Der Klimawandel zwingt die Forstwirtschaft in Europa zu einem tiefgreifenden Umbau. Längere Trockenphasen, steigende Temperaturen und eine wachsende Belastung durch Schädlinge setzen den Wäldern so stark zu, dass Fachleute von einem grundsätzlichen Wandel des Ökosystems ausgehen. Zum Internationalen Tag des Waldes skizzieren Forscher und Behörden, wie der Wald in einigen Jahrzehnten aussehen könnte – und wie weitreichend die Eingriffe sein müssen, um ihn stabil zu halten.
Die Richtung ist vorgezeichnet: Der Wald der Zukunft dürfte vielfältiger, lichter und deutlich anspruchsvoller in der Pflege sein. Forstverwaltungen und staatliche Betriebe setzen zunehmend auf artenreiche Mischwälder mit mehreren stabilen Baumarten. Im Zentrum steht ein klarer Favorit: die Eiche. Sie gilt als eine der wichtigsten heimischen Arten, die besser mit Trockenheit und Wärme zurechtkommt als etwa die Fichte. Nach Angaben von Silvio Schüler, Leiter des Instituts für Waldwachstum, Waldbau und Genetik am österreichischen Bundesforschungszentrum für Wald, werden Eichen in den Baumschulen derzeit „förmlich aus den Händen gerissen“. Ergänzt werden sie von selteneren heimischen Baumarten wie Elsbeere, Speierling, Feldahorn oder Vogelkirsche.
Der Anpassungsdruck ist hoch: Studien zeigen, dass rund ein Drittel aller europäischen Baumarten im Klimawandel gefährdet ist. Besonders wirtschaftlich bedeutsame Arten wie Fichte, Waldkiefer oder Buche weisen bereits messbare Schäden auf. Selbst die Buche, lange als Hoffnungsträgerin gehandelt, könnte an extremen Standorten deutlich an Wuchskraft verlieren und nur noch rund halb so hoch werden wie bisher, mit regelmäßig ausfallenden Kronenteilen. Parallel dazu verstärken höhere Temperaturen den Schädlingsdruck. Der Borkenkäfer Buchdrucker etwa, der bevorzugt Fichten befällt, kann sich in milden Bedingungen schneller vermehren und großflächige Schäden verursachen.
Hinzu kommt ein Zielkonflikt zwischen Klimaschutz und Klimaanpassung. Ein lichterer, resilienterer Wald mit deutlich weniger Bäumen pro Hektar ist besser auf Extremwetter vorbereitet, speichert aber weniger Kohlenstoff. Nach Berechnungen der Fachleute bedeutet ein Rückgang von 400 auf 150 Bäume je Hektar zwangsläufig geringeres Holzvolumen und damit eine reduzierte CO₂-Bindung. Bereits heute hat sich die Bilanz spürbar verschlechtert: Die jüngste Bundeswaldinventur zeigt, dass der Wald in Deutschland aufgrund der massiven Schäden mehr Kohlenstoff abgibt, als er aufnimmt – und damit die Erreichung der Klimaziele zusätzlich erschwert. Forstwirtschaft, Politik und Gesellschaft stehen damit vor der Aufgabe, den Wald durch aktive Eingriffe zugleich widerstandsfähiger und klimapolitisch wirksam zu halten.
In Thüringen ist ein großangelegtes Forschungsprojekt zur nächsten Generation der Nanostrukturierung gestartet. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Ilmenau, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena entwickeln gemeinsam eine Hochpräzisionsmaschine, die Nanostrukturen auf Flächen von bis zu einem Quadratmeter erzeugen und vermessen soll. Die geplante 3D-Nanolithographie- und Nanomessmaschine (3D-NLM) soll dabei eine Positionierungsgenauigkeit erreichen, die kleiner ist als ein Atom. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt die erste Projektphase bis 2027 im Rahmen des Programms „Neue Geräte für die Forschung“ mit vier Millionen Euro.
Mit dem Vorhaben zielt das Konsortium auf eine Größenordnung, die bestehende Anlagen deutlich übertrifft. Bisher lassen sich hochpräzise Nanostrukturen auf photonischen Bauteilen nach Angaben der Projektbeteiligten nur bis zu einem Durchmesser von etwa 30 Zentimetern zuverlässig herstellen. Die neue Anlage soll Bearbeitungen und Messungen von Bauteilen mit Kantenlängen von bis zu einem Meter ermöglichen – und damit eine mehr als dreifache Vergrößerung der nutzbaren Fläche erschließen. Die Entwicklungsarbeiten an der Maschine sind angelaufen; das Gesamtprojekt ist in drei Phasen bis 2032 angelegt.
Nanostrukturen gelten seit rund zwei Jahrzehnten als Schlüsseltechnologie, weil sie Licht gezielt beeinflussen können, indem sie dessen Wellenlänge und Ausbreitung steuern. Solche Strukturen finden sich bereits heute in großflächigen Bauteilen, etwa in Displays moderner Fernsehgeräte, die auf Nanotechnologie basieren. Nach Einschätzung der Forscherinnen und Forscher reicht die Genauigkeit bestehender industrieller Lösungen jedoch nicht aus, um künftige Anforderungen in zentralen wissenschaftlichen und technologischen Anwendungsfeldern zu erfüllen.
Die in Thüringen entstehende 3D-NLM soll genau diese Lücke adressieren. Perspektivisch könnte die Maschine zur Fertigung und Charakterisierung elektronischer und photonischer Schaltkreise ebenso eingesetzt werden wie zur Herstellung von Hochleistungsoptiken für die Erdbeobachtung. Auch in der Energieforschung sehen die Projektpartner potenzielle Einsatzfelder. Durch die Kombination aus großflächiger Bearbeitung und atomnaher Präzision erhoffen sich die Beteiligten einen technologischen Sprung, der sowohl der Grundlagenforschung als auch der Entwicklung neuer Komponenten in der Optik- und Elektronikindustrie zugutekommen könnte.
