Durch die erwarteten Veränderungen werden Nähr­stoff­verfüg­barkeit, Wasser­angebot und Kohlen­stoff­bilanz der Wälder stark beeinflusst. Dabei bestehen mehr­seitige Abhängig­keiten und konkurrierende Prozesse mit zum Teil gegen­läufigen Aus­wirk­ungen, für die hier nur Beispiele genannt werden können:

• Der Temperaturanstieg bewirkt eine erhöhte CO₂- und Nährstoff­aufnahme der Bäume, wenn ausreichend Boden­wasser vorhanden ist. In Trocken­perioden führt er dagegen zu Trocken­stress mit geringeren CO₂-Aufnahmen und Nährstoff­entzügen. Auch das Risiko großer C- und Nährstoff­verluste durch Wald­brand steigt in diesem Fall.

• Im Boden bewirkt der Temperatur­anstieg einerseits einen verstärkten Abbau organischer Verbind­ungen, andererseits kann er im Zusammen­hang höherer Bio­masse­produktion zu einer verstärkten Fest­legung organischer Verbind­ungen im Humus führen.

• Die Verlängerung der Vegetations­periode bewirkt eine erhöhte Wasser­aufnahme der Bäume aus dem Boden, wenn die Nieder­schlags­verteilung sich nicht wesentlich verändert. Wenn sich die Nieder­schläge aber deutlich in das Winter­halb­jahr verschieben, verringert sich die Wasser­auf­nahme möglicher­weise. Laub- und Nadelwald sind in diesem Zusammen­hang unterschiedlich zu beurteilen, auch Alter und Struktur der Bestände und die Wasser­speicher­kapazität der Böden spielen eine Rolle.

Wegen der vielfältigen Rück­kopplungen werden die Aus­wirkungen der Prozesse im Projekt quantifiziert und gegen­einander verrechnet. Hierzu werden hydro­logische und bio­geo­chemischen Prozess­modelle eingesetzt, die die viel­fältigen Rück­kopplungen zwischen Klima­wandel, Wald­entwicklung, sowie Wasser-, Nährstoff- und Kohlen­stoff­kreis­lauf möglichst vollständig abbilden. Auf der Basis von Klima- und Nutzungs­szenarien berechnen die Modelle WaSiM-ETH, VSD und Biome-BGC Beiträge zu den Wasser-, Nährstoff- und Kohlen­stoff­flüssen, die im Rahmen der Kopplung mit dem Wald­wachstums­simulator BWINPro integriert werden. Daten­grundlage sind Messungen aus dem Netz des forstlichen Umwelt­monitorings und Wald­zustands­erhebungen.

Im Einzelnen werden:

• Wasserspeicherkapazitäten und Nährstoffangebote der Böden quantifiziert,
• Zeitreihen zur Mortalität und Vitalität von Wäldern analysiert,
• Auswirkungen der Szenarien auf Wasser- und Nährstoffhaushalt berechnet,
• Veränderungen des Bodenkohlenstoffhaushalts untersucht und
• die Veränderung des Waldbrandrisikos bestimmt.

Aus diesen Simulationen werden schließlich Standorts­informat­ionen und Indikatoren abgeleitet, die in die Anpassungs­strategie der Forst­wirtschaft an den Klimawandel eingehen.