennen von Gartenabfällen (Jarass 1995). Davon wurde jedoch im Rahmen der Immissionsschutzgesetze bishher keine Anwendung gemacht.

Die derzeitigen gesetzlichen Grundlagen zielen also ganz wesentlich darauf ab, das offene Feuer aus der Landschaft fernzuhalten. Dies ist die Konsequenz aus der Umweltschutz- und Luftreinhaltepolitik der letzten Jahrzehnte. In jüngster Zeit zeichnet sich zunehmend deutlich ab, daß in manchen Fällen kontrolliertes Feuer für die Zielerfüllung im Naturschutz Wesentliches beitragen kann. Für diese klar bestimmbaren und wissenschaftlich gut begründbaren Fälle sollten grundsätzliche Regelungen geschaffen werden, die mühsame Ausnahmeverfahren im Einzelfall ersparen und einen behutsamen, sachgerechten Feuereinsatz in der Landschaft ermöglichen. Die organisatorischen und sicherheitstechnischen Anforderungen an die Durchführung des kontrollierten Brennens sowie die Kompetenzen der Beteiligten sollten deswegen präzisiert und festgelegt werden.

Hier ergibt sich eine sinnvolle Aufgabe für die Zusammenarbeit zwischen dem amtlichen Naturschutz, der Forschung und den wenigen erfahrenen Anwendern in Deutschland, einschlägige rechtliche Regelungen in einer Form zu definieren und den Landesverwaltungen als Vorschlag für den Erlaß von Durchführungsbestimmungen vorzulegen. Diese sollten auch dem privaten Flächennutzer ermöglichen, dort Feuer einsetzen zu können, wo es aus Sicht der Landschaftspflege Sinn macht. Andererseits muß vermieden werden, daß der Feuereinsatz in der Flächenbehandlung wieder außer Kontrolle gerät und eine ähnliche Situation entsteht, die zu den derzeit bestehenden Flämmverboten geführt hat.

 

5. Feuer-Management

5.1 Die Technik des Feuereinsatzes

Das kontrollierte Brennen ist eine anspruchsvolle Technik, deren Anwendung eine Reihe von Grundkenntnissen über die Rahmenbedingungen voraussetzt, die das Verhalten und die Auswirkung des Feuers bestimmen. Diese Pflegetechnik hat ihre Wurzeln in den historischen Landnutzungsformen, die die europäischen Auswanderer mit in die Neue Welt gebracht hatten. Während im Nachkriegs-Europa das Dogma des Feuerausschlusses zu einem Verlust der tradierten Kenntnisse führte, überlebten diese in Nordamerika – trotz der über lange Zeit von preußischen und französischen Forstleuten bewirkten Politik des Feuerausschlusses – und wurden vor allem in den USA als Verfahren des kontrollierten Brennens in den sechziger und siebziger Jahren unter Berücksichtigung wissenschaftlicher Erkenntnisse modifiziert, verfeinert und den Anforderungen an moderne Pflege und Schutzmaßnahmen im Ökosystem-Management angepaßt.

Im Rahmen dieses Strategiepapieres muß auf eine ausführliche Einführung in die Technik des Brennens verzichtet werden. Es wird daher auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen. Eine aktualisierte Zusammenfassung findet sich bei Pyne et al. (1996); in der deutschsprachigen Literatur hat Goldammer (1978) die Grundsätze des kontrollierten Brennens zusammengestellt und anhand des Beispieles von Ökosystem-Management in den Tropen und Subtropen vertieft (Goldammer 1993). Es werden aber an dieser Stelle einige wesentliche Grundlagen in Kürze erörtert, die nötig sind, um den Feuereinsatz in seiner Vielfältigkeit verstehen zu können.

Um den Feuereinsatz genauer planen zu können, ist die Beachtung einiger Faktoren unabdingbar, die das Verhalten des Feuers bestimmen. Vorrangig ist die Beurteilung der meteorologischen Bedingungen, wie Großwetterlage, Wind- und Strahlungsverhältnisse und die Luftfeuchtigkeit. Die Luftfeuchtigkeit und die Länge der vorausgegangenen Trockenperiode haben einen wesentlichen Einfluß auf den Feuchtigkeitsgehalt des Brennmaterials. Das feine Brennmaterial (lose geschichtete Laub- und Nadelstreu, ausgetrocknete Grasschicht, ausgetrocknete Zweige und Äste) bestimmen unter den hiesigen Verhältnissen im Wesentlichen das Feuerverhalten. Ist dieses Brennmaterial ausreichend trocken, verbrennt es rascher, vollständiger und mit hohen Temperaturen (“heiße Feuer”). Mit zunehmender Feuchtigkeit des Brennmaterials verringert sich die Feuerintensität, und das Feuer brennt “kälter”.

Mit einem “kalten Feuer” kann die Auswirkung einer Mahd nachgeahmt werden, da die Gras- und Streuschicht schnell, oberflächlich und mit geringen Auswirkungen auf die Humusauflage verbrannt wird. Ein “heißes Feuer” zeichnet sich beispielsweise durch große Flammenhöhe und längere Verweilzeit aus und eignet sich dazu, unerwünschten Strauch- und Baumaufwuchs zurückzudrängen (Riess 1976b). Die Topographie und Windgeschwindigkeit sind die entscheidenden Faktoren, die die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Feuers bestimmen. So vervierfacht sich beispielsweise die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Feuers an einem 20° steilen Hang im Vergleich zum Ausbreitungsfortschritt in der Ebene.

Drei wichtige Brenntechniken kommen unter den hiesigen Anforderungen der Anwendung in Betracht:

Beim Lauf- oder Mitwindfeuer wird mit der Windrichtung gebrannt. Das Feuer läuft schnell über die Fläche und entwickelt hohe Temperaturen im oberen Flammenbereich (bis 1000° C). Je nach Beschaffenheit, Verteilung und Feuchte des Brennmaterials ist die Verbrennung der Bodenauflage meist unvollständig. Das führt dazu, daß die Temperaturen in Bodennähe in der Regel nicht sehr hoch sind, da das Temperaturmaximum am oberen Ende der Flammenzone liegt. Dadurch wird in der Regel nur die obere Streuauflage entfernt und die Bodenlebewelt so weit als möglich geschont.

Das Gegenwindfeuer wird gegen die Hauptwindrichtung gelegt. Dadurch wird die Fortschrittsgeschwindigkeit des Feuers wesentlich verlangsamt, und das Brennmaterial verbrennt vollständiger, jedoch mit niedrigeren Temperaturen. Das Temperaturmaximum wird im Vergleich zum Mitwindfeuer in Bodennähe verlagert.

Bei einem Ringfeuer wird das Feuer kreisförmig um die zu brennende Fläche gelegt und die Feuerfronten treffen im Zentrum der Brandfläche aufeinander. Durch das konvektive Verhalten der Luftströmung entsteht ein Sog, der ein Feuer mit sehr hoher Intensität entstehen läßt. Diese Brenntechnik eignet sich beispielsweise zur Beiseitigung unerwünschter Gehölzverjüngung.

5.2 Der Feuereinsatz im Vergleich zu anderen Pflegemethoden

Der Einsatz von Feuer als Pflegemaßnahme in Deutschland bzw. Mitteleuropa kommt für eine Reihe von Vegetationstypen bzw. Landschaftselementen infrage (s.u. Abschn.5.3). Zielsetzungen und Durchführung des Brennens richten sich nach den spezifischen Erfordernissen, die nicht nur die Zusammensetzung und Dynamik der Vegetation berücksichtigen müssen, sondern auch Aspekte von Landschaft und Landschaftsnutzung. Dabei können die spezifischen Ziele des Feuereinsatzes sehr unterschiedlich sein. Eine Analyse dieser Zielsetzungen ist für die Pflegeplanung von zentraler Bedeutung. Ein potentieller Feuereinsatz ist mit anderen Pflegeformen abzustimmen (ergänzenden Maßnahmen versus Ersatzmaßnahmen). Dabei gilt es, folgende grundsätzliche Punkte zu bedenken:

a. Auswirkungen der unterschiedlichen Pflegemaßnahmen

Nach einem Feuereinsatz in kulturbedingten Ökosystemen können sich die Dominanzstrukturen in den Lebensgemeinschaften für einen in der Regel begrenzten Zeitraum verändern, indem Arten vorübergehend oder endgültig verdrängt werden, andere hingegen die Vorherrschaft erlangen. Diese Veränderungen der biotischen und abiotischen Verhältnisse können das erklärte Pflegeziel sein oder müssen in gewissen Grenzen als methoden-immanent hingenommen werden; Verluste von Individuen durch unmittelbare Einwirkung sind auch bei anderen Pflegemaßnahmen im Grundsatz nicht zu vermeiden (Handke 1988, Van der Ende 1993).

So verliert das häufig auch stark emotional gefärbte Argument an Schärfe, daß Tiere und Pflanzen bei dem Feuereinsatz vernichtet werden. Statt dessen muß der Blick auf den eigentlich zentralen Punkt bei der Diskussion über die verschiedenen Pflegemaßnahmen gerichtet werden: Welche ökologischen Auswirkungen bringen die verschiedenen Pflegemethoden mit sich und wie stehen sie im Verhältnis zu dem erzielten Nutzen. Dabei werden im Hinblick auf die optimale Pflegeform von Fall zu Fall unterschiedliche Entscheidungen zu erwarten sein, und es sollte nüchtern und sachlich die beste Variante ausgewählt werden. Diese Überlegung macht deutlich, daß es nicht Ziel des zukünftigen Feuereinsatzes sein kann, die anderen Pflegemethoden zu ersetzen oder zu verdrängen. Vielmehr soll die Palette der bisherigen Pflegemöglichkeiten im Sinne der Optimierung von Eingriffsintensität und Kosten um eine weitere Option ergänzt werden. Dabei muß am konkreten Einzelfall entschieden werden, ob Pflegemaßnahmen notwendig sind und wenn ja, welche Methode die effizienteste, schonenste und günstigste ist, um das gewünschte Ziel zu erreichen.

b. Personelle, technische und finanzielle Überlegungen

Die heute gängigen Methoden der Offenhaltung nicht intensiv genutzter und für den Naturschutz wertvoller Landschaftsteile sind die Mahd, das Mulchen und in Sonderfällen auch das Plaggen oder die Beweidung.

Diese Pflegetechniken stellen spezifische Anforderungen an die technische Ausrüstung und/oder Infrastuktur. Generell gilt, daß Handarbeit in der Flächenbehandlung sehr personal- und zeitaufwendig ist und oft nur sehr kleinflächig mit freiwilligen Helfern aus Naturschutzvereinen durchgeführt werden kann. Da man heute jedoch mit den Aufgaben der Landschaftspflege vielfach an finanzielle und personelle Kapazitätsgrenzen stößt, sucht man in jüngster Zeit vermehrt nach Alternativen. Das kontrollierte Brennen ist eine Pflegeform, die bei routinemäßiger Nutzung mit vergleichsweise geringen personellen und maschinellen Mitteln auskommt. Der Neubeginn eines Brennprogrammes bringt voraussichtlich einen erhöhten Vorbereitungsaufwand mit sich, da Behörden, sonstige Träger öffentlicher Belange und anfänglich meist auch die Feuerwehr mit einbezogen werden müssen.

Es ist aus heutiger Perspektive anzunehmen, daß ein Feuereinsatz in manchen Fällen durchaus eine qualitativ ebenbürtige und darüber hinaus kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Pflegemaßnahmen darstellen wird. Untersuchungen von Wegener (1993) und Holst-Jørgensen (1993) zeigen, daß das Brennen bei der Kostenkalkulation im Vergleich zu anderen Pflegevarianten meist über 50% günstiger abschneidet. An dieser Stelle wird aber nochmals unterstrichen, daß die Kosten nicht als ausschlaggebendes Argument für den Feuereinsatz herangezogen werden dürfen, wenn andere Schutzgründe dem entgegenstehen.

c. Strukturelle, topographische und edaphische Verhältnisse der zu pflegenden Flächen

Häufig weisen die zu behandelnden Flächen reichhaltige Strukturelemente auf, die einen Maschineneinsatz schnell an seine Grenzen stoßen lassen. Diese reichen in Heiden und Grünland von Lesesteinhaufen über Findlinge oder flächig eingestreute Felspartien bis hin zu kleinen Gebüsch- und Baumgruppen. Bei der flächigen Heidemahd mit Maschinen weist Lütkepohl (1993) darauf hin, daß stellenweise eine Strukturverarmung auftritt und dadurch die Diversität geringer wird. Dies kann zwar auch kurzfristig ein Effekt des Feuers sein, in jedem Fall aber wird das Kleinrelief bei Feuereinsatz maximal geschont.

Auch steile Hanglagen verbieten einen Maschineneinsatz. Hier sind die Beweidung, das Mähen von Hand oder der Feuereinsatz die einzigen Möglichkeiten, um diese Flächen zu pflegen. Bei sehr steilen Hanglagen – wie beispielsweise die Rebböschungen des Kaiserstuhls – fallen auch die Beweidung oder die Mahd von Hand weitgehend aus.

Des Weiteren gibt es Flächen, auf denen aus edaphischen Gründen der Einsatz von großen Maschinen zweifelhaft ist, da es hier zu Bodenverwundungen, Bodenverdichtungen oder zu Veränderungen des Mikroreliefs kommen kann. Als Beispiele seien hier Feuchtwiesen auf plastischem geologischen Untergrund oder Moorböden genannt.

In allen genannten Fällen kann ein Feuereinsatz eine sinnvolle und praktikable Alternative darstellen, sofern keine anderen Schutzgründe dagegensprechen. Ist nach diesen Überlegungen die Entscheidung für einen Feuereinsatz gefallen, gibt es einige brenntechnische Überlegungen, die im Vorfeld des kontrollierten Brennens geplant werden müssen:

Größe und Lage der einzelnen Brandflächen

Unter mitteleuropäischen Verhältnisssen sollte das Feuer zur Pflege im Naturschutz in der Regel nur kleinflächig und abschnittsweise angewendet werden. Dabei sollte sich die Größe und Lage der einzelnen Brandflächen an der Gesamtgröße des Pflegegebietes orientieren, und zwar so, daß eine floristische und faunistische Wiederbesiedlung problemlos möglich ist. So wird beispielsweise im Neustädter Moor jährlich auf ein bis fünf Prozent der Fläche des gesamten Schutzgebietes gebrannt. Diese Größenordnung kann für andere Flächen, die kontrolliert gebrannt werden sollen, nur ein Anhalt sein, da sich die jährlich gebrannte Fläche nach dem angestrebten Feuerintervall (s.u.) richtet. Die Lage und Form der einzelnen Brandflächen sollte sich möglichst den topographischen Konturen anpassen bzw. unregelmäßig und mosaikartig in der Landschaft verteilt sein. Dadurch erreicht man einen hohen Randlinieneffekt, bei dem sich frisch gebrannte mit älteren Brandflächen abwechseln.

Feuerhäufigkeit (Feuerintervall) und Brandzeitpunkt

Beide Faktoren werden von dem spezifischen Pflegeziel bestimmt. Das Feuerintervall (durchschnittlicher Abstand zwischen zwei Feuerbehandlungen in Jahren) ist in den in Frage kommenden hiesigen Vegetationstypen sehr unterschiedlich, dürfte aber nach den bislang vorliegenden Erfahrungen zwischen einem und zwanzig Jahren liegen (Wegener 1993, Van der Ende 1993, Holst-Jørgensen 1993, Schreiber 1995).

In Abschnitt 5.1 wurde gezeigt, daß mit verschiedenen Brennmethoden unterschiedliche Effekte erzielt werden können, die u.a. durch die meteorologischen Bedingungen und die Jahreszeit beeinflußt werden. Dabei wurde bei den meisten Brennversuchen bisher im Winter gebrannt (Zimmermann 1975, Hoffmann 1980, Wegener 1993, Schreiber 1995, Lütkepohl et al. 1997). Zu dieser Jahreszeit ist die Aktivität von Fauna und Flora stark eingeschränkt, und da der Boden kalt oder gefroren ist, sind die Auswirkungen des Feuers auf die Organismen in Bodennähe am geringsten. Dabei ist allerdings zu bedenken, daß vor allem den Tierarten, die in der Streu überwintern, die Chance genommen wird, vor dem Feuer zu fliehen. Ist es das Ziel, mit einem möglichst intensiven, heißen Feuer zu brennen, etwa um starken Gehölzaufwuchs zurückzudrängen oder die Streudecke möglichst vollständig zu entfernen, kann ein Feuer zwischen Spätfrühjahr und Sommer erfolgversprechend sein.

Auch die Tageszeit spielt für die Feuerintensität eine Rolle. Sie ist in der Regel in den frühen Nachmittagsstunden am höchsten, kurz nachdem die Einstrahlung ihren Höhepunkt erreicht hat und die relative Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeit des schwachen Brennmaterials am niedrigsten sind.

5.3 Möglichkeiten des Feuereinsatzes in Mitteleuropa bzw. Deutschland

Aus Gesichtspunkten des Naturschutzes, der Landschaftspflege und ggf. auch der Forstwirtschaft ergeben sich heute mehrere Schwerpunktbereiche, in denen man sich neben konventionellen Pflegeverfahren einen gezielten Feuereinsatz vorstellen könnte:

a. Heidegesellschaften

  • Erhaltung des Landschaftstyps

  • Erhaltung der spezifischen Entwicklungsdynamik

  • Habitatbewirtschaftung von Wildtieren (z.B. Birkhuhn u.a. auf aufgelassenen Truppenübungsplätzen)

  • Verbesserung der Beweidungsgrundlage (z.B. Heidschnucken)

  • Landschaftsgestaltung (z.B. Erholungsgebiet Lüneburger Heide)

  • Reduzierung der Wildfeuergefährdung

b. Moore

  • Renaturierung und Pflege degenerierter Moorfläche

c. Trocken- und Magerrasen

  • Erhaltung artenreicher Lebensräume der historischen Kulturlandschaft

d. Bracheflächen

  • Kleinflächen auf Extremstandorten in Gemengelage mit anderen Nutzungen

  • Großflächen im Rahmen der Landschaftspflege, aber nur in kleinen handtuchartigen Flächen in jährlichem Wechsel gebrannt (Wald-Feld-Verteilung aus landschaftsästhetischer Sicht; Offenhaltung von Flächen aus anderen Gründen [z.B.Skisport])

e. Andere land- und weinbauwirtschaftliche Problemstandorte

  • Ackerraine und Böschungen, insbesondere an hohen Steilhanglagen (Erosionsschutz, Mikroklima [Kontrolle von Kaltluftbarrieren], Artenschutz)

f. Waldbewirtschaftung

  • Waldbauliche Maßnahmen

  • Neubelebung historischer Landnutzungsformen im Rahmen der Landschaftspflege (z.B. Reutebergwirtschaft/Reutebrennen)

g. Reduzierung der Wildfeuergefährdung

  • Reduzierung der Schadfeuergefährdung in Kiefernwäldern

  • Reduzierung der Schadfeuergefährdung auf Truppenübungsplätzen (Schießplätze)

Erfahrungen in der Lüneburger Heide haben beispielsweise deutlich gemacht, daß die langfristige Beschränkung der Heidepflege allein auf Schafbeweidung zu sehr strukturarmen Heiden führt, deren Vitalität und Verjüngungsfreudigkeit abnimmt. Das gesamte Spektrum traditioneller Bewirtschaftungsverfahren ist notwendig, um eine strukturreiche, vitale Heide zu erhalten (Lütkepohl 1993, Lindemann 1993). So kommen heute neben der Mahd auch maschinelle Plaggverfahren zum Einsatz. Feuer erweist sich dabei zur Pflege noch vitaler, zu Stockausschlägen fähiger Calluna-Heiden auf Standorten mit geringer Rohhumusauflage als sehr effektiv, insbesondere dort, wo Mahd aus den o.a. Gründen als Pflegemaßnahme ausscheidet.

Auch bei der Pflege degenerierter Moore ist ein Feureinsatz denkbar, vor allem um einen Nährstoffaustrag zu erreichen. In diesem Fall scheint besonders die Kombination von Feuer und Beweidung vielversprechend zu sein (vgl. Abschn. 3.2).

Kleinflächig und abschnittsweise angewendet, kann das Feuer auch im Grünland vor allem in trockenen Gesellschaften ein geeignetes Pflegemittel sein. Insbesondere gilt dies für subkontinental bis kontinental beeinflußte Trocken- und Halbtrockenrasen, Sandtrockenfluren und Gebirgstrockenrasen (Wegener 1993). Gleiches gilt für Böschungen in Weinbaugebieten, da diese häufig so steil sind, daß andere Pflegevarianten nicht möglich sind. Ob es sich dafür eignet, bestimmte schutzwürdige Artenkombinationen zu erhalten, kann noch nicht abschließend beantwortet werden. Geht es jedoch vornehmlich darum, eine bestimmte gewünschte Biotopkapazität, Diversität oder Strukturvielfalt zu erhalten und zu fördern, ist das Feuer eine geeignete Pflegemaßnahme. Dies gilt besonders für Flächen, die in unwegsamem und steilem Gelände liegen und/oder sehr viele Kleinstrukturen aufweisen, da hier abgesehen von der extensiven Beweidung andere Pflegeverfahren nur unter erheblichem Aufwand und größeren Schwierigkeiten durchgeführt werden können.

Abschließend sollen die Truppenübungsplätze erwähnt werden, auch wenn sie keine einheitlichen Landschaftsteile darstellen, sondern aus einer Vielzahl unterschiedlicher Ökosysteme bestehen. Sie stellen die letzten echten “Brandrefugien” Mitteleuropas dar (vgl. Abschn. 2.2) und nehmen große zusammenhängende Flächen ein. Deshalb sind sie sowohl für die feuerökologische Forschung als auch für die zukünftige Erprobung und Anwendung von Feuer-Management-Maßnahmen von herausragender Bedeutung.

Allein in Brandenburg gibt es über 90.000 ha ehemaliger Übungsflächen, von denen ein knappes Drittel dem Naturschutz zur Verfügung gestellt wurde und wo “Wildnisgebiete” ausgewiesen werden sollen (Flade 1996). Sie reichen von einem vielfältigen Mosaik aus primären Sukzessionstadien über Heideflächen bis hin zu geschlossenen Wäldern, für die ein langfristiges Bewirtschaftungskonzept entwickelt werden soll. Dabei ist es naheliegend, daß diese Flächen, die durch “Katastrophen” entstanden sind und in deren Entstehungsgeschichte das Feuer eine maßgebliche Rolle gespielt hat, auch weiterhin dem Feuer ausgesetzt werden sollten. Flade (1996) sieht in einer Mischung aus Jagdruhezonen, Zulassung von Bränden – kontrollierten und natürlichen – und Insektenkalamitäten die beste Möglichkeit, die Dynamik dieser Lebensräume in Gang zu halten.

Diesem Managementkonzept liegt die Hypothese zugrunde, daß der Anteil der Offenlandbiotope in der nacheiszeitlichen Naturgeschichte schon immer eine bedeutende Rolle gespielt hat (Brunzel-Drüke et al. 1994, Beutler 1996), sei es, daß sie durch menschliche Eingriffe geschaffen wurden, oder natürliche Kalamitäten wie Feuer, Sturm und Insekten die Wälder öffneten und in der Folgezeit durch einen hohen Beweidungsdruck der Herbivoren offengehalten wurden.

 

6. Öffentlichkeitsarbeit

Es ist offensichtlich, daß es aus naturschutzfachlicher Sicht eine Anzahl von Argumenten gibt, dem Feuer in der Palette der Pflegemöglichkeiten von Schutzgebieten einen Platz zuzugestehen. Für die praktische Umsetzung gilt es jedoch noch eine Reihe von Hürden zu nehmen, da in den meisten Verwaltungen und in der Öffentlichkeit der Nutzung des Feuers in der freien Landschhaft ein großes Mißtrauen entgegengebracht wird. Da es in den letzten Jahrzehnten weitgehend verboten war, das Feuer einzusetzen, hat es sich in dem Bewußtsein der Öffentlichkeit festgesetzt, daß Feuer für die Natur negativ zu bewerten ist. Ein Wiederzulassen des Feuers im Naturschutz kann daher zunächst auf breites Unverständnis stoßen. Deswegen ist eine gute und gezielte Öffentlichkeitsarbeit nötig. Sie muß unmißverständlich herausarbeiten, daß es einerseits gilt, einen fachlich begründeten Feuereinsatz zuzulassen, andererseits das unkontrollierte Flämmen von beispielsweise Hecken, Feldgehölzen und Ackerflächen weiterhin zu unterbinden. Aus den vorliegenden Erfahrungen mit dem Feuereinsatz läßt sich mittlerweile eine Fülle überzeugender Argumente ableiten.

Ob die Öffentlichkeitsarbeit sich größeren Problemen stellen muß, sollten sozio-ökonomische Begleituntersuchungen in den kommenden Jahren herausarbeiten. Die junge Generation von Landwirten bzw. der Bevölkerung im ländlichen Raum einerseits und der städtischen Bevölkerung andererseits sind über Naturprozesse in der Regel recht gut informiert bzw. haben ein allgemein gutes Verständnis für vergleichbare Neuerungen. So hat beispielsweise die Diskussion der Brände im Yellowstone Nationalpark (USA) im Jahr 1988 in den hiesigen Medien über Jahre hinweg einen bislang ungekannten Raum eingenommen, und es besteht zumindest beim durchschnittlichen Bildungsbürger ein überraschend hoher Bewußtseinsstand über die Ambivalenz von Waldbränden.

Die junge Generation von Landwirten (einschließlich Weinbauern, Schäfer, Jäger) hat aber andererseits keine Erinnerung und Erfahrung in den alten Praktiken des Flämmens. Hier ist insbesondere die ältere Generation gefragt, mit Rat zur Seite zu stehen.

Konkrete Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit sind Vorträge, Fortbildungen und öffentliche Informationsveranstaltungen für interessierte Mitbürger, Verbände oder die Naturschutzverwaltungen. Dabei sollten möglichst viele und unterschiedliche Träger öffentlicher Belange eingebunden werden, um eine interdisziplinäre Diskussion anzuregen und Lösungsansätze zu erarbeiten, die einen möglichst großen Rückhalt in der Öffentlichkeit finden. Außerdem werden so die neu gewonnenen Informationen über Multiplikatoren nach außen getragen.

Dabei kann es sich als sinnvoll erweisen, die Ziele des Feuereinsatzes in der Landschaftspflege an bestimmten bekannten Zielarten (z.B. dem Birkhuhn) festzumachen. Von Bedeutung ist auch gerade für die Öffentlichkeitsarbeit, den historischen Ansatz auszubauen, der deutlich macht, daß Feuer kein neues Instrument des Naturschutzes ist, sondern daß es von alters her in vielen Kulturlandschaften Deutschlands eine Rolle gespielt hat.

 

7. Forschungsbedarf und Perspektiven

Während in der süd- und außereuropäischen feuerökologischen Forschung mittlerweile ein umfangreiches Fachwissen vorliegt, ist dieses im mitteleuropäischen Raum nur fragmentarisch vorhanden. Dabei fehlen vor allem längerfristige Untersuchungen (Dauerbeobachtungsflächen) im Sinne der Konzepte von Schreiber (1997), der die bereits erwähnten Bracheversuche in Baden-Württemberg betreut. Dieses erhebliche Wissensdefizit sollte durch eine breite Forschungsinitiative überwunden werden, die u.a. in folgenden Bereichen wirken bzw. Themen aufgreifen sollte:

  • Wissenschaftliche Begleitung laufender Maßnahmen;

  • Wiederaufnahme bzw. Fortführung von Untersuchungen auf ehemaligen Versuchsflächen (bzw. Brandflächen im Allgemeinen);

  • Erarbeitung einer umfassenden Dokumentation über die Auswirkungen von Feuer in den infrage kommenden Vegetationstypen;

  • Durchführung umfassender Vergleiche (ökologisch-ökonomische Wirkungsanalysen) von verschiedenen Pflegemaßnahmen zur Vorbereitung eines fundierten Entscheidungsinstrumentariums; und

  • Einbindung der Komponente “Kontrolliertes Brennen” in die Erarbeitung von Pflegekonzepten für ehemalige bzw. heute noch genutzte Truppenübungsplätze.

Ein weiteres, bislang unzureichend abgedecktes Gebiet betrifft die Rolle des Feuers in der Natur- und Landnutzungsgeschichte.

Bislang gibt es nur wenige Untersuchungen über die Geschichte des Feuers und dessen Auswirkungen auf die Vegetation Mitteleuropas. Eine kulturhistorisch-ökologisch ausgerichtete Komponente eines breiteren Forschungsprogrammes sollte sich folgenden Fragestellungen widmen:

  • Ergänzung bisheriger Analysen von Bohrkernen in Seen und Mooren in der Form von Neuauswertung (Neuinterpretation) von Holzkohledaten in Bezug auf Vegetations- und Klimainformation. Neuanlage von Bohrungen dort, wo derartige Information fehlt;

  • Auswertung historischer Quellen hinsichtlich der Verbreitung und Bedeutung ehemaliger Brandwirtschaftsformen;

  • Auswertung von Waldbrand- und Blitzschlagstatistiken in Hinblick auf die Bedeutung natürlicher Brände.

Insgesamt drängt die Zeit, da viele schützenswerte Flächen der Sukzession bzw. Überalterung unterliegen und sich nachhaltig zu verändern drohen. Als Ergebnis dieses Grundsatzpapieres wird daher empfohlen, entsprechende Maßnahmen zügig umzusetzen. In den Ökosystemen, von denen wir wissen, daß sie in ihrer gechichtlichen Entwicklung immer wieder durch das Feuer beeinflußt wurden, sollten Programme des kontrollierten Brennens, unterstützt durch wissenschaftliche Begleituntersuchungen, baldmöglichst aufgelegt werden.

 

8. Ausblick

Auf die im Oktober 1996 von der Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) in Zusammenarbeit mit dem Naturschutzzentrum Hessen e.V. und dem Max-Planck-Institut für Chemie, Abteilung Biogeochemie, durchgeführte Fachtagung “Feuereinsatz im Naturschutz” folgte bereits kurz darauf ein Seminar “Kontrolliertes Brennen in der Landschaftspflege” im Naturschutzzentrum Hessen im Februar 1997.

Mit Wirkung von März 1997 initiierte das Ministerium Ländlicher Raum, Baden-Württemberg, zusammen mit der Arbeitsgruppe Feuerökologie des Max-Planck-Instituts für Chemie ein dreijähriges Forschungs- und Entwicklungsprogramm zum Einsatz des kontrollierten Brennens zur Pflege von Rebböschungen im Kaiserstuhl. Der amtliche Naturschutz hat hiermit eine wichtige Initiative ergriffen, die nicht unerhebliche Auswirkungen auf die einschlägige Forschung und Entwicklung in Deutschland haben dürfte. Am 2. Juni 1997 werden sich die vorgenannten Initiativen aus Baden-Württemberg, Niedersachsen und Hessen anläßlich eines Fachsymposiums der baden-württembergischen Akademie Ländlicher Raum im Kaiserstuhl vorstellen.

Eine neue Denkrichtung in Ökologie, Naturschutz und bei Bemühungen um die Pflege historischen Kulturgutes auf Landschaftsebene trifft jetzt auch auf ein allgemeines Interesse. Mit einer Verzögerung von mehr als zwei Jahrzehnten ist es aber noch nicht zu spät, Arten, Pflanzengesellschaften und Landschaftsbilder wiederherzustellen, die durch falsch verstandenen Schutz vor Bewirtschaftung oder auch aufgrund des Mangels finanzieller Ressourcen in ihrem Bestand bedroht sind.

Es wird unerläßlich sein, eine von der Wissenschaft getragene Zieldiskussion zu führen, da Leitbilder des Naturschutzes, die sich häufig aus normativen Entscheidungen entwickeln, von einer breiten Öffentlichkeit getragen werden müssen. Es gilt dabei, nach den Jahrzehnten der Politik des Feuerausschlusses nun eine sinnvolle Neuentwicklung einzuleiten, die eine völlig unkontrollierte Nutzung des Feuers ausschließt. Um so wichtiger ist es, auf der Grundlage vorliegender Praxiserfahrungen sinnvolle und praktikable rechtliche Regelungen zu schaffen, damit neue Erfahrungen mit dem Feuereinsatz in Naturschutz, Landwirtschaft und Landschaftspflege gewonnen werden können.

 

9. Zusammenfassung

Im Oktober 1996 trafen sich etwa 100 Fachleute aus Wissenschaft, dem amtlichen Naturschutz und anderen öffentlichen Verwaltungen in Schneverdingen zu der Fachtagung “Feuereinsatz im Naturschutz”. Sie wurde von der Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Feuerökologie und Biomasseverbrennung des Max-Planck-Institutes für Chemie und dem Naturschutzzentrum Hessen e. V. durchgeführt.

In Vorträgen und Diskussionen wurde über das Für und Wider des Feuereinsatzes für Naturschutzzwecke in Mitteleuropa nachgedacht. Die Themen reichten dabei von den ökologischen Auswirkungen des Feuers, über dessen geschichtliche Bedeutung, bis hin zu gesellschaftlichen und rechtlichen Aspekten, die mit dem Feuereinsatz im Zusammenhang stehen. Dieses Positionspapier faßt die Tagungsergebnisse zusammen und gibt einen Überblick über die feuerökologische Forschung der letzten 30 Jahre in Mitteleuropa. Es soll als Grundlage dafür dienen, die Anwendungsmöglichkeiten des kontrollierten Brennens für den Naturschutz und die Landschaftspflege neu zu überdenken und konkrete Anwendungsbereiche für die Zukunft aufzeigen.

Diese Überlegungen bauen auf vegetations- und kulturgeschichtlichen Untersuchungen auf. So deuten beispielsweise Analysen von See- und Torfsedimenten zur Rekonstruktion der Vegetationsgeschichte darauf hin, daß es auch in Mitteleuropa seit dem Ende der letzten Eiszeit immer wieder zu Vegetationsbränden kam. Wichtige Indizien dafür sind Holzkohlepartikel und Pollen, die auf Brandsukzessionen schließen lassen. Es gibt eine Reihe von Hinweisen, die darauf schließen lassen, daß natürliche Vegetationsbrände spätestens seit dem Beginn des Subatlantikums durch menschliche Einfluß überlagert werden. Mit dem Seßhaftwerden des Menschen und dem Aufkommen des Ackerbaus in der Jungsteinzeit entwickelten sich die ersten Wanderfeldbau- und Brandrodungssysteme, die in wechselnder Form bis in dieses Jahrhundert hinein Bestand hatten. Als Beispiele seien hier die Reutebergwirtschaft des Schwarzwaldes, das Heide- und Moorbrennen in der nordwestdeutschen Kulturlandschaft sowie das Brennen von Grün- und Ackerland erwähnt. Doch mit dem Aufkommen der modernen intensiven Landwirschaft verschwanden diese vom Feuer geprägten, extensiven Landnutzungsformen zunehmend. Weiterhin kam es in der Nachkriegszeit praktisch zu einem völligen Verbot der Feueranwendung im ländlichen Raum, so daß seit mehr als 20 Jahren die traditionellen Verfahren des Brennens aus der Landschaft verschwunden sind. Lediglich auf Truppenübungsplätzen in beiden Teilen Deutschlands kam es durch den militärischen Übungsbetrieb immer wieder zu unkontrollierten und kontrollierten Bränden. Auf diesen Flächen entwickelten sich aufgrund der Störungen sehr wertvolle, artenreiche Pflanzen- und Tiergesellschaften, die im Falle von aufgegebenen Plätzen jetzt zum großen Teil unter Naturschutz stehen.

Der herausragende Stellenwert dieser auf vielen Truppenübungsplätzen erhaltenen Ökosysteme bringt den Naturschutz derzeit zunehmend zum Umdenken, und es stellt sich die Frage, ob es richtig war, den Feuereinsatz in der Behandlung unserer Kulturlandschaften grundsätzlich zu verbieten. Und auch der Blick auf andere Gebiete in Mitteleuropa zeigt, daß es in der Vergangenheit immer wieder zu Vegetationsbränden kam, die viele offene und halboffene Lebensräume geschaffen und erhalten haben. Diese zu pflegen und zu entwickeln ist die Voraussetzung für einen nachhaltigen Schutz vieler Tier- und Pflanzenarten.

Unter den Tagungsteilnehmern und in der Literatur, die sich mit feurerökologischen Fragen in Mitteleuropa auseinandersetzt, besteht weitgehend Übereinstimmung, daß ein ausnahmloses Verbot des Feuereinsatzes in der Landschaftspflege nicht sinnvoll sein kann. Das kontrollierte Brennen kann einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, daß offene, von Nährstoffarmut und Artenreichtum geprägte Ökosysteme erhalten bleiben.

Die bisherigen wissenschaftlichen Begleituntersuchungen zu verschiedenen Brandversuchen (z.B. in der Lüneburger Heide, auf Brachflächen in Baden-Württemberg, in Grünlandgesellschaften in Thüringen und im Neustädter Moor) deuten immer wieder darauf hin, daß Feuer auf viele Lebensgemeinschaften des Offenlandes einen positiven Einfluß hat. Bei gut durchdachter und geplanter Durchführung des kontrollierten Brennens lassen sich mögliche Verluste in der Fauna und Flora auf ein Maß beschränken, zu dem es auch bei anderen Pflegemaßnahmen wie Mahd, Mulchen, Beweidung und Plaggen kommt. Durch das Feuer werden Lebensräume verändert und neue Strukturen geschaffen, die anderen Arten neue Lebensmöglichkeiten bieten. Ob diese Änderung der Lebensräume aus naturschutzfachlicher Sicht positiv oder negativ zu bewerten ist, muß am Einzelfall entschieden werden.

Dennoch kann es nicht Ziel eines anzustrebenden Feuerprogramms in Naturschutz, sowie Land- und Forstwirtschaft sein, Feuer wieder in großem Stil in der Behandlung unserer Kultur- und Naturlandschaft einzusetzen. Das kontrollierte Brennen sollte aber in die Palette der Pflegemöglichkeiten mit aufgenommen werden, um es kleinräumig und behutsam dort wieder einzusetzen, wo es unter fachlichen und ökonomischen Gesichtspunkten Sinn macht. Um das zu ermöglichen, muß der rechtliche und administrative Rahmen im Bereich Naturschutz und Abfallbeseitigung so verändert werden, daß ein agbewogener sachgerechter Feuereinsatz in der Landschaft möglich ist.

Damit für den Feuereinsatz eine solide und fundierte Grundlage geschaffen werden kann, muß eine enge Zusammenarbeit zwischen feuerökologischer Forschung und den verschiedenen Trägern öffentlicher Belange zustande kommen. Eine umfassende Öffentlichkeitsarbeit ist ebenfalls unerläßlich. Für die feuerökologische Forschung wird die Bildung eines fachübergreifenden Forums im deutschsprachigen Raum empfohlen.


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Eurasian Fire in Nature Conservation Network (EFNCN)

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EFNCN Prescribed Burning Research and Development Projects

Short summaries of research and development projects conducted by EFNCN members provide project objectives, results, publications and visual impressions of the experimental or routine burns. Those projects that offer a website are also included in the website section further down on
this page.

Denmark
Finland
Germany
Netherlands
Poland
Russia
Sweden
Ukraine
United Kingdom

Kaiserstuhl

Prescribed Burning in Land Management in Germany:

The Kaiserstuhl Project, Baden Württemberg 

Fire Ecology Research Group
and
Landschaftserhaltungsverband Emmendingen


 


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EURASIAN FIRE IN NATURE CONSERVATION NETWORK (EFNCN)

3rd International Workshop

Challenges on Military Land Management


Complementary Aspects and Common Goals in Natural Resources Management on Military Lands

Conducted in the Information Center
Nationalpark Neusiedler See-Seewinkel, Illmitz, Austria

15-17 May 2017


Military training ranges in Austria and in neighboring countries of Europe Germany, some of them in use for more than a century, have been subjected to mechanical disturbances as consequence of movements of military vehicles and tanks, and the direct and indirect impacts of artillery shooting and bombing exercises, often associated with wildfires started by explosive ordnance. Since other land-use was largely banned in those military grounds the combination of disturbances with the absence of pesticides, fertilizers, agricultural crops or reforestation activities have resulted in the formation of open land ecosystems, in which natural succession was halted, often associated with an impoverished soil nutrient status. These training ranges provide habitats and refugia for endangered species and open land ecosystems. Abandoned or reduced disturbances by military training have resulted in plant succession towards forest formation, resulting in losses of habitats for endangered species dependent on open-land ecosystems, notably the Calluna vulgaris heathlands. In some areas the desired effects of meanwhile abandoned military activities and wildfires are substituted by targeted grazing, mechanical treatment or prescribed fire. Unexploded ordnance (UXO) is an impediment for using traditional manned mechanical systems of prescribed fire due to safety reasons. The 2017 Illmitz workshop discussed alternatives, among other the use of unmanned remotely controlled and semi-autonomously operating vegetation treatment systems and the use of armored vehicles in safely setting prescribed fire and controlling wildfires.

On site demonstration of an autonomous tractor for open UXO-contaminated land management and the unmanned Dok-Ing landmine clearing vehicle, Austrian Armament and Defense Agency (AADA). Photos: David Kuelling, Swiss Department of Defense.

MTA Bruck-Neudorf briefing by Col. Neuhold, MTA commander (left) and GFMC and military personnel of Austrian Defence Forces observing the field demonstration


Presentation of use of prescribed fie on Federal military lands in Germany by the German Federal Forest Service (FGFS) and GFMC, presented by Lothar Schmid, FGFS


SPOT-55 in action in a prescribed burn in Germany – an impression of the presentation by GFMC. Photo: DiBuKa

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Contact

Fire Ecology Research Group / The Global Fire Monitoring Center (GFMC)
Max Planck Institute for Chemistry
c/o Freiburg University
Georges-Koehler-Allee 75
D-79110 Freiburg
GERMANY

e-mail: fire@fire.uni-freiburg.de

 

 

 


Abschlussbericht: “Feuer-Management auf den Rebböschungen des Kaiserstuhls”

Abschlussbericht an das Ministerium Ländlicher Raum Baden-Württemberg zum Großversuch

“Feuer-Management auf den Rebböschungen des Kaiserstuhls”


Der Abschlussbericht liegt als PDF Datei vor. Um eine PDF Datei oeffnen zu koennen benoetigen Sie den       “Acrobat Reader”: 

Abschlussbericht: “Feuer-Management auf den Rebböschungen des Kaiserstuhls” (140 KB)


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Objectives

The symposium will provide a platform for the exchange of data, expertise, and views of institutions and individuals who are actively applying or conducting research in prescribed burning for the purpose of nature conservation (biodiversity management, habitat management), land and landscape management, and forestry, notably in forest fire management. As the EFNCN is operating at the science-management and science-policy interface, representatives of institutions representing land managers and owners, public services, e.g. fire services, are invited to attend to discuss and share views on professional capacity building in the use of prescribed fire.

Overall, the symposium will support the advancement of the use of prescribed fire in Eurasia; particularly by considering the involvement of local communities in land and fire management.

The region of interest covered by the symposium is temperate-boreal Eurasia with a focus on Europe North of the Alps and the adjoining countries of East / Southeast Europe, Caucasus, Central and Northeast Asia.

Envisaged Outputs of the Symposium

The symposium will include plenary sessions with presentations of project reports and analyses of policies and management strategies, as well as dedicated side events for major projects and other groups.

Among other the desired outputs of the symposium include:

  • Collate and publish the state-of-the art and expertise in the use of prescribed fire (project reports)

  • Update the EFNCN database

  • Prepare a White Paper on the Use of Prescribed Fire in Land Management, Nature Conservation and Forestry in temperate-boreal Eurasia

The attendance at the symposium is by invitation. Invitees are encouraged to submit a title and a half-page abstract of an oral presentation and / or a poster.

All attendees actively working in the use of prescribed fire, either in research or in management application will receive a template for reporting basic information on prescribed burning sites, aimed at updating the EFNCN database. This database will be shared with the Fire Paradox database.

 

 

 


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In the history of land-use in Eurasia fire has been an important element in forestry, agriculture and pastoralism. The use of fire has contributed to shape landscape patterns of high ecological and cultural diversity, e.g. heathlands, open grasslands, meadows, and swidden (shifting) agriculture sites. In the Nordic countries historic natural fires caused by lightning and burning practises have also significantly influenced the composition and structure of forest ecosystems. 

The rapid socio-economic changes in the past four decades led also to a change of land-use systems and landscape patterns, resulting in elimination of traditional burning practises. New air quality standards and the generally prevailing opinion by the government administrations that fire would damage ecosystem stability and biodiversity, led to imposing of fire bans in most European countries. 

It is now becoming evident that the abandonment of traditional land-use methods have resulted in the elimination of disturbances, which have characteristically shaped many valuable landscape types and ecosystems. Changing paradigms in ecology and nature conservation currently lead to the reconsideration of fire-exclusion policies in certain sectors of nature conservation, forestry and landscape management.

 

Rekonstruktion der Feuergeschichte einer nordischen Wald- und Kulturlandschaft: Fallbeispiel Nationalpark Tiveden (Südschweden)

Rekonstruktion der Feuergeschichteeiner nordischen Wald- und Kulturlandschaft:
Fallbeispiel Nationalpark Tiveden (Südschweden)

von H.D. Page *, M. Niklasson **, S.Källgren **, A. Granström**, J.G. Goldammer *

* Arbeitsgruppe Feuerökologie und Biomasseverbrennung, Max-Planck-Institut für Chemie, Abteilung Biogeochemie, c/o Forstwissenschaftliche Fakultät der Universität Freiburg, Postfach, D-79085 Freiburg
** Department of Forest Vegetation Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences, S-90183 Umeå

Page, H., M.Niklasson, S.Källgren, A.Granström und J.G.Goldammer. 1997. Rekonstruktion der Feuergeschichte einer nordischen Wald- und Kulturlandschaft: Fallbeispiel Nationalpark Tiveden (Südschweden). Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz, Schneverdingen, NNA-Berichte 10, Heft 5, 142-150.  ISSN 09 35-14 50


1.Einleitung

2. Material und Methoden

2.1 Naturräumliche Charakterisierung des Untersuchungsgebietes
2.2 Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte
2.3 Datierung historischer Feuer

3. Ergebnisse

3.1 Feuerintervalle im Nationalpark Tiveden
3.2 Die Brände im Jahresverlauf
3.3 Die Brandgrößen in den verschiedenen Epochen

4. Diskussion

Literatur


1.Einleitung

Bis vor wenigen Jahren wurden Waldbrände in Eurasien vorwiegend als katastrophale Ereignisse betrachtet. Doch durch die feuerökologische Forschung in der letzten Zeit wird immer klarer, daß das Feuer – durch Blitzschlag oder vom Menschen verursacht – ein Faktor ist, der die Artenzusammensetzung und Entwicklungsdynamik dortiger Waldökosysteme entscheidend prägt (Granström et al. 1995; Zackrisson & Östlund 1991; Schimmel & Granström 1991; Rowe 1983).

Jahrringanalytische Untersuchungen von Bäumen und Baumstümpfen, die Brandwunden aufweisen, sind für die feuergeschichtliche Forschung von zentraler Bedeutung. Sie geben Aufschluß über die Häufigkeit, das jahreszeitlichen Auftreten und die Ausdehnung historischer Brandereignisse. Der Schwerpunkt feuergeschichtlicher Untersuchungen liegt in Nordschweden (Zackrisson & Östlund 1991; Bradshaw & Zackrisson 1990), da es hier – vorwiegend in Naturreservaten – noch zahlreiche Bestände gibt, in denen man alte Bäume oder Baumstümpfe mit Brandwunden finden kann. In Südschweden hingegen, das schon seit langer Zeit vom Menschen besiedelt ist, gibt es kaum noch Wälder, die historische Brandspuren aufweisen (Granström 1991).

Eine Ausnahme davon bildet der Nationalpark Tiveden, in dem 1994 von der Arbeitsgruppe Feuerökologie (Max-Planck-Institut für Chemie/Universität Freiburg) in Zusammenarbeit mit dem Institut für Vegetationsökologie der Forstlichen Fakultät in Umeå (Schweden) eine jahrringanalytische Untersuchung zur Feuergeschichte des Gebietes durchgeführt wurde. In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse der dendrochronologischen Untersuchung dargestellt und im Zusammenhang mit der Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte interpretiert. Sie gibt Aufschluß über die Bedeutung natürlicher und anthropogen bedingter Feuer der letzten Jahrhunderte in Tiveden und liefert Grundlagen für Entscheidungen, Waldbrände bzw. kontrollierte Feuer in zukünftige Managementkonzepte für den Nationalpark zu integrieren.

 

2. Material und Methoden

2.1 Naturräumliche Charakterisierung des Untersuchungsgebietes

Tiveden liegt etwa 150 km südwestlich von Stockholm am Nordende des Vätternsees. Der 1353 ha große Nationalpark liegt im Süden des Gebietes auf einem Höhenrücken mit einer mittleren Höhenlage von 190 m ü.NN zwischen den Seen Unden und Vättern. Auf über 90% der Parkfläche steht nährstoffarmer und saurer Granit an, der durch eiszeitliche Erosionsprozesse von zahlreichen steilen Rißtälern (Sprickdålar) durchzogen ist (Andersson & Appelqvist 1988; Johansson 1971). Diese feuchten Täler wechseln sich auf kleiner Fläche mit trockenen, steilen Bergrücken ab, bei denen oft der nackte Fels ansteht. Zahlreiche Findlinge und Blockanhäufungen, die die letzte Eiszeit zurückließ, sind ein weiteres Charakteristikum dieser mosaikartig zerklüfteten Landschaft.

Tiveden liegt mitten im Zentrum der hemiborealen Vegetationszone, in der sich Elemente der borealen und gemäßigten Zone vereinen. Die bestandesprägenden Baumarten in Tiveden sind Pinus sylvestris L., die im Nationalpark vor allem auf den trockenen Bergrücken wächst, und Picea abies (L.) Karst, die ihren Schwerpunkt in den Tälern hat. Sie sind zu wechselnden Anteilen mit Betula spp., Populus tremula L. und Sorbus aucuparia L. durchmischt (Andersson & Appelqvist 1988).

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Abb.1. Lage des Untersuchungsgebietes Nationalpark Tiveden und Umgebung mit der Lage historischer Siedlungen und Industrien.

 

2.2 Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte

In der Landnutzungsgeschichte Tivedens lassen sich seit dem Mittelalter vier Epochen unterscheiden, die im Zusammenhang mit der Feuergeschichte eine wichtige Rolle spielen und deswegen kurz erläutert werden.

Tiveden im Mittelalter (bis Ende des 16. Jahrhunderts)

Wegen der zerklüfteten Topographie, des rauheren Klimas und der im Vergleich zum Umland wesentlich schlechteren Bodenbedingungen wurde das heutige Nationalparkgebiet erst sehr spät besiedelt und regelmäßig genutzt. Seit dem Beginn des Mittelalters gab es bäuerliche Siedlungen entlang der Ufer der Seen Unden und Vättern (s. Abb.1). Allerdings war nach der Einschätzung von Kardell (1982) das heutige Nationalparkgebiet, abgesehen von sporadischer Jagd und eventuell vereinzelt vorgekommener Waldweide, bis zum Ende des 16. Jahrhunderts ein vom Menschen weitgehend unberührtes Ökosystem, in dem es auch immer wieder zu Waldbränden kam.

Finnenkolonisation und Stahlproduktion (17. und 18. Jahrhundert)

Gegen Ende des 16. Jahrhunderts veränderte sich dieser Zustand grundlegend. Finnische Immigranten, die auf Grund von Hungersnöten und kriegerischen Auseinandersetzungen aus ihrem Land getrieben wurden, siedelten sich zu dieser Zeit in Süd- und Mittelschweden an. 1580 erreichte diese Einwanderungswelle auch Tiveden, mit der Folge, daß in wenigen Jahrzehnten 82 neue Siedlungen in Tiveden entstanden (s. Abb. 1) und die Menschen immer tiefer in die bis dahin nahezu unberührten Urwälder vordrangen (Kardell 1982).

Mitte des 17. Jahrhunderts hielt die Stahlproduktion Einzug in Tiveden. Das Erz dazu kam aus Taberg, das an der Südspitze des Vätternsees liegt. Da die Wälder rund um die Erzminen schon das gesamte Holz für den Bergbau liefern mußten, verlagerte man die Verhüttung nach Tiveden, wo es noch große unberührte Wälder gab. Diese wurden nun zunehmend von den Menschen genutzt (Blohm & Färg 1953).

Historische Waldnutzungen auf heutigem Nationalparkgebiet (ca. 1700 bis 1850)

Zwar war der heutige Nationalpark nie direkt besiedelt, doch gibt es geschichtliche Belege dafür, daß das Gebiet seit Beginn des 18. Jahrhunderts regelmäßig von Menschen genutzt wurde (Kardell 1982). Neben der Köhlerei waren hier vor allem das Teerbrennen und die Schwendwirtschaft (Svedjebruk) von Bedeutung. Da alle drei Wirtschaftsformen mit offenem Feuer im Wald arbeiteten, ist davon auszugehen, daß das Risiko von unkontrollierten Waldbränden zu jener Zeit stark anstieg.

Ende der Stahlproduktion und Beginn der modernen Forstwirtschaft (ca. 1850 bis heute)

Gegen Mitte des 19. Jahrhunderts ging die Stahlproduktion in Tiveden immer mehr zurück, da der mit Holzkohle produzierte Stahl gegenüber den neuen Produktionsverfahren mit Steinkohle nicht länger konkurrenzfähig war. Das letzte Stahlwerk schloß 1923 in Igelbäcken.

Durch die Öffnung des Götakanals im Jahre 1832, der Stockholm und Göteborg miteinander verbindet, bekam das bis dahin sehr abgelegene Tiveden nun dirkekten Anschluß an den Weltmarkt, da der Kanal das Gebiet im Süden kreuzt. So wurde der Verkauf von Stamm- und Papierholz in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts für Tiveden immer bedeutender und hält bis heute an (Blohm & Färg 1953). Mit dem Aufkommen der modernen Land- und Forstwirtschaft verloren die historischen Waldnutzungsarten seit 1850 völlig an Bedeutung.

2.3 Datierung historischer Feuer

Im borealen Wald Eurasiens treten Brände in der Regel als Bodenfeuer auf, die nur selten in Kronenfeuer übergehen (Goldammer & Furyaev 1996; Schimmel & Granström 1991). Die Kiefer ist im Vergleich zur Fichte Bodenfeuern gegenüber relativ unempfindlich, da die starke Borke das Kambium vor letalen Temperaturen (über 60 ° C) schützt.

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Abb.2. Foto einer Brandwunde (16-fach vergrößert; Probennummer P44; Jahr 1738). Man erkennt die Brandwunde an den gebogenen kollabierten Zellen unterhalb des Risses und dem dunklen Kallusgewebe (rechter Bildrand). Die Bandwunde liegt mitten im Frühholz: mew.

 

Oft entstehen jedoch am Stammanlauf lokal begrenzte Verletzungen des Kambiums, die in den darauffolgenden Jahren überwallt und als Brandnarben konserviert werden. Zur Datierung werden Stammscheiben oder Teile davon aus dem Wundbereich herausgesägt und die Brandjahre mit Hilfe des Cross Dating datiert.

Voraussetzung für diese Methode ist, daß die Bäume Jahrringe ausbilden. Jährliche Witterungsschwankungen und Veränderungen in den Standortqualitäten prägen das Aussehen eines jeden einzelnen Jahrrings, da der Dickenzuwachs durch einen Überschuß an Photosyntheseprodukten bestimmt wird. Dieser ist um so größer, je günstiger die Witterungsbedingungen für die Photosynthese sind (Lyr et al. 1992). Man könnte den Jahrring auch als eine Art Spiegelbild der jährlichen Klimaveränderungen bezeichnen. Wie stark sich diese Schwankungen im Jahrring manifestieren, hängt vom Standort und den wachstumsbegrenzenden Faktoren ab. Am besten eignen sich Extremstandorte für das Cross Dating, bei denen sich ein Minimumfaktor ausmachen läßt, der das Ausmaß des Wachstums kontrolliert, da hier die Unterschiede in den Jahrringstrukturen am deutlichsten ausgeprägt sind (Stokes und Smiley 1968; Fritts 1976; Schweingruber 1983).

In vielen Fällen, so auch in Tiveden, ist es die Wasserversorgung, die zum Einen von der Niederschlagsmenge und zum Anderen von der Wasserspeicherkapazität des Bodens (nutzbare Feldkapazität) abhängt. Da Tiveden in einem schwach ozeanisch geprägten Klimabereich liegt, ist die sehr niedrige Wasserspeicherkapazität des hier vorherrschenden Lithosols maßgeblich für die Jahrringstruktur unserer Probebaumart verantwortlich.

Bei der Aufstellung einer Jahrringchronologie mit Hilfe des Cross Dating eignen sich vor allem die extremen Jahre, die sich in ihrem Aussehen und in ihrer Breite stark von den Nachbarjahrringen unterscheiden. Sie bilden die markanten Jahrringmuster, die benötigt werden, um verschiedene Stammscheiben miteinander vergleichen zu können. Diese Jahrringe werden bei der einzelnen Probe als Ereignisjahr (Event Year) bezeichnet. Die meisten Baumindividuen einer Art reagieren bei vergleichbaren Standortverhältnissen und in einem einheitlichen Klimagebiet sehr ähnlich auf die Wachstumsbedingungen, die in einem Jahr vorherrschen. Das führt dazu, daß das Aussehen ihrer Jahrringmuster oft sehr ähnlich ist. Treten nun bei verschiedenen Baum-individuen Ereignisjahre im selben Jahr auf, so spricht man von Weiserjahren (Pointer Year) (Schweingruber 1990; Stokes & Smiley 1968). Mit ihrer Hilfe kann man eine Chronologie erstellen, die es ermöglicht, die einzelnen Brandwunden von lebenden und toten Bäumen zeitlich exakt eingeordnet. ´

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Abb. 3. Das Prinzip des Cross Dating (Aus: Stokes & Smiley 1968)

 

Diese Methode ist um ein Vielfaches genauer, als das bloße Abzählen von Jahrringen, die zwischen zwei Brandwunden liegen. Denn je nach Stärke des Feuerereignisses wird der Baum durch die Verbrennung eines Teiles der Nadelmasse oder durch das Erreichen subletaler Temperaturen im Kambialbereich unter physiologischen Streß gesetzt. Dieser kann Anormalien im gleichen oder in den darauffolgenden Jahrringen auslösen (Ortloff et al. 1995; Brown & Swetnam 1994, Madany et al. 1982). So können zum Beispiel falsche oder fehlende Jahrringe auftreten, die ohne das Cross Dating nicht erkannt werden. Falls ein großer Teil der Blattmasse durch das Feuer vernichtet wird, kann es zu derart starken Zuwachseinbrüchen bei den nachfolgenden Jahrringen kommen, daß man sie selbst unter dem Mikroskop optisch nicht mehr voneinander unterscheiden kann (Fire Rings). In allen diesen Fällen sind die Weiserjahre ein verläßliches Hilfsmittel, um die Jahrringchronologie eines Baume exakt fortzuführen.

Ein weiterer Effekt, der nach Bränden auftreten kann, ist die Bildung von extrem vielen Harzkanälen entweder im gleichen oder in den nachfolgenden Jahrringen. Dazu kann es dann kommen, wenn die Feuerintensität nicht ausreicht, eine letale Scfhädigung des Kambiums herbeizuführen. Tritt dieses Phänomen in einer Probe auf und ist in der Nachbarprobe im gleichen Jahrring eine Brandwunde vorhanden, so läßt sich daraus schließen, daß das Feuer an beiden Stellen auftrat (Brown & Swetnam 1994).

Betrachtet man die Lage der einzelnen Brandwunde innerhalb eines Jahrringes genauer, so ist es oft möglich, auch noch die Jahreszeit der Feuerereignisse zu bestimmen (Ortloff et al. 1995; Baisan und Swetnam 1990). Je nach Lage der Brandwunde innerhalb des Jahrrings kann man verschiedene Bildungszeiträume unterscheiden (Tab.1).

 

Tab.1. Jahreszeitliche Zuordnung der Position einer Brandwunde innerhalb eines Jahrringes.

Symbol Lage der Brandwunde im Jahrring Bildungszeitraum eew 1. Drittel de Früholzes Mitte Mai bis Anfang Juni (Frühling) mew 2. Drittel de Früholzes Anfang Juni bis Ende Juni(Frühsommer) lew 3.Drittel de Früholzes Ende Juni bis Mitte/Ende Juli (Hochsommer) lw Spätholz Mitte/Ende Juli bis Mitte August (Spätsommer) d zwischen 2 Jahrringen während der Vegtationsruhe von Spätsommer bis Mai

Für die dendrochronologische Datierung der Brände wurden Stammscheiben aus 50 lebenden Kiefern und 55 Baumstümpfen, die über das gesamte Nationalparkgebiet verteilt liegen, ausgewertet. Um die Größen der einzelnen Brandflächen rekonstruieren zu können, wurde die Lage jeder einzelnen Probe auf einer topographischen Karte (Maßstab: 1:25.000) vermerkt. Die Datierung Proben erfolgte an der Universität Umeå.

Um die Größen der einzelnen Brandflächen zu ermitteln, werden alle Probepunkte, die ein bestimmtes Brandjahr aufweisen, auf einer Karte vermerkt. Die Fläche, die innerhalb der äußersten Probepunkte liegt, kann als sichere Brandfläche angesehen weden. Die äußeren Begrenzungen der Brandflächen werden so festgelegt, daß man sich immer an der nächstgelegenen potentiellen Brandgrenze orientiert. Dies sind zum Beispiel Bachläufe, Seen, Moore oder Höhenrücken (Goldammer 1986). Aus dieser Vorgehensweise wird klar, daß die einzelnen Brandflächen immer nur Mindestgrößen darstellen, und daß das tatsächliche Brandareal viel größer gewesen sein kann.

Die Ergebnisse der Untersuchung werden dann in der Feuerchronologie tabellarisch zusammengefaßt. Sie gibt für jeden einzelnen Brand Auskunft über das Brandjahr, die Brandsaison, die Mindestbrandfläche und einer kurzen Beschreibung des Brandareals innerhalb des Nationalparks. Danach wird das Mean-Fire-Return-Intervall (MFRI) errechnet. Es ist definiert als das arithmetrische Mittel der Zeitintervalle, die zwischen den einzelnen Feuerereignissen in einem bestimmten Untersuchungsgebiet liegen. Von zentraler Bedeutung ist dabei, daß es sich auf eine bestimmte Fläche und eine bestimmte Zeitperiode beziehen muß und nichts über die Ausdehnung der einzelnen Brände aussagt (Tande 1979; Romme 1980).

Eine weitere Kennzahl, die zur Darstellung der Brandhäufigkeit in Tiveden berechnet wurde, ist die Feuerfrequenz (Fire Frequency). Auch sie beschreibt die durchschnittliche Zeitperiode, die zwischen zwei Brandereignissen liegt. Sie bezieht sich in der Regel jedoch auf einen kleinen, eng umgrenzten Standort – häufig den einzelnen Probebaum – und ist ein Weiser dafür, wie häufig das Feuer an dem selben Standort wiederkehrt (Romme 1980).

 

3. Ergebnisse

3.1 Feuerintervalle im Nationalpark Tiveden

Die älteste datierte Brandwunde stammt aus dem Jahr 1371. Der älteste Brand, der in mehreren Proben belegt ist, trat im Jahr 1466 auf. Die Chronologie reicht bis in das Jahr 1853 und bricht danach, mit Ausnahme einer Feuerwunde, die an einem einzelnen Probepunkt im Jahr 1882 verzeichnet wurde, abrupt ab. Laut einer mündlichen Mitteilung brannte es dann nur noch einmal 1984 auf einer ca. 0,5 ha großen Fläche im Süd-Osten des Parkes.

Um festzustellen, ob die Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte einen Einfluß auf die Brandhäufigkeit im Nationalpark Tiveden hatte, wird das MFRI, das sich auf die gesamte Nationalparkfläche bezieht, in drei Epochen aufgeteilt, die sich an der Besiedlungsgeschichte orientieren:

1371-1580: Mittelalter (weitgehend ohne menschlichen Einfluß)

1580-1700: Finnenbesiedlung und Beginn der Stahlindustrie (vereinzelte Nutzungen)

1700-1853: Historischen Waldnutzungen (regelmäßige Nutzungen)

Die Epoche nach 1853 wird in der Chronologie nicht berücksichtigt, weil mit dem Aufkommen der modernen Land- und Forstwirtschaft das Feuer nahezu vollständig aus dem Wald verdrängt worden ist. Denn zum Einen bedienen sich die modernen Landbaumethoden nicht mehr der Hilfe des Feuers, und zum Anderen ist der Gebrauch des Feuers im Wald seit der Mitte des letzten Jahrhunderts gesetzlich stark reglemetiert worden. Man versucht seither, jeden aufkommenden Brand schnellstmöglich zu löschen, um die Entwertung von Stammholz zu minimieren.

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Abb.4. Veränderungen des Mean Fire Return Interval (MFRI) im Nationalpark Tiveden in den drei verschiedenen Nutzungsperioden.

 

Betrachtet man in Abbildung 4 die Entwicklung des MFRI über die verschiedenen Epochen hinweg, so fällt auf, daß sich der durchschnittliche Zeitabstand zwischen zwei Bränden auf dem Nationalparkgebiet von fünfzehn Jahren im Mittelalter auf unter fünf Jahre zur Zeit der regelmäßigen historischen Waldnutzungen verringert. Da man davon ausgehen kann, daß im Mittelalter der Mensch keinen wesentlichen Einfluß auf die Dynamik des Waldökosystems in Tiveden hatte, spiegelt das MFRI jener Zeit die natürliche Brandhäufigkeit wider. Erst mit dem Beginn der Finnenbesiedlung und der etwas später aufkommenden Stahlproduktion drang der Mensch immer tiefer in die restlichen Primärwaldgebiete ein, um diese – zunächst sporadisch, später regelmäßig – für seine Bedürfnisse zu nutzen. So kam es immer häufiger zu Bränden, da das Feuer ein unabdingbares Hilfsmitteln aller historischen Waldnutzungsformen war.

Betrachtet man die Feuerfrequenz, die ein Weiser dafür ist, wie häufig das Feuer an denselben Standort zurückkehrt, so ergibt sich ein ganz anderes Bild: Sie liegt für alle Standorte und für alle Epochen bei 27 (± 5) Jahren. Es läßt sich keine Tendenz mit der Siedlungsgeschichte feststellen. Die Gründe dafür werden im Diskussionsteil erörtert.

3.2 Die Brände im Jahresverlauf

Auch bei den folgenden Ausführungen wird der gesamte Beobachtungszeitraum in die drei beschriebenen Epochen unterteilt, um eventuelle Veränderungen in der jahreszeitlichen Verteilung der Brände im Zusammenhang mit der Waldnutzungeschichte herauszufinden. Für die saisonale Aufschlüsselung der Feuerereignisse wurden nur die Brände, die sich jahreszeitlich genau bestimmen ließen, herangezogen.

In Abbildung 5 wird die saisonale Brandverteilung in den einzelnen Nutzungsepochen mit der jahreszeitlichen Verteilung natürlicher Blitzschlagfeuer verglichen. Diese ist einer Arbeit von Granström (1993) entnommen, in der die schwedischen Feuerwehrstatistiken von 1945 bis 1960 hinsichtlich der Ursachen von Waldbränden ausgewertet wurden. Ein Ergebnis der Untersuchung ist, daß über 90% der natürlichen Brände zwischen Mai und Ende August auftreten, mit einem eindeutigen Maximum in den ersten Juliwochen.

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Abb.5. Jahreszeitliche Verteilung der Brände im Nationalpark Tiveden in den verschiedenen Epochen im Vergleich mit dem saisonalen Auftreten von Blitzschlagfeuern in Schweden.

Abbildung 5 zeigt, daß die Verteilung der Brände im Mittelalter (dunkle Balken) recht gut mit der natürlichen Brandhäufigkeitsverteilung (Liniendiagramm) übereinstimmt. Mit dem Einsetzen der Finnenbesiedelung gegen Ende des 16. Jahrhunderts beginnt die Verschiebung der Hauptbrandsaison vom Hochsommer in Richtung Frühjahr. In der jüngsten Epoche brennt es dann überwiegend im Frühjahr (helle Balken). Da diese Verschiebung zeitlich mit der Zunahme der Siedlungsdichte und dem Anstieg menschlicher Aktivitäten auf dem Nationalparkgebiet einhergeht, liegt die Vermutung nahe, daß hier ein Zusammenhang besteht. Man kann davon ausgehen, daß spätestens mit der Einwanderung der Finnen auch die Brandrodung mit anschließender landwirtschaftlicher Zwischennutzung (Svedjening) Einzug in Tiveden hielt (Kardell 1982; Heikinheimo 1915).

In zahlreichen Literaturquellen aus Rußland, Finnland, Schweden und Norwegen ist belegt, daß die vom Menschen gelegten Brände im Zusammenhang mit den historischen Landnutzungsarten vor allem im Frühjahr bis Frühsommer oder im Herbst stattfanden (Korovin 1996; Kardell 1980; Heikinheimo 1915; Strømsøe o.J.). Ein Grund dafür war, daß in diesen Jahreszeiten der Boden und die Vegetation der Regel nicht so ausgetrocknet waren wie im Hochsommer, und man deswegen die Brände leichter kontrollieren konnte.

Diese Indizien unterstützen die Hypothese, daß der starke Anstieg der Brandfrequenz im Frühjahr, der mit der Finnenkolonisation beginnt und seinen Höhepunkt in der Zeit von 1700 bis 1853 erreicht, auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist.

Es muß an dieser Stelle noch erwähnt werden, daß die Kurven für die jahreszeitliche Verteilung der Brände in den beiden ältesten Epochen nur auf dem Datenmaterial von 9 beziehungsweise 12 Bränden beruhen. Außerdem lassen sich die Brände in der Dormantphase (“Vegetationsruhe”) nicht in die Interpretation miteinbeziehen, da nicht gesagt werden kann, ob sie im Herbst des einen oder im Frühjahr des folgenden Jahres auftraten.

3.3 Die Brandgrößen in den verschiedenen Epochen

Nachdem die Mindestausdehnung der einzelnen Brände in die Karte eingetragen sind, können die Größen der Brandflächen geschätzt werden. Der älteste Brand, für den die Ausdehnung ermittelt werden konnte war 1466. Die Mindestbrandflächen sind in folgende drei Größenklassen aufgeteilt:

Kl. 1. Brandfläche < 50 ha: Lokale Bedeutung

Kl. 2. 50 ha < Brandfläche < 300 ha: Beschränkung auf eine Parkteil (West, Mitte, Ost)

Kl. 3. Brandfläche > 300 ha: Über die gesamte Ost-West-Ausdehnung des Parkes

Die prozentuale Verteilung der drei Brandgrößenklassen in den einzelnen Epochen ist in Abbildung 6 dargestellt.

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Abb.6. Die Verteilung der einzelnen Brandgrößenklassen in den unterschiedlichen Nutzungsperioden.

 

Es fällt auf, daß von der ältesten bis hin zur jüngsten Epoche der Anteil der kleinen Brandflächen (< 50 ha) von 30% auf 66% zunimmt, während das Vorkommen großer Brände (> 300 ha) von 30% auf 6% abnimmt. Viele der kleinen Brandflächen in der jüngsten Epoche sind wahrscheinlich durch das Brennen der Schläge entstanden, auf denen das Köhlerholz gewonnen wurde. So wird durch das immer häufiger vorkommende kontrollierte Brennen und durch die immer stärker werdende Holznutzung die Menge des Brennmaterials pro Flächeneinheit geringer. Gerät ein Brand außer Kontrolle, oder entsteht ein Brand durch Blitzschlag, ist aufgrund des verringerten Brennmaterialangebotes die Feuerintensität der Brände nicht mehr so groß wie zu der Zeit vor den regelmäßigen Waldnutzungen, und das Feuer kann sich nicht mehr so leicht großflächig ausbreiten. Es reichen schon relativ kleine Brandhindernisse oder eine geringe Verschlechterung der klimatischen Brennbedingungen aus, um die Brände zu stoppen. Außerdem entstand durch die regelmäßigen Nutzungen ein Mosaik aus jungen Brandflächen und Rodungen mit geringem Brennmaterialangebot und ältern Bestandesteilen mit höherem Brennmaterialvorkommen. Auf diese Weise bildeten sich viele neue potentielle Brandgrenzen.

Diese Beziehung zwischen Brandhäufigkeit und Feuerintensität ist darauf zurückzuführen, daß die Ausdehnung der einzelnen Brände neben den klimatischen Bedingungen von der vorhandenen Brennmaterialmenge abhängt, die um so größer ist, je länger das Zeitintervall zwischen den einzelnen Bränden ist (Swetnam 1993; Parson 1978).

 

4. Diskussion

Betrachtet man die Feuergeschichte des Nationalparkes Tiveden im Zusammenhang mit der menschlichen Siedlungsgeschichte des Gebietes, so lassen sich folgende Entwicklungen mit zunehmender Waldnutzung erkennen:

  • Das MFRI sinkt von 15 auf 5 Jahre ab, während die Feuerfrequenz der einzelnen Standorte gleich bleibt.

  • Der Anteil der großen Brände sinkt von 30% auf 6% und der Anteil der kleinen Brände steigt von 30% auf 66%.

  • Die Hauptbrandsaison verschiebt sich vom Hochsommer in das Frühjahr.

Auf die Bedeutung und den Zusammenhang dieser drei Phänomene soll nun noch einmal im Einzelnen eingegangen werden.

Die Berechnung des MFRI ist in der feuergeschichtlichen Forschung eine gängige Methode um die durchschnittliche Feuerhäufigkeit für ein bestimmtes Gebiet zu ermitteln und so den Einfluß des Feuers auf die Entwicklung einer Landschaft mit ihren Lebensgemeinschaften beschreiben zu können. Dabei ergeben sich zwei Probleme: Das MFRI ist direkt von der Größe des Untersuchungsgebietes und der Probendichte abhängig (Arno & Petersen 1983; Romme 1980; Arno 1976).

Mit einem dichterem Stichprobennetz steigt die Wahrscheinlichkeit, auch kleine Waldbrände zu erfassen. In der vorliegenden Studie nimmt die Anzahl der verfügbaren Probepunkte mit zunehmendem Alter ab. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, daß kleinere Waldbrände der ältesten Epoche nur unvollständig erfaßt werden können.

Wie das MFRI von der Größe der Bezugsfläche abhängt, soll an folgendem Beispiel erklärt werden: Wird die Untersuchungsfläche auf die unmittelbare Umgebung eines Probebaumes beschränkt, so werden nur diejenigen Brände erfaßt, die direkt an diesem Standort auftraten, und man erhält eine Feuerfrequenz von durchschnittlich 27 Jahren über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg. Wird die Bezugsfläche auf eine Parkhälfte (West oder Ost) ausgedehnt, so erfaßt man alle Brände, die in dieser Parkhälfte auftraten. Die Feuer, die nur in der anderen Parkhälfte auftraten, werden nicht erfaßt. Dazu muß die Bezugsfläche auf das gesamte Parkgebiet ausgedehnt werden. Wie sich das MFRI für Tiveden bei unterschiedlichen Bezugsflächen verändert, kann der Abbildung 7 entnommen werden.

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Abb.7. Veränderung des Mean Fire Return Interval (MFRI) in Abhängigkeit von der Bezugsfläche.

 

Man erkennt, daß das MFRI mit zunehmender Größe des Untersuchungsgebietes immer kleiner wird. Theoretisch könnte man das Beobachtungsfenster so groß wählen, daß in dem Bezugsgebiet jedes Jahr irgendwo mindestens ein Brandereignis stattfindet. Das MFRI beträgt dann ein Jahr. (Hier sei nochmals erwähnt, daß das MFRI weder etwas über die Ausdehnung der einzelen Brände aussagt, noch einen Anhaltspunkt gibt, wie oft das Feuer an dieselbe Stelle zurückkehrt, sondern nur Auskunft darüber gibt, wie oft es in einem bestimmten Gebiet gebrannt hat.)

Welche Bezugsfläche für das MFRI gewählt wird, hängt von dem Ziel der Untersuchung ab. In dieser Arbeit wurde der gesamte Nationalpark gewählt, da es im wesentlichen darum geht, den Einfluß des Feuers und der Landnutzung auf die Vegetation einer Landschaft bzw. eines Naturraumes – heute ein Nationalpark – zu beschreiben.

Will man Aussagen darüber treffen, welchen Einfluß die Feuerhäufigkeit auf einzelnen Standorten für die Dynamik der dort vorkommenden Lebensgemeinschaften hat, ist es sicherlich sinnvoller, den jeweiligen Standort als Bezugseinheit zu wählen. Das ist bei dieser Arbeit durch die Berechnung der Feuerfrequenz geschehen. Sie zeigt, daß bei zunehmender Waldnutzung die Feuerhäufigkeit im gesamten Nationalparkgebiet zwar anstieg, sich die Zeitperioden zwischen zwei Feuern auf individuellen Standorten aber nicht veränderte. Das liegt daran, daß sich mit dem Absinken des MFRI der Anteil der kleinen Brände stark erhöhte und große Brände seltener wurden und die durchschnittliche Zeitspanne, in der ein Feuer auf denselben Standort zurückkehrte, sich nicht veränderte. Im Mittelalter brannte es seltener, allerdings waren die einzelnen Brandflächen größer als zur Zeit der historischen Waldnutzungen, in der es wohl häufig – aber meist nur auf kleinen Flächen – brannte.

An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Fundorte mit zunehmenden Alter immer geringer wird, so daß nur Aussagen über Tendenzen gemacht werden können. Diese sind jedoch in Bezug auf die Feuerhäufigkeit, das jahreszeitliche Auftreten und die Brandflächengrößen in sich stimmig und tragen dazu bei, die Bedeutung des Feuers für die Dynamik des Waldökosystems des Nationalpark Tivedens in den letzten Jahrhunderten im Zusammenhang mit der Siedlungs- und Waldnutzungsgeschichte erklären zu können.

Das wichtigste Ergebnis dieser Arbeit ist, daß Waldbrände seit vielen Jahrhunderten eine bedeutende Rolle in den Wäldern Tivedens gespielt haben und daß sie für eine natürliche Entwicklung des Nationalparkes unabdingbar sind. Wenn auch der Mensch seit dem Ende des Mittelalters immer wieder in das natürliche Brandgeschehen eingegriffen hat und damit zur Veränderung der Brandhäufigkeit, des jahreszeitlichen Auftretens von Bränden und der Größe der einzelnen Brandflächen beigetragen hat, blieb das Feuer jedoch bis vor 150 Jahren immer ein prägender Entwicklungsfaktor für den Wald in Tiveden. Erst durch das Aufkommen der modernen Forst- und Landwirtschaft wurde es seit der Mitte des letzten Jahrhunderts aus dem Wald verdrängt.

So kommen Andersson & Appelqvist (1988) bei einer faunistischen und floristischen Inventur des Nationalparks zu dem Ergebnis, daß der heutige Wald aus einer natürlichen Brandsukzession hervorgegangen ist. Auf den trockenen und mäßig frischen Waldstandorten findet man häufig einen großen Laubbaumanteil (v.a. Birke, Weide, Erle und Aspe) und Juniperus communis L.. Sie sind neben den Brandwunden in den Kiefern die letzten Zeugen vergangener Waldbrände, da sich diese Pioniergehölze oft mit der Kiefer nach einem Brand ansamen. Durch den Feuerausschluß hat jedoch die Fichte eine starke Steigerung ihrer Konkurrenzkraft gegenüber der Kiefer und den Pionierbaumarten erfahren und verdrängt diese – abgesehen von den Extremstandorten – zunehmend. Die Folge davon ist eine Zunahme der Rohhumusauflage und ein geringerer Lichteinfall auf den Waldboden aufgrund des dichten Kronendaches der Fichte. Im Laufe der Zeit entwickelt sich dann ein reiner Fichten- oder Fichten-Kiefern-Wald mit einer sehr artenarmen Krautschicht (Kuusela 1990; Andersson & Appelqvist 1988).

Darüber hinaus kommt es zu einer starken Anhäufung von Brennmaterial, wenn regelmäßige Brände ausbleiben. Kommt es nun nach einer langen feuerfreien Periode zu einem Brand, so muß mit sehr hohen Feuerintensitäten gerechnet werden, die leicht zu einem Kronen- bzw. Vollfeuer führen können (i.S. eines Stand Replacement Fire). Unter natürlichen Bedingungen der boreal-nemoralen Zone der nordischen Länder ist dies jedoch selten (Schimmel & Granström 1991; Kohh 1975), da die immer wiederkehrenden Brände die Akkumulation pflanzlicher Biomasse begrenzen, und deswegen Bodenfeuer in Skandinavien die Regel sind. Bei Feuerausschluß kommt der Fichte dabei eine besondere Rolle zu, da sie die Bestände zunehmend unterwandert und durch ihre tief ansetzenden Krone Brücken bildet, die das Feuer in die Kronen der Kiefern tragen (Granström 1991).

In den nordischen Ländern gehört das Feuer neben Insektenkalamitäten und Sturmschäden zu den natürlichen klein- und großflächig wirkenden Störfaktoren, die auf vielen Standorten die Sukzessionsabfolge immer wieder unterbrechen und charakteristische Feuer-Klimax-Gesellschaften entstehen lassen, die für das Überleben vieler Tier- und Pflanzenarten nötig sind (Goldammer & Furyaev 1996). Deshalb ist es sehr wichtig, dem Feuer in den zukünftigen Managemantkonzepten des Nationalparks wieder die Funktion zuzuweisen, die der Wald für seine naturgemäße Entwicklung benötigt. Dies würde auch der vegetationsgeschichtlichen Bewertung der Rolle des Feuers Rechnung tragen, dem neuerdings eine entscheidende Rolle in der Störung geschlossener Fichtenwälder in Süden Schwedens und der dadurch ermöglichten Einwanderung von Fagus sylvatica L. zugewiesen wird (Björkman & Bradshaw 1996).


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