Große Ackerschläge in ausgeräumten Agrargebieten bewirken ein monotones Landschaftsbild und begünstigen die Winderosion. Der Aufbau von vielfältigen Biotopen in diesen Gebieten ist erklärtes Ziel des Naturschutzes, das aber einen längeren Zeitraum erfordert. Eine wertvolle ergänzende Komponente kann die Anlage von Windschutzstreifen in offenen und großräumigen Gebieten sein. Diese Streifen können die Landschaft beleben, die Winderosion min-dern und das Mikroklima verbessern (BENNDORF et al., 1983; PRETZSCHEL et al., 1991; NÄGLI, 1965). Für eine derartige Streifenbepflanzung eignen sich bestimmte nachwachsende Rohstoffpflanzen wie schnellwachsende Baumarten (JOSSART et al., 1998). Sie schließen zudem im Kurzumtrieb die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Nutzung ein. Ein solcher Weg ist bisher kaum bestritten worden. Das Projekt der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft verfolgt das Ziel, auf landwirtschaft-lichen Flächen Feldstreifen mit schnellwachsenden Baumarten zu etablieren. Dazu sind besonders Pappel- und Weidenarten geeignet. Sie zeichnen sich durch rasches Jugendwachstum, starkes Stockausschlagvermögen, einen lockeren kompakten Kronenaufbau, Dichtstandsverträglichkeit und extensive Bestandsführung aus. Der streifenförmige Anbau mit nachwachsenden Rohstoff-pflanzen soll auf großen Schlägen einen Beitrag zur Verbesserung des Windschutzes und des Mikroklimas sowie zur Belebung des Landschaftsbildes leisten. Gleichfalls werden positive Ertrags-effekte bei den angrenzenden Feldkulturen erwartet. Beim Holzzuwachs des Feldstreifens wird mit einem wirtschaftlichen Nutzen als Brennstoff oder Industrierohstoff gerechnet. Dieses Modell eines Agroforstsystems kann besonders für größere offene Ackerbaugebiete Bedeu-tung erlangen. Zur Demonstration einer solchen Streifenbepflanzung auf großen Ackerschlägen wurde im Lehr- und Versuchsgut Köllitsch ein Versuch im Jahre 2002 angelegt. Im Rahmen des Berichtes werden die Ergebnisse des Projektzeitraumes 2002 bis 2006 ausgewertet.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Kurzumtriebsplantagen (KUP) besitzen das Potenzial, beträchtliche Mengen Biomasse für die Versorgung mit erneuerbaren Energien und nachwachsenden Rohstoffen bereitzustellen. Es ist bekannt, dass KUP auf landwirtschaftlichen Flächen mehr Ökosystemdienstleistungen hervorbringen können als üblicherweise angebaute einjährige Ackerfrüchte oder Energiepflanzen wie Raps und Mais. Trotzdem gibt es nur wenige Informationen über den Wasserverbrauch und die Transpiration von Pappelarten und ihren Hybriden unter den spezifischen Standortsbedingungen in Deutschland. Darüber hinaus bestehen Wissenslücken für die Abschätzung langfristiger Auswirkungen von KUP auf bodenökologische Aspekte. Um diese Defizite zu minimieren wurden auf einem Standort im mittelsächsischen Löss-Hügelland Felduntersuchungen durchgeführt. Für die Untersuchung der Effekte von KUP auf die Bodenwasserbilanz wurden Saftfluss- und Bodenfeuchte-Messungen in einer 10jährigen Hybrid-Pappelplantage durchgeführt. Darüber hinaus wurden Biomasseakkumulation, Nährelementverteilung und bodenökologische Parameter erforscht. Die Daten wurden genutzt, um ein prozess-orientiertes Wasserhaushaltsmodell zu parametrisieren und zu kalibrieren. Das validierte Modell wurde danach für die Untersuchung und Bewertung des Einflusses von Pappel-KUP und Winterweizen auf die Wasserbilanz verschiedener sächsischer Standorte genutzt. Schließlich wurden die standortsspezifischen Biomasseerträge von KUP hergeleitet. Diese Informationen wurden mithilfe eines Geografischen Informationssystems (GIS) mit den Flächen verschnitten, auf denen der Anbau von KUP zu Synergien bzw. potenzielle Risiken für den Bodenschutz sowie den Natur- und Landschaftsschutz führen kann. Die Ergebnisse zeigen, dass Hybrid-Pappelplantagen deutlich mehr Wasser als Ackerkulturen und einheimische Forstbaumarten verbrauchen. Es kann daraus abgeleitet werden, dass die Anlage von KUP auf Ackerflächen den wassergebundenen Nährstoffaustrag sowie den Austrag von Schadstoffen reduziert. Auch das Erosionsrisiko würde verringert. Andererseits kann eine im vergleich zum Einzugsgebiet großflächige Anlage von KUP in Regionen mit negativer klimatischer Wasserbilanz zu einer geringeren Grundwasserneubildung führen. Eine ausreichende Wasserversorgung ist unverzichtbar, um die Wuchspotenziale von Pappel-Hochleistungssorten voll auszuschöpfen. Pappel-KUP können weitgehend ohne zusätzliche Düngung bewirtschaftet werden. Ehemals intensiv genutzte Ackerböden enthalten ausreichend Nährstoffe und Elemententzüge über die geerntete Biomasse werden durch atmosphärische Depositionen ausgeglichen. Auf lange Sicht kann der KUP-Anbau jedoch zu einer Verringerung des pH-Wertes und der Kationen-Austauschkapazität im Boden führen. Für die Vermeidung negativer Folgen für die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum wären dann angepasste Konzepte für die Kalkung und Düngung notwendig. Die GIS-basierte Analyse unterstreicht, dass in Sachsen beträchtliche Flächenpotenziale für die Anlage von KUP existieren. Auf einem großen Teil würde die Anlage von KUP auch andere Ökosystemdienstleistungen aus dem Bereich Boden- und Naturschutz verbessern. Auch künftig sollte bei der Anlage von KUP-Flächen eine ökologische Begleitforschung erfolgen. Es besteht unter anderem der Bedarf, die ökologischen Aspekte von anderen schnell wachsenden Baumarten im Kurzumtrieb, zum Beispiel Robinie zu bewerten. Ein weiteres ziel könnte die Verbesserung von Anlage- und Rückumwandlungstechnologien sein, um die Stabilität von akkumulierter organischer Bodensubstanz zu erhalten. Es wird geschlussfolgert, dass die künftige praktische Bedeutung von KUP eher von den sozioökonomischen Rahmenbedingungen und der regionalen Umsetzung der gemeinsamen Agrarpolitik der Europäischen Union abhängen wird als von unzureichenden Standortsbedingungen. / Short rotation plantations and short rotation coppice (SRC) have the potential to contribute significant amounts of biomass to the sectors of green energy and of renewable raw materials. It is generally accepted that SRC may provide more ecosystem services on agricultural land than common annual arable or even energy crops like oil seed rape or maize do. However, only sparse information exists about the water demand and transpiration of poplar species and their hybrids for site conditions in Germany. Furthermore, there is a lack of knowledge about the long-term impact of short rotation plantations on soil ecology. To overcome these shortcomings, field investigations were conducted at a site in the hilly loess region of Saxony. To study effects of SRC on the soil water balance, sap flow and soil moisture measurements were conducted in a 10 years old hybrid poplar plantation. Moreover biomass accumulation, nutrient allocation and soil ecological parameters were determined. The data were used to parameterize and calibrate a process-oriented hydrological model. The validated model was subsequently used to determine and assess the impact of short rotation poplar plantations and winter wheat on the water balance of different sites in Saxony Finally, site specific yields of SRC were determined and areas with synergies and potential risks for soil protection, nature conservation at the regional scale were identified using Geographical Information Systems. The results show that hybrid poplar plantations consume significantly more water than arable crops and native tree species. Thus, it can be expected that the establishment of short rotation coppice may reduce the export of nutrients and pollutants or lower the risk of soil erosion. On the other hand, the large-scale establishment of short rotation coppice at catchments with negative climatic water balance may lead to a decrease of groundwater recharge. A sufficient water supply is indispensable in order fully to exploit the growth potential of high yielding polar clones. Short rotation plantations with poplar on arable land may be extensively managed without fertilization. Former intensively used agricultural soils provide sufficient nutrients and element exports by harvested biomass may be balanced by atmospherical deposition. However, it might be that in the long run cation exchange capacity and pH of the soils will decrease. This would require appropriated concepts for liming and fertilization. The GIS based analysis shows that there exist a substantial potential of arable land for the cultivation of SRC in Saxony. There, the establishment of SRC may improve other ecosystem services as soil protection and nature conservation too. Future research should be included into the ecological evaluation of new SRC plots. There is a need to asses ecological aspects of other fast growing tree species in SRC, in particular Black Locust. Another task could be the improvement of conversion practices to ensure the stability of accumulated soil organic matter during establishment and reconversion of SRC sites. It can be concluded that the future practical relevance of SRC is rather dependant on socio-economic framework conditions and the regional implementation of the common agricultural policy within the European Union than on insufficient site condition.

Kurzumtriebsplantagen (KUP) besitzen das Potenzial, beträchtliche Mengen Biomasse für die Versorgung mit erneuerbaren Energien und nachwachsenden Rohstoffen bereitzustellen. Es ist bekannt, dass KUP auf landwirtschaftlichen Flächen mehr Ökosystemdienstleistungen hervorbringen können als üblicherweise angebaute einjährige Ackerfrüchte oder Energiepflanzen wie Raps und Mais. Trotzdem gibt es nur wenige Informationen über den Wasserverbrauch und die Transpiration von Pappelarten und ihren Hybriden unter den spezifischen Standortsbedingungen in Deutschland. Darüber hinaus bestehen Wissenslücken für die Abschätzung langfristiger Auswirkungen von KUP auf bodenökologische Aspekte. Um diese Defizite zu minimieren wurden auf einem Standort im mittelsächsischen Löss-Hügelland Felduntersuchungen durchgeführt. Für die Untersuchung der Effekte von KUP auf die Bodenwasserbilanz wurden Saftfluss- und Bodenfeuchte-Messungen in einer 10jährigen Hybrid-Pappelplantage durchgeführt. Darüber hinaus wurden Biomasseakkumulation, Nährelementverteilung und bodenökologische Parameter erforscht. Die Daten wurden genutzt, um ein prozess-orientiertes Wasserhaushaltsmodell zu parametrisieren und zu kalibrieren. Das validierte Modell wurde danach für die Untersuchung und Bewertung des Einflusses von Pappel-KUP und Winterweizen auf die Wasserbilanz verschiedener sächsischer Standorte genutzt. Schließlich wurden die standortsspezifischen Biomasseerträge von KUP hergeleitet. Diese Informationen wurden mithilfe eines Geografischen Informationssystems (GIS) mit den Flächen verschnitten, auf denen der Anbau von KUP zu Synergien bzw. potenzielle Risiken für den Bodenschutz sowie den Natur- und Landschaftsschutz führen kann. Die Ergebnisse zeigen, dass Hybrid-Pappelplantagen deutlich mehr Wasser als Ackerkulturen und einheimische Forstbaumarten verbrauchen. Es kann daraus abgeleitet werden, dass die Anlage von KUP auf Ackerflächen den wassergebundenen Nährstoffaustrag sowie den Austrag von Schadstoffen reduziert. Auch das Erosionsrisiko würde verringert. Andererseits kann eine im vergleich zum Einzugsgebiet großflächige Anlage von KUP in Regionen mit negativer klimatischer Wasserbilanz zu einer geringeren Grundwasserneubildung führen. Eine ausreichende Wasserversorgung ist unverzichtbar, um die Wuchspotenziale von Pappel-Hochleistungssorten voll auszuschöpfen. Pappel-KUP können weitgehend ohne zusätzliche Düngung bewirtschaftet werden. Ehemals intensiv genutzte Ackerböden enthalten ausreichend Nährstoffe und Elemententzüge über die geerntete Biomasse werden durch atmosphärische Depositionen ausgeglichen. Auf lange Sicht kann der KUP-Anbau jedoch zu einer Verringerung des pH-Wertes und der Kationen-Austauschkapazität im Boden führen. Für die Vermeidung negativer Folgen für die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum wären dann angepasste Konzepte für die Kalkung und Düngung notwendig. Die GIS-basierte Analyse unterstreicht, dass in Sachsen beträchtliche Flächenpotenziale für die Anlage von KUP existieren. Auf einem großen Teil würde die Anlage von KUP auch andere Ökosystemdienstleistungen aus dem Bereich Boden- und Naturschutz verbessern. Auch künftig sollte bei der Anlage von KUP-Flächen eine ökologische Begleitforschung erfolgen. Es besteht unter anderem der Bedarf, die ökologischen Aspekte von anderen schnell wachsenden Baumarten im Kurzumtrieb, zum Beispiel Robinie zu bewerten. Ein weiteres ziel könnte die Verbesserung von Anlage- und Rückumwandlungstechnologien sein, um die Stabilität von akkumulierter organischer Bodensubstanz zu erhalten. Es wird geschlussfolgert, dass die künftige praktische Bedeutung von KUP eher von den sozioökonomischen Rahmenbedingungen und der regionalen Umsetzung der gemeinsamen Agrarpolitik der Europäischen Union abhängen wird als von unzureichenden Standortsbedingungen. / Short rotation plantations and short rotation coppice (SRC) have the potential to contribute significant amounts of biomass to the sectors of green energy and of renewable raw materials. It is generally accepted that SRC may provide more ecosystem services on agricultural land than common annual arable or even energy crops like oil seed rape or maize do. However, only sparse information exists about the water demand and transpiration of poplar species and their hybrids for site conditions in Germany. Furthermore, there is a lack of knowledge about the long-term impact of short rotation plantations on soil ecology. To overcome these shortcomings, field investigations were conducted at a site in the hilly loess region of Saxony. To study effects of SRC on the soil water balance, sap flow and soil moisture measurements were conducted in a 10 years old hybrid poplar plantation. Moreover biomass accumulation, nutrient allocation and soil ecological parameters were determined. The data were used to parameterize and calibrate a process-oriented hydrological model. The validated model was subsequently used to determine and assess the impact of short rotation poplar plantations and winter wheat on the water balance of different sites in Saxony Finally, site specific yields of SRC were determined and areas with synergies and potential risks for soil protection, nature conservation at the regional scale were identified using Geographical Information Systems. The results show that hybrid poplar plantations consume significantly more water than arable crops and native tree species. Thus, it can be expected that the establishment of short rotation coppice may reduce the export of nutrients and pollutants or lower the risk of soil erosion. On the other hand, the large-scale establishment of short rotation coppice at catchments with negative climatic water balance may lead to a decrease of groundwater recharge. A sufficient water supply is indispensable in order fully to exploit the growth potential of high yielding polar clones. Short rotation plantations with poplar on arable land may be extensively managed without fertilization. Former intensively used agricultural soils provide sufficient nutrients and element exports by harvested biomass may be balanced by atmospherical deposition. However, it might be that in the long run cation exchange capacity and pH of the soils will decrease. This would require appropriated concepts for liming and fertilization. The GIS based analysis shows that there exist a substantial potential of arable land for the cultivation of SRC in Saxony. There, the establishment of SRC may improve other ecosystem services as soil protection and nature conservation too. Future research should be included into the ecological evaluation of new SRC plots. There is a need to asses ecological aspects of other fast growing tree species in SRC, in particular Black Locust. Another task could be the improvement of conversion practices to ensure the stability of accumulated soil organic matter during establishment and reconversion of SRC sites. It can be concluded that the future practical relevance of SRC is rather dependant on socio-economic framework conditions and the regional implementation of the common agricultural policy within the European Union than on insufficient site condition.

Universiẗat, Diss., 2004--Heidelberg.

Große Ackerschläge in ausgeräumten Agrargebieten bewirken ein monotones Landschaftsbild und begünstigen die Winderosion. Der Aufbau von vielfältigen Biotopen in diesen Gebieten ist erklärtes Ziel des Naturschutzes, das aber einen längeren Zeitraum erfordert. Eine wertvolle ergänzende Komponente kann die Anlage von Windschutzstreifen in offenen und großräumigen Gebieten sein. Diese Streifen können die Landschaft beleben, die Winderosion min-dern und das Mikroklima verbessern (BENNDORF et al., 1983; PRETZSCHEL et al., 1991; NÄGLI, 1965). Für eine derartige Streifenbepflanzung eignen sich bestimmte nachwachsende Rohstoffpflanzen wie schnellwachsende Baumarten (JOSSART et al., 1998). Sie schließen zudem im Kurzumtrieb die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Nutzung ein. Ein solcher Weg ist bisher kaum bestritten worden. Das Projekt der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft verfolgt das Ziel, auf landwirtschaft-lichen Flächen Feldstreifen mit schnellwachsenden Baumarten zu etablieren. Dazu sind besonders Pappel- und Weidenarten geeignet. Sie zeichnen sich durch rasches Jugendwachstum, starkes Stockausschlagvermögen, einen lockeren kompakten Kronenaufbau, Dichtstandsverträglichkeit und extensive Bestandsführung aus. Der streifenförmige Anbau mit nachwachsenden Rohstoff-pflanzen soll auf großen Schlägen einen Beitrag zur Verbesserung des Windschutzes und des Mikroklimas sowie zur Belebung des Landschaftsbildes leisten. Gleichfalls werden positive Ertrags-effekte bei den angrenzenden Feldkulturen erwartet. Beim Holzzuwachs des Feldstreifens wird mit einem wirtschaftlichen Nutzen als Brennstoff oder Industrierohstoff gerechnet. Dieses Modell eines Agroforstsystems kann besonders für größere offene Ackerbaugebiete Bedeu-tung erlangen. Zur Demonstration einer solchen Streifenbepflanzung auf großen Ackerschlägen wurde im Lehr- und Versuchsgut Köllitsch ein Versuch im Jahre 2002 angelegt. Im Rahmen des Berichtes werden die Ergebnisse des Projektzeitraumes 2002 bis 2006 ausgewertet.

With the increase in human demands for energy, purpose-grown woody crops could be part of the global renewable energy solution, especially in geographical regions where plantation forestry is feasible and economically significant. However, up to now, it is still a challenging task to accurately and rapidly estimate forest biomass. Various solutions have been developed for estimating forest biomass. As we know, the only way to measure forest biomass implies directly cutting and weighing the mass of all trees in a plot. Unfortunately, the measurements of national-wide forest biomass cannot be conducted now due to restrictions like labor cost, non-destructive measurement requirements, etc. Meanwhile, obtaining permission to fell trees only for scientific purposes in China is difficult. Therefore, in my study, biomass is defined as the aboveground volume of trees as well as stands. Collecting this information at a national scale has been difficult for China because the data are scarce. The forest biomass inventory in some regions of China was designed to use available inventory data, especially volume, to derive biomass estimates. So volume-derived biomass methods have been applied in estimating forest biomass conventionally. In many research sites of my study, only the volume-related information is available in the forest inventory, which requires the volume-based method to understand the biomass yield in practice. Also, many forest scientists use volume-based models and conversion factors (e. g. from a wood density database) to derive the actual forest biomass arithmetically. Therefore, the output of a volume-based model may support many other calculations relevant to the evaluation of tree growth, potential productivity, and carbon stock. There are relatively few studies on biomass models of Short Rotation Forest(SRF) in China, and there is a lack of a general SRF biomass model. Therefore, we carried out a broad survey and critical review of all data from the different regions in China and formed a normalized tree biomass dataset for China. Based on these reasons, the biomass simulation of poplar plantations was carried out. The growth mechanism of SRF was studied on the stand scale. The influence of climate conditions and stand density on tree growth was discussed to achieve a breakthrough in scientific research at the model level. A general SRF biomass model based on growth conditions and planting density was established based on the stand height growth equation. We can summarize the research objectives as follows： ◆To find the influencing factors on the growth of short rotation poplar plantations ◆To find the relationship between biomass and tree height in short rotation poplar plantations ◆Construction and validation of tree height model of short rotation poplar plantations ◆Construction and validation of biomass model of short rotation poplar plantations

Bei dem Begang einer Kurzumtriebsplantage bei Großschirma (Sachsen) im August 2011 fiel in einem 500 m x 25 m breiten Streifen der Sorte Max 4 starker Fraß durch Blattwespenlarven auf. Andere Sorten waren nur an den Randbereichen zu Max betroffen. Die Blattwespen hatten, von unten beginnend, 50 % bis 70 % der dreijährigen Pappeltriebe kahl gefressen. Der Hymenoptera-Experte Dr. A. Taeger vom Senkenberg-Institut in Müncheberg bestimmte die Art als Nematus papillosus (Retzius, 1783) (Syn. Nematus melanapsis Hartig 1840). 2012 breitete sich die Massenvermehrung rasch auf angrenzende Flächen aus und führte dort, vor allem in einem Mutterquartier, zu erheblichen Schäden.

Während der letzten Jahre ist die mit Kurzumtriebsplantagen bestockte Fläche in Deutschland deutlich angestiegen. Derzeit geht man von etwa 5 000 ha aus [1]. Der Hauptteil dieser Flächen ist mit Pappeln bestockt, während Weiden einen geringeren Anteil einnehmen. In anderen Ländern wie Großbritannien oder Schweden ist das Verhältnis dagegen umgekehrt und es finden sich große, zusammenhängende Weidenkulturen. Hier tritt der Blaue Weidenblattkäfer (Phratora vulgatissima) schon seit Jahren als Hauptschadinsekt auf und verursacht die Entlaubung ganzer Plantagen. Auch in Deutschland ist der Blaue Weidenblattkäfer die am häufigsten vorgefundene Schadinsektenart an Weiden im Kurzumtrieb.

Bisherige Verfahren zur Ertragsbestimmung von schnellwachsenden Baumarten im Kurzumtrieb sind entweder mit einem hohen Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden und/oder haben destruktiven Charakter. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines leicht anwendbaren, zerstörungsfreien und übertragbaren Ertragsschätzers für Kurzumtriebsbestände aus Pappel. Grundlage bildet die Standardisierung von Biomassefunktionen auf deren Basis ein standort- und klonunabhängiges Modell hergeleitet wird, das eine hinreichend genaue Schätzung des Biomassevorrates gestattet. Die Untersuchungen zu Grundlagen der Modellentwicklung und der Test verschiedener Modellansätze erfolgen auf der Basis von Korrelations- und Regressionsanalysen, Signifikanztests und Varianzanalysen. Die Prüfung der Schätzgenauigkeit basiert auf fünf Evaluierungskenngrößen. Für die Anwendung des klonunabhängigen, für Alter ≥ 3 Jahre und Bestandesdichten ≤ 25000 N/ha einsetzbaren Ertragsschätzers sind lediglich drei einfach und schnell zu erhebenden Ertragsgrößen (hm, N, dg) notwendig. Innerhalb der Modellgrenzen betragen die relativen maximalen Abweichungen zwischen Real- und Schätzwerten höchstens +/- 40 % und lässt sich der Biomassevorrat mit einer durchschnittlichen Differenz (Bias) von 7,1 % schätzen.