Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-02Bitstream added on 2014-06-13T20:30:16Z : No. of bitstreams: 1 vomero_pasz_me_botfca.pdf: 1443571 bytes, checksum: 5ec69ec8c36c661017edfbdefbcc0951 (MD5) / Cia Suzano de Papel e Celulose Ltda / Para manter a qualidade das mudas de eucalipto no plantio e garantir rápido desenvolvimento, é recomendada a imersão das mesmas em solução de fertilizantes nitrogenados e cupinicidas. A imersão algumas vezes é realizada com o substrato saturado com água, podendo então, haver redução da ação esperada. Portanto, este trabalho visou avaliar o desenvolvimento inicial em campo de dois clones de eucalipto imersos em solução de fertilizante e cupinicida com diferentes teores de umidade no substrato. Neste estudo foram utilizados dois clones híbridos de eucalipto (“urograndis”), codificados como VT 05 e VT 04, recomendados para região de Luiz Antonio, SP, onde o experimento foi instalado, e identificados no experimento como clone 1 e clone 2 respectivamente. O delineamento experimental foi do tipo fatorial 2x2x3, com dois clones, duas situações de umidade para substrato (denominadas saturada e seco) e três situações de calda (sulfato de amônio com e sem cupinicida e testemunha), interagindo o fertilizante sulfato de amônio a 1 % e o cupinicida fipronil a 0,5 %, totalizando doze tratamentos e quatro repetições. Após o plantio foi mensurado o diâmetro de colo e altura de muda das 12 mudas centrais de cada parcela, realizando essas medições por 2 meses em intervalos de 15 dias. Posteriormente foi determinado as taxas de incremento para altura e diâmetro do colo para cada período, sendo, esses dados submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey com significância de 5%. Foram verificadas diferenças nas taxas de crescimento entre os dois clones estudados, independentemente dos tratamentos com umidade do substrato... / To maintain the sapling quality at planting and ensure fast development, it is recommended the sapling immersion in solution of nitrogen fertilizers and termiticides. The immersion is sometimes performed with the substrate saturated with water, thus, can occur reduction of expected action. Therefore, this study aimed to analyze the initial development in the field of two eucalyptus clones immersed in solution of fertilizer and termiticide with different levels of moisture in the substrate. In this study, it was used two hybrid clones of eucalyptus (“urograndis ), codified as VT 05 and VT 04, recommended for the region of Luiz Antonio, SP, Brazil, where the experiment was carried out, and identified as clone 1 and clone 2, respectively. The experimental design was 2x2x3 factorial, with two clones, two situations of substrate moisture (wet and dry) and three different solution interacting fertilizer ammonium sulfate at 1% and termiticide fipronil at 0.5%, totaling twelve treatments and four replications. After planting was measured the saplings stem diameter and height of 12 central plants of each plot, with evaluations made during 2 months at intervals of 15 days. Using data from field samples was determined rates of increase for height and stem diameter for each period, and these data were submitted to ANOVA and means compared by Tukey test with a significance of 5%. There were differences in growth rates between the two clones, regardless of treatment with substrate moisture and termiticide. The presence of termiticide did not affect the rates of increase in height and diameter in two eucalyptus clones tested. The variation of moisture from the substrate -root seedlings set of Eucalyptus did not affect the rates of increase in height and diameter in two eucalyptus clones tested. There was better use of the product used during the immersion of seedlings when the substrate is less... (Complete abstract click electronic access below)

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Orientador: Carlos Frederico Wilcken / Banca: Magali Ribeiro da Silva / Banca: Leonardo Rodrigues Barbosa / Resumo: Para manter a qualidade das mudas de eucalipto no plantio e garantir rápido desenvolvimento, é recomendada a imersão das mesmas em solução de fertilizantes nitrogenados e cupinicidas. A imersão algumas vezes é realizada com o substrato saturado com água, podendo então, haver redução da ação esperada. Portanto, este trabalho visou avaliar o desenvolvimento inicial em campo de dois clones de eucalipto imersos em solução de fertilizante e cupinicida com diferentes teores de umidade no substrato. Neste estudo foram utilizados dois clones híbridos de eucalipto ("urograndis"), codificados como VT 05 e VT 04, recomendados para região de Luiz Antonio, SP, onde o experimento foi instalado, e identificados no experimento como clone 1 e clone 2 respectivamente. O delineamento experimental foi do tipo fatorial 2x2x3, com dois clones, duas situações de umidade para substrato (denominadas saturada e seco) e três situações de calda (sulfato de amônio com e sem cupinicida e testemunha), interagindo o fertilizante sulfato de amônio a 1 % e o cupinicida fipronil a 0,5 %, totalizando doze tratamentos e quatro repetições. Após o plantio foi mensurado o diâmetro de colo e altura de muda das 12 mudas centrais de cada parcela, realizando essas medições por 2 meses em intervalos de 15 dias. Posteriormente foi determinado as taxas de incremento para altura e diâmetro do colo para cada período, sendo, esses dados submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey com significância de 5%. Foram verificadas diferenças nas taxas de crescimento entre os dois clones estudados, independentemente dos tratamentos com umidade do substrato... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: To maintain the sapling quality at planting and ensure fast development, it is recommended the sapling immersion in solution of nitrogen fertilizers and termiticides. The immersion is sometimes performed with the substrate saturated with water, thus, can occur reduction of expected action. Therefore, this study aimed to analyze the initial development in the field of two eucalyptus clones immersed in solution of fertilizer and termiticide with different levels of moisture in the substrate. In this study, it was used two hybrid clones of eucalyptus ("urograndis "), codified as VT 05 and VT 04, recommended for the region of Luiz Antonio, SP, Brazil, where the experiment was carried out, and identified as clone 1 and clone 2, respectively. The experimental design was 2x2x3 factorial, with two clones, two situations of substrate moisture (wet and dry) and three different solution interacting fertilizer ammonium sulfate at 1% and termiticide fipronil at 0.5%, totaling twelve treatments and four replications. After planting was measured the saplings stem diameter and height of 12 central plants of each plot, with evaluations made during 2 months at intervals of 15 days. Using data from field samples was determined rates of increase for height and stem diameter for each period, and these data were submitted to ANOVA and means compared by Tukey test with a significance of 5%. There were differences in growth rates between the two clones, regardless of treatment with substrate moisture and termiticide. The presence of termiticide did not affect the rates of increase in height and diameter in two eucalyptus clones tested. The variation of moisture from the substrate -root seedlings set of Eucalyptus did not affect the rates of increase in height and diameter in two eucalyptus clones tested. There was better use of the product used during the immersion of seedlings when the substrate is less... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The factors affecting tree establishment in boreal forests after fire will help determine the community composition of the regenerating forest. These may have large consequences on the community dynamics for years after the fire disturbance. Factors such as burn severity and soil moisture among others have been shown to play a key role in influencing several facets of establishment. However, tree establishment after megafire in boreal forest in Europe has not yet been fully understood. Here I capitalise on a megafire in Sweden in 2014 to investigate the relative impact of different abiotic factors and preconditions on tree establishment six years after the fire. This study used a systematic survey of tree saplings (height >30cm) at 625 locations inside the nature reserve set up within the burnt area. Tested factors were: The number of dead trees lying down, slope and slope aspect, elevation, soil wetness, pre-fire standing volume, distance to fire perimeter, forest stand age, stand productivity index, previous stand dominant tree species, humus thickness after fire and depth of burn. Generalized Linear Mixed Models (GLMMs) were used to estimate the effect of these factors on specific tree species abundance. Strong influences from previous wood volume, soil wetness, elevation, and dead wood lying down had an effective influence on sapling abundance but were typically species-specific. Only elevation and wood volume had a consistent effect on all species’ abundances. Habitat context was important on a landscape scale. These results support the pattern of increasing boreal deciduousness caused by high burn severity and shorter disturbance intervals, in turn, caused by hotter, drier weather, which will have implications on the composition of boreal forests of tomorrow.

Magistro darbe tiriama kai kurių medelyno ekologizavimo priemonių įtaka paprastosios eglės (Picea abies (L.) H. Karst.) sodmenų augimui, vystimuisi, išlikimui, išeigai, dirvožemiui. Darbo objektas – vienerių metų paprastosios eglės sėjinukai ir 2+1 sodinukai bei sideralinis pūdymas. Darbo tikslas – ekologizuoti miško medelyną, pakeičiant mineralines trąšas organinėmis. Darbo metodai – literatūros loginė analizė, apskaitos aikštelių metodas; matematinės statistikos metodai. Darbo rezultatai. Paprastosios eglės sodmenų (pirmamečių sėjinukų ir 2+1 sodinukų) biometrinių požymių matavimai rodo, kad tręšimas kompostu, pagamintu iš mėšlo ir durpės, naudojant 50 ir 100 t ha-1 komposto normas yra netikslingas, nes sodmenims neužtikrinamas pakankamas mitybos lygis. Eglės sodmenis tikslinga tręšti 150 t ha-1 ir didesne komposto norma. Ši tręšimo norma sąlygoja panašius, kaip ir tręšiant mineralinėmis trąšomis, daugelio sodmenų antžeminės ir požeminės dalies biometrinius matavimus (augalų aukštį, šaknies kaklelio skersmenį, šoninių pumpurų skaičių, spyglių ilgį, pagrindinės šaknies ilgį, pirmos eilės šoninių šaknų skaičių). Dažniausiai biometriniai eglių sodmenų parametrai yra mažesni, nei mineralinėmis trąšomis tręštų sodmenų, tačiau skirtumai nėra esminiai. Eglės sodinukų, tręštų 150 t ha-1 komposto norma metinis aukščio prieaugis buvo 10 proc. patikimai mažesnis, nei tręštų mineralinėmis trąšomis sodinukų. Geriausiai eglės sėjinukai ir sodinukai augo dirvožemį patręšus 150 t ha-1... [toliau žr. visą tekstą] / The master thesis examined some of the nurseries’ ecology tools impact on simple spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) planting stock cultivation, growth, survival, stocks yield, soil. Object of the work – first year seedlings and first year sapling of simple spruce and sideralic lea. The aim of work – to assess ecological organic fertilizer (green manure and compost) usage impact on simple spruce planting stock growth. Methods of the work – logical analysis of the literature, method of accounting sites, methods of mathematical statistics. The results of the work. Simple spruce planting stocks’ (first year seedlings and first year sapling) biometric features measurements demonstrate that fertilization with compost, made from dung and peat, with 50 and 100 t ha-1 compost rate is pointless, as sufficient nutritional level is not ensured for spruce planting stocks. Spruce planting stocks are appropriate to fertilize with 150 t ha-1 and a higher compost rate. This results in similar fertilization rate, as the fertilization with mineral fertilizers, the biometric measurements of many saplings in surface and underground part (plant height, root neck diameter, lateral bud number, spine length, main root length, the number of lateral root in first order). Frequently the biometric parameters of spruce planting stocks are lower than fertilized with mineral fertilizers, but the differences are not essential. The annual growth of spruce saplings, fertilized with 150 t ha-1 compost rate was... [to full text]

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Human activities are increasing the occurrence of megafires that have the potential to alter the ecology of forest ecosystems. The objective of this study was to understand the impact of a 610 km2 megafire on patterns of forest regeneration and herbivory of three forest types (aspen/fir, oak/maple, and pinyon/juniper) within the burn scar. Sapling density, meristem removal, and height were measured across a transect network spanning the area of the burn scar over three years from 2019-2021. The network consisted of 17 burned/unburned transect pairs in adjacent burned/unburned forest stands (6 aspen/fir, 5 oak/maple, and 6 pinyon/juniper). Species that regenerated through sprouting generally responded positively to fire while regeneration from seed showed very little post-fire response. Browse pressure was concentrated on deciduous tree species and tended to be greater in burned areas but the effect diminished over time. Meristem removal of sprouting species was below the critical threshold resulting in positive vertical growth across years. Our results indicate that forest regeneration within the megafire scar was generally positive and experienced sustainable levels of ungulate browsing that are likely to result in forest recruitment success. Novel fire regimes are becoming increasingly common and megafires have burned across ecotonal boundaries across multiple forest types. Plant community structure and composition may be critically affected by changing fire regimes. Our objective was to investigate how a megafire that burned across multiple forest types impacted understory plant community assembly and biodiversity. Paired vegetation transects were installed in burned and unburned areas across aspen/fir, oak/maple, and pinyon/juniper forests within the 2018 Pole Creek Megafire burn scar. Percent cover of understory plants was measured in the summer of 2022 and plants were identified to the species level. Richness and diversity indices were then calculated and analyzed using mixed effects models. Fire decreased species richness of the aspen/fir forest understory and increased plant cover in pinyon/juniper forests, while not significantly impacting oak/maple understories. The significant effects of fire were largely driven by changes in forb species. Fire decreased the richness of native plants in aspen/fir forests but increased the richness of non-native plants in oak/maple and pinyon/juniper forests. Non-native plant abundance also increased in post-fire pinyon/juniper forests. Our results suggest that forest understory communities show variable responses to megafires that burn across multiple forest types with important implications for post-fire plant community structure, diversity, and invasibility. Large mammal herbivores (ungulates) are increasing in number and spreading into novel habitats throughout the world. Their impact on forest understory plant communities is strong and varies by herbivore, plant growth form, and season. The objective of this study was to determine the individual and collective herbivory impacts of native versus domestic ungulates on the understory plant community composition of post-fire aspen forests. Four-way fencing treatments were installed in 2012 to separate ungulate species, and Daubenmire frames were used to collect percent cover estimates for each understory plant species. Vegetation data were later used to calculate richness and diversity indices. Total understory plant cover, richness, and diversity were not significantly impacted by the herbivory fencing treatment. However, woody plant species' percent cover was 90% greater in full ungulate exclusion plots than in the fenceless controls. Herbivores likely targeted woody plant species due to their high nutrient levels that last longer into the winter than those of forb or graminoid species. Herbivory treatment did not affect non-native species. Our results indicate that herbivore fencing can protect forest understory plant communities, particularly the woody species. Successful regeneration of woody species can benefit the diversity of the entire understory plant community and preserve forest structure.

- Ziele der Arbeit - Das primäre Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in einer möglichst umfassenden Be-schreibung einzelner Entwicklungsstadien im Verjüngungszyklus von Betula pendula Roth. Dabei waren die lokalen Bestandes- und Standortsbedingungen im Untersuchungsgebiet in besonderer Weise zu berücksichtigen. Des Weiteren sollten Optionen zur waldbaulichen Integration der Sand-Birkenverjüngung in bestehende Behandlungskonzepte für in Auflösung befindliche Fichtenaltbestände aufgezeigt werden. - Untersuchungsgebiet - Der Tharandter Wald liegt im Freistaat Sachsen (50° 55’-50° 00’n. Br., 13° 25’-13° 35’ ö. L.) und umfasst eine Fläche von etwa 6.000 ha. Das von der Baumart Fichte dominierte Gebiet kolliner bis submontaner Höhenstufe (350 - 420 m ü. NN) wird der „Unteren Nordostab-dachung des Erzgebirges“ zugeordnet. Als Untersuchungsflächen wurden wechselfeuchte (wechselfrische) Standorte mittlerer Trophie gewählt, die von einschichtigen Fichtenbe-ständen in einem Alter von ≥ 80 Jahren bestockt waren. Einzeln bis truppweise eingemischte Samenbäume der Sand-Birke (B. pendula) bildeten eine Grundvoraussetzung für die Flächen-auswahl. - Methodisches Vorgehen - Das methodische Vorgehen konzentrierte sich auf die verjüngungsökologisch relevanten Entwicklungsstadien (fruktifizierender Samenbaum, Diaspore, Keimling, Sämling und eta-blierte Verjüngungspflanze) der Sand-Birke. Die Wachstumsparameter der vorhandenen Samenbäume wurden durch Untersuchungen zum Fruchtbehang unterlegt. Der mehrstufige Versuchsansatz zur Erfassung einzelner Verjüngungsstadien stützte sich auf Bestandesauf-nahmen, Gefäß- und Laborversuche. Erhebungen auf Bestandesebene erfassten die Diaspo-renausbreitung mithilfe von Samenfallen und dokumentierten die Keimlings- und Ver-jüngungsstadien von B. pendula auf entsprechend etablierten Aufnahmeplots (1 m x 1 m). Darüber hinaus umfassten die Aufnahmen Strahlungs- und Feuchtemessungen und die Charakterisierung der Bodenvegetation. Für die Einschätzung des mikrostandörtlichen Um-feldes wurden exemplarisch Bodendeckungsvarianten (Mineralboden, Nadelstreuauflage, Calamagrostis villosa CHAIX (GMEL.) und Deschampsia flexuosa L. (TRIN.)) ausgewählt, die als besonders repräsentativ für reine Fichtenbestände des Erzgebirges gelten. Für die räumliche Modellierung der Diasporen und Keimlinge auf Bestandesebene stand das Pro-gramm WALDSTAT (NÄTHER & WÄLDER 2003) zur Verfügung. Im Rahmen des Mitscherlich-Gefäßversuchs wurden gleichermaßen quantitative und qualitative Entwicklungen von Sand-Birkenkeimlingen und -sämlingen erhoben. Der Einfluss ausgewählter Bodendeckungs-varianten wurde in diesen Betrachtungen berücksichtigt. Neben zahlreichen Pflanzenpara-metern (Spross-, Blatt- und Wurzelentwicklung, Allokationen, Allometrien) war die kleinstandörtliche räumliche Verteilung dieser Verjüngungspflanzen von vorrangiger Be-deutung. Als Verteilungs- und Konkurrenzmaße auf Ebene des Mikrostandortes dienten Tessellationsmodelle, der Aggregationsindex nach CLARK & EVANS, der Gini-Koeffizient und das “Constant Yield Law“. - Ergebnisse - - Die Erfassung der Samenbaumparameter von B. pendula führte zu flächenspezifischen und signifikanten Unterschieden in der Dimension, Höhe und soziologischen Stellung. Für die Darstellung der Durchmesser-Höhenverteilungen erwiesen sich logarithmische und quadra-tische Funktionen gleichermaßen geeignet. Das Kronenprozent ereichte im Mittel Werte zwi-schen 37 % und 49 %. Die einzelnen Kronenparameter (Kronendurchmesser, Kronenlänge und Kronenmantelfläche) zeigten straffe lineare Zusammenhänge. Innerhalb der Kronen-strukturen (z. B. Blatt- und Zweigtrockenmasse) ließen sich zum Teil allometrische Be-ziehungen nachweisen. Im Rahmen der Vollbaumbeerntung war ein durchmesserabhängiger Fruchtbehang nachweisbar, der für den Einzelbaum eine Anzahl zwischen 2,3 und 4,2 Millionen Diasporen erreichte. - Mit den Erhebungen zur zeitlichen Ausbreitungsdynamik der Diasporen waren durch mehrjährige Untersuchungszeiträume, auch für eine Pionierbaumart wie B. pendula, stärkere Samenjahre nachzuweisen. Die räumliche Modellierung der anemochoren Diasporenaus-breitung belegte erwartungsgemäß bessere Modellanpassungen für den anisotropen (richtungsgebundenen) Modellansatz. Dennoch zeichneten sich sowohl jahres- als auch flächenspezifisch deutliche Unterschiede in der Modellgüte ab. Als maximale Diasporen-dichte pro m² wurde ein Wert von 20.700 Diasporen ermittelt. Die mittleren Ausbreitungs-distanzen (MDD - “Mean Dispersal Distances“) lagen nach Modellschätzung für die ge-samten Beprobungszeiträume und unter Berücksichtigung aller Versuchsflächen zwischen 37 m und 90 m. Die durchschnittliche Diasporenproduktion eines Einzelbaumes lag nach Anga-ben des Modells in einem Bereich von 180.000 bis 7.400.000. Die Qualitätsansprache an den Diasporen ergab einen Anteil von etwa 5 % bis 8 % äußerlich Schadhaften. Der unmittelbare Windeinfluss auf Hauptausbreitungsrichtung und -entfernung konnte ebenfalls nachgewiesen werden. - Untersuchungen zum Keimlingsstadium zeigten deutliche Abhängigkeiten zwischen den ausgewählten Bodendeckungsvarianten, der Keimlingsdichte und dem Keimlingswachstum. Sand-Birkenkeimlinge waren sowohl unter Bestandesbedingungen als auch unter den freif-lächenähnlichen Bedingungen des Mitscherlich-Gefäßversuchs auf der Variante mit Mine-ralboden besonders dicht aufgelaufen, blieben jedoch stark in ihrer weiteren Entwicklung zurück. Als besonders wüchsig erwiesen sich Keimlinge auf den Bodendeckungsvarianten mit Nadelstreuauflage und in D. flexuosa. Sand-Birkenkeimlinge der Bodendeckungsvarianten ohne Konkurrenz durch Bodenvegetation (Mb, Nd) besaßen eine längere Hauptwurzel und eine höhere Wurzelmasse (56 % - 60 % der Gesamtmasse). Die oberirdische Allokation (Blatt- und Sprossmasse) fiel hingegen für Sand-Birkenkeimlinge in den Bodendeckungs-varianten mit C. villosa und D. flexuosa höher aus. Verteilungs- und Konkurrenzerhebungen in den Gefäßversuchen erbrachten signifikante Zusammenhänge zwischen Keimlingsdichte, Standraum und Wachstum der Einzelpflanze. - Das Sämlingsstadium und die älteren Verjüngungspflanzen wiesen einen deutlichen Rückgang in der Mortalität auf. Die Erhebungen im Bestand ergaben ein unterschiedliches Durchschnittsalter für Sand-Birken auf den einzelnen Bodendeckungsvarianten (C. villosa 7,6 Jahre, D. flexuosa 6,2 Jahre und Nadelstreu 4,7 Jahre). Die wachstumsrelevanten Umweltbe-dingungen wie Strahlungsverfügbarkeit, Feuchteregime und Entfernung zum nächsten Alt-baum unterschieden sich außerdem in Abhängigkeit von den als repräsentativ eingestuften Bodendeckungsvarianten unter Bestandesbedingungen. Das bestandesbezogene Wachstum der Sand-Birken in einem Alter von 2 bis 6 Jahren ließ sich durch eine exponentielle Funktion mit hoher Anpassungsgüte (p ≤ 0,000) abbilden. Innerhalb des Mitscherlich-Gefäßversuchs haben sich ebenfalls Unterschiede in der Individuendichte, den Mortalitäts- und Wachstums-raten in Abhängigkeit von den Bodendeckungsvarianten ausgebildet. Höchste Verjüngungs-dichten wurden nach einem 2,5jährigen Entwicklungszeitraum auf der Bodendeckungs-variante Nadelstreuauflage erreicht. Die Allokationen in der Trockenmasse näherten sich hingegen in den unterschiedlichen Varianten stärker an. Ein dichteabhängiges Wachstum konnte in der letzten Aufnahme nicht mehr nachgewiesen werden. Abschließend bleibt festzuhalten, dass die ermittelten Untersuchungsergebnisse in Abhängig-keit vom jeweiligen Verjüngungsstadium die zeitliche und räumliche Präsenz, Konkurrenz- und Entwicklungsfähigkeit der Sand-Birke in Fichtenaltbeständen des Tharandter Waldes charakterisieren. Sie belegen eine kleinstandörtliche Heterogenität in den untersuchten Beständen, die sich nachhaltig auf die Etablierung der hier untersuchten Pionierbaumart auswirkt. Anhand der räumlichen Modellierung lässt sich die zu erwartende Verteilung von Diasporen und Keimlingen in Abhängigkeit von den Positionen der Samenbäume prognostizieren. Insgesamt ergibt sich aus den vorliegenden Ergebnissen ein vergleichsweise hohes Verjüngungspotenzial für B. pendula, das sich durch waldbauliche Maßnahmen effizient nutzen ließe. Ein detailliertes Wissen über die einzelnen Verjüngungsstadien bietet zudem die Möglichkeit einer gezielten waldbaulichen Steuerung der Baumart und zur Risikoabschätzung des Verjüngungserfolgs unter den gegebenen Rahmenbedingungen. Bei einer wachsenden waldbaulichen Unsicherheit im Umgang mit unterschiedlichsten Klima-prognosen, die sich in ihrer Wirkung regionalspezifisch erheblich unterscheiden können, sollte die Sand-Birke als Misch- und Vorwaldbaumart unbedingt berücksichtigt werden. Um dem viel zitierten Anspruch an die Nachhaltigkeit waldbaulichen Handelns gerecht zu werden, muss die Option zur Integration von B. pendula gewährleistet bleiben, auch für künftige Generationen und bei sich wandelnden Ansprüchen an den Wald. / - Objectives - The main goal of this study was to describe comprehensively the particular stages of the regeneration cycle of Betula pendula Roth. Investigations were carried out in local stand and site conditions of a research area in South-East Germany (Tharandter Forest) are considered. In this context options for integrating Silver birch regeneration into silvicultural management concepts of old Spruce stands (Picea abies L.) with lacking vitality are pointed out. - Research area - The Tharandter Forest is located (50°00’N, 13°35’E.) in Saxony (South-East Germany) with an area of around 6.000 ha. It is dominated by Norway spruce stands, and ranges from colline to submontane altitudinal belt (350 to 420 m a.s.l.). These sites are part of the northern declivity of the Ore Mountains. Mono-layered Norway spruce stands with soils of medium trophy and well drained, but featured highly variable soil moisture levels during the growing season were selected for this study. The stand age was ≥ 80 years. Seed trees of Silver birch were mixed as single trees or small groups. - Methodical aspects - The methodical work was concentrated on relevant regeneration aspects like fructification of seed trees, seeds, seedlings, saplings and established regeneration of Silver birch. Growth parameters of seed trees and the amount of fructification were used to quantify allometric relationships. The multi-level research design was based on measurements under stand conditions, pot and laboratory experiments. Seed traps and plots (1m x 1m) were located in spruce stands with regard to different stages of Silver birch development. Therefore micro-environmental growth conditions like soil humidity and photosynthetic active radiation were measured, and plants of ground cover characterized. As examples of ground cover variants with highest presence in homogeneous spruce stands mineral soil, needle litter, Calamagrostis villosa CHAIX (GMEL.) und Deschampsia flexuosa L. (TRIN.) were chosen. Using the program WALDSTAT (NÄTHER & WÄLDER 2003) spatial distribution of dispersed seeds (diaspores) and seedlings could be modelled. Additionally pot experiments were done to compare quantitative and qualitative development of birch seedlings between stand and open site conditions. Regeneration density, number of leaves, shoot and root growth and allocations were measured as important growth parameters to evaluate single plant development under different environmental conditions. Finally, spatial distribution of seedlings in microsites and intraspecific competition were calculated by tessellation models, aggregation indices after CLARK & EVANS, Gini-coefficient and ‘constant yield law’. - Main results - - Measurements on seed trees of B. pendula indicate stand specific differences significantly in dimension, height and biosocial position of trees within the birch population (crown classes). For specific height-dbh curves logarithmic and quadratic equations were adapted. The relative crown length for seed trees was located between 37 % and 49 %. Allometric relationships between crown parameters (e.g. crown diameter, crown length and crown surface) were strongly correlated. In specific cases crown structures (e.g. dry mass of leaves and twigs) were also correlated, certainly with different grades. Direct seed counting of felled seed trees provided the relationships between dbh and number of seeds. Counted seeds for single Silver birch trees ranged between 2.300.000 - 4.200.000. - As one result of seed trapping huge varieties in seed production of Silver birch were detectable between years with different seed potential. Spatial modeling of seed dispersal supported strong influences caused by wind (direction and speed). Hence, best fitted model estimations were found for anisotropic scenarios. The maximum in seed density was recorded with 20.700 seeds per m². As data for ‘Mean Dispersal Distances’ (MDD) the program WALDSTAT calculated between 37 m and 90 m. Furthermore the amount of seeds produced by a single tree was estimated with 180.000 - 7.400.000 depending on dbh. Physical quality evaluations for seeds have shown a mean proportion of damaged and not germinable seeds between 5 % and 8 %. - Direct effects of ground cover variants have been identified for seedling density and growth. Seedling density was highest on mineral soil for both, stand conditions and pot experiment, but these birch seedlings developed slowly compared with individuals in the other ground cover variants. The best growth was realized by birch seedlings in needle litter and D. flexuosa. Regarding to root length and mass, birches in ground cover variants without grass competition (mineral soil and needle litter) have shown a significant better development of underground parts. Root dry mass of these birch seedlings reached proportions between 56 % and 60 % of whole plant dry mass. By contrast the aboveground dry mass (leaves and shoot) was higher for birches competing with grasses. Overall results of birch seedling distribution and competition were significant correlations between densities, space, and growth per single plant. - For saplings and established birch regeneration a notable decrease in mortality rates were found. According to regeneration analyses under stand conditions age distributions in Silver birch regeneration have been controlled by ground cover variants and their environment conditions. The average age of Silver birch seedlings was high in areas with C. villosa (7.6 years) and low in needle litter (4.7 years). Furthermore growth influencing environmental conditions like light, humidity, and distance of old spruce trees have shown differences between variants in ground cover. The growth of regenerated Silver birches at the age of 2 to 6 years under those stand conditions can be described by an exponential function with high degree of adaptation (p ≤ 0,000). There were also differences in sapling densities, mortality and growth rates caused by ground cover variants in the pot experiments. After 2.5 years maximum regeneration densities in pots were registered on ground covers with needle litter. Allocations in regeneration dry mass were less influenced by ground cover variants than in previous stages. Density dependent growth rates could not be proved during last measurements. Finally, the presented results provide the opportunity to characterize temporal and spatial presence of different regeneration stages of Silver birch, its potential of competition and further development in old Norway spruce stands of the Tharandter Forest. They document heterogeneous structures of micro-environmental conditions in these spruce stands, which have sustainable effects on regeneration establishment of this studied pioneer tree species. On the basis of spatial modeling it is possible to estimate spatial distribution of seeds and seedlings depending on seed tree positions. Overall the results involve a high potential of successful regeneration in Silver birch, which opens up promising vistas for silvicultural management. More detailed knowledge in particular regeneration stages induces possibilities for selective control in silviculture with Silver birch. Additionally, estimating the regeneration risks and the success under given surrounding conditions will be more precisely. Considering uncertainty in giving prognoses for climate change Silver birch should be integrated in silvicultural strategies because of its role as admixed tree species and pioneer crop combined with comparably high resilience against warming.

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- Ziele der Arbeit - Das primäre Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in einer möglichst umfassenden Be-schreibung einzelner Entwicklungsstadien im Verjüngungszyklus von Betula pendula Roth. Dabei waren die lokalen Bestandes- und Standortsbedingungen im Untersuchungsgebiet in besonderer Weise zu berücksichtigen. Des Weiteren sollten Optionen zur waldbaulichen Integration der Sand-Birkenverjüngung in bestehende Behandlungskonzepte für in Auflösung befindliche Fichtenaltbestände aufgezeigt werden. - Untersuchungsgebiet - Der Tharandter Wald liegt im Freistaat Sachsen (50° 55’-50° 00’n. Br., 13° 25’-13° 35’ ö. L.) und umfasst eine Fläche von etwa 6.000 ha. Das von der Baumart Fichte dominierte Gebiet kolliner bis submontaner Höhenstufe (350 - 420 m ü. NN) wird der „Unteren Nordostab-dachung des Erzgebirges“ zugeordnet. Als Untersuchungsflächen wurden wechselfeuchte (wechselfrische) Standorte mittlerer Trophie gewählt, die von einschichtigen Fichtenbe-ständen in einem Alter von ≥ 80 Jahren bestockt waren. Einzeln bis truppweise eingemischte Samenbäume der Sand-Birke (B. pendula) bildeten eine Grundvoraussetzung für die Flächen-auswahl. - Methodisches Vorgehen - Das methodische Vorgehen konzentrierte sich auf die verjüngungsökologisch relevanten Entwicklungsstadien (fruktifizierender Samenbaum, Diaspore, Keimling, Sämling und eta-blierte Verjüngungspflanze) der Sand-Birke. Die Wachstumsparameter der vorhandenen Samenbäume wurden durch Untersuchungen zum Fruchtbehang unterlegt. Der mehrstufige Versuchsansatz zur Erfassung einzelner Verjüngungsstadien stützte sich auf Bestandesauf-nahmen, Gefäß- und Laborversuche. Erhebungen auf Bestandesebene erfassten die Diaspo-renausbreitung mithilfe von Samenfallen und dokumentierten die Keimlings- und Ver-jüngungsstadien von B. pendula auf entsprechend etablierten Aufnahmeplots (1 m x 1 m). Darüber hinaus umfassten die Aufnahmen Strahlungs- und Feuchtemessungen und die Charakterisierung der Bodenvegetation. Für die Einschätzung des mikrostandörtlichen Um-feldes wurden exemplarisch Bodendeckungsvarianten (Mineralboden, Nadelstreuauflage, Calamagrostis villosa CHAIX (GMEL.) und Deschampsia flexuosa L. (TRIN.)) ausgewählt, die als besonders repräsentativ für reine Fichtenbestände des Erzgebirges gelten. Für die räumliche Modellierung der Diasporen und Keimlinge auf Bestandesebene stand das Pro-gramm WALDSTAT (NÄTHER & WÄLDER 2003) zur Verfügung. Im Rahmen des Mitscherlich-Gefäßversuchs wurden gleichermaßen quantitative und qualitative Entwicklungen von Sand-Birkenkeimlingen und -sämlingen erhoben. Der Einfluss ausgewählter Bodendeckungs-varianten wurde in diesen Betrachtungen berücksichtigt. Neben zahlreichen Pflanzenpara-metern (Spross-, Blatt- und Wurzelentwicklung, Allokationen, Allometrien) war die kleinstandörtliche räumliche Verteilung dieser Verjüngungspflanzen von vorrangiger Be-deutung. Als Verteilungs- und Konkurrenzmaße auf Ebene des Mikrostandortes dienten Tessellationsmodelle, der Aggregationsindex nach CLARK & EVANS, der Gini-Koeffizient und das “Constant Yield Law“. - Ergebnisse - - Die Erfassung der Samenbaumparameter von B. pendula führte zu flächenspezifischen und signifikanten Unterschieden in der Dimension, Höhe und soziologischen Stellung. Für die Darstellung der Durchmesser-Höhenverteilungen erwiesen sich logarithmische und quadra-tische Funktionen gleichermaßen geeignet. Das Kronenprozent ereichte im Mittel Werte zwi-schen 37 % und 49 %. Die einzelnen Kronenparameter (Kronendurchmesser, Kronenlänge und Kronenmantelfläche) zeigten straffe lineare Zusammenhänge. Innerhalb der Kronen-strukturen (z. B. Blatt- und Zweigtrockenmasse) ließen sich zum Teil allometrische Be-ziehungen nachweisen. Im Rahmen der Vollbaumbeerntung war ein durchmesserabhängiger Fruchtbehang nachweisbar, der für den Einzelbaum eine Anzahl zwischen 2,3 und 4,2 Millionen Diasporen erreichte. - Mit den Erhebungen zur zeitlichen Ausbreitungsdynamik der Diasporen waren durch mehrjährige Untersuchungszeiträume, auch für eine Pionierbaumart wie B. pendula, stärkere Samenjahre nachzuweisen. Die räumliche Modellierung der anemochoren Diasporenaus-breitung belegte erwartungsgemäß bessere Modellanpassungen für den anisotropen (richtungsgebundenen) Modellansatz. Dennoch zeichneten sich sowohl jahres- als auch flächenspezifisch deutliche Unterschiede in der Modellgüte ab. Als maximale Diasporen-dichte pro m² wurde ein Wert von 20.700 Diasporen ermittelt. Die mittleren Ausbreitungs-distanzen (MDD - “Mean Dispersal Distances“) lagen nach Modellschätzung für die ge-samten Beprobungszeiträume und unter Berücksichtigung aller Versuchsflächen zwischen 37 m und 90 m. Die durchschnittliche Diasporenproduktion eines Einzelbaumes lag nach Anga-ben des Modells in einem Bereich von 180.000 bis 7.400.000. Die Qualitätsansprache an den Diasporen ergab einen Anteil von etwa 5 % bis 8 % äußerlich Schadhaften. Der unmittelbare Windeinfluss auf Hauptausbreitungsrichtung und -entfernung konnte ebenfalls nachgewiesen werden. - Untersuchungen zum Keimlingsstadium zeigten deutliche Abhängigkeiten zwischen den ausgewählten Bodendeckungsvarianten, der Keimlingsdichte und dem Keimlingswachstum. Sand-Birkenkeimlinge waren sowohl unter Bestandesbedingungen als auch unter den freif-lächenähnlichen Bedingungen des Mitscherlich-Gefäßversuchs auf der Variante mit Mine-ralboden besonders dicht aufgelaufen, blieben jedoch stark in ihrer weiteren Entwicklung zurück. Als besonders wüchsig erwiesen sich Keimlinge auf den Bodendeckungsvarianten mit Nadelstreuauflage und in D. flexuosa. Sand-Birkenkeimlinge der Bodendeckungsvarianten ohne Konkurrenz durch Bodenvegetation (Mb, Nd) besaßen eine längere Hauptwurzel und eine höhere Wurzelmasse (56 % - 60 % der Gesamtmasse). Die oberirdische Allokation (Blatt- und Sprossmasse) fiel hingegen für Sand-Birkenkeimlinge in den Bodendeckungs-varianten mit C. villosa und D. flexuosa höher aus. Verteilungs- und Konkurrenzerhebungen in den Gefäßversuchen erbrachten signifikante Zusammenhänge zwischen Keimlingsdichte, Standraum und Wachstum der Einzelpflanze. - Das Sämlingsstadium und die älteren Verjüngungspflanzen wiesen einen deutlichen Rückgang in der Mortalität auf. Die Erhebungen im Bestand ergaben ein unterschiedliches Durchschnittsalter für Sand-Birken auf den einzelnen Bodendeckungsvarianten (C. villosa 7,6 Jahre, D. flexuosa 6,2 Jahre und Nadelstreu 4,7 Jahre). Die wachstumsrelevanten Umweltbe-dingungen wie Strahlungsverfügbarkeit, Feuchteregime und Entfernung zum nächsten Alt-baum unterschieden sich außerdem in Abhängigkeit von den als repräsentativ eingestuften Bodendeckungsvarianten unter Bestandesbedingungen. Das bestandesbezogene Wachstum der Sand-Birken in einem Alter von 2 bis 6 Jahren ließ sich durch eine exponentielle Funktion mit hoher Anpassungsgüte (p ≤ 0,000) abbilden. Innerhalb des Mitscherlich-Gefäßversuchs haben sich ebenfalls Unterschiede in der Individuendichte, den Mortalitäts- und Wachstums-raten in Abhängigkeit von den Bodendeckungsvarianten ausgebildet. Höchste Verjüngungs-dichten wurden nach einem 2,5jährigen Entwicklungszeitraum auf der Bodendeckungs-variante Nadelstreuauflage erreicht. Die Allokationen in der Trockenmasse näherten sich hingegen in den unterschiedlichen Varianten stärker an. Ein dichteabhängiges Wachstum konnte in der letzten Aufnahme nicht mehr nachgewiesen werden. Abschließend bleibt festzuhalten, dass die ermittelten Untersuchungsergebnisse in Abhängig-keit vom jeweiligen Verjüngungsstadium die zeitliche und räumliche Präsenz, Konkurrenz- und Entwicklungsfähigkeit der Sand-Birke in Fichtenaltbeständen des Tharandter Waldes charakterisieren. Sie belegen eine kleinstandörtliche Heterogenität in den untersuchten Beständen, die sich nachhaltig auf die Etablierung der hier untersuchten Pionierbaumart auswirkt. Anhand der räumlichen Modellierung lässt sich die zu erwartende Verteilung von Diasporen und Keimlingen in Abhängigkeit von den Positionen der Samenbäume prognostizieren. Insgesamt ergibt sich aus den vorliegenden Ergebnissen ein vergleichsweise hohes Verjüngungspotenzial für B. pendula, das sich durch waldbauliche Maßnahmen effizient nutzen ließe. Ein detailliertes Wissen über die einzelnen Verjüngungsstadien bietet zudem die Möglichkeit einer gezielten waldbaulichen Steuerung der Baumart und zur Risikoabschätzung des Verjüngungserfolgs unter den gegebenen Rahmenbedingungen. Bei einer wachsenden waldbaulichen Unsicherheit im Umgang mit unterschiedlichsten Klima-prognosen, die sich in ihrer Wirkung regionalspezifisch erheblich unterscheiden können, sollte die Sand-Birke als Misch- und Vorwaldbaumart unbedingt berücksichtigt werden. Um dem viel zitierten Anspruch an die Nachhaltigkeit waldbaulichen Handelns gerecht zu werden, muss die Option zur Integration von B. pendula gewährleistet bleiben, auch für künftige Generationen und bei sich wandelnden Ansprüchen an den Wald. / - Objectives - The main goal of this study was to describe comprehensively the particular stages of the regeneration cycle of Betula pendula Roth. Investigations were carried out in local stand and site conditions of a research area in South-East Germany (Tharandter Forest) are considered. In this context options for integrating Silver birch regeneration into silvicultural management concepts of old Spruce stands (Picea abies L.) with lacking vitality are pointed out. - Research area - The Tharandter Forest is located (50°00’N, 13°35’E.) in Saxony (South-East Germany) with an area of around 6.000 ha. It is dominated by Norway spruce stands, and ranges from colline to submontane altitudinal belt (350 to 420 m a.s.l.). These sites are part of the northern declivity of the Ore Mountains. Mono-layered Norway spruce stands with soils of medium trophy and well drained, but featured highly variable soil moisture levels during the growing season were selected for this study. The stand age was ≥ 80 years. Seed trees of Silver birch were mixed as single trees or small groups. - Methodical aspects - The methodical work was concentrated on relevant regeneration aspects like fructification of seed trees, seeds, seedlings, saplings and established regeneration of Silver birch. Growth parameters of seed trees and the amount of fructification were used to quantify allometric relationships. The multi-level research design was based on measurements under stand conditions, pot and laboratory experiments. Seed traps and plots (1m x 1m) were located in spruce stands with regard to different stages of Silver birch development. Therefore micro-environmental growth conditions like soil humidity and photosynthetic active radiation were measured, and plants of ground cover characterized. As examples of ground cover variants with highest presence in homogeneous spruce stands mineral soil, needle litter, Calamagrostis villosa CHAIX (GMEL.) und Deschampsia flexuosa L. (TRIN.) were chosen. Using the program WALDSTAT (NÄTHER & WÄLDER 2003) spatial distribution of dispersed seeds (diaspores) and seedlings could be modelled. Additionally pot experiments were done to compare quantitative and qualitative development of birch seedlings between stand and open site conditions. Regeneration density, number of leaves, shoot and root growth and allocations were measured as important growth parameters to evaluate single plant development under different environmental conditions. Finally, spatial distribution of seedlings in microsites and intraspecific competition were calculated by tessellation models, aggregation indices after CLARK & EVANS, Gini-coefficient and ‘constant yield law’. - Main results - - Measurements on seed trees of B. pendula indicate stand specific differences significantly in dimension, height and biosocial position of trees within the birch population (crown classes). For specific height-dbh curves logarithmic and quadratic equations were adapted. The relative crown length for seed trees was located between 37 % and 49 %. Allometric relationships between crown parameters (e.g. crown diameter, crown length and crown surface) were strongly correlated. In specific cases crown structures (e.g. dry mass of leaves and twigs) were also correlated, certainly with different grades. Direct seed counting of felled seed trees provided the relationships between dbh and number of seeds. Counted seeds for single Silver birch trees ranged between 2.300.000 - 4.200.000. - As one result of seed trapping huge varieties in seed production of Silver birch were detectable between years with different seed potential. Spatial modeling of seed dispersal supported strong influences caused by wind (direction and speed). Hence, best fitted model estimations were found for anisotropic scenarios. The maximum in seed density was recorded with 20.700 seeds per m². As data for ‘Mean Dispersal Distances’ (MDD) the program WALDSTAT calculated between 37 m and 90 m. Furthermore the amount of seeds produced by a single tree was estimated with 180.000 - 7.400.000 depending on dbh. Physical quality evaluations for seeds have shown a mean proportion of damaged and not germinable seeds between 5 % and 8 %. - Direct effects of ground cover variants have been identified for seedling density and growth. Seedling density was highest on mineral soil for both, stand conditions and pot experiment, but these birch seedlings developed slowly compared with individuals in the other ground cover variants. The best growth was realized by birch seedlings in needle litter and D. flexuosa. Regarding to root length and mass, birches in ground cover variants without grass competition (mineral soil and needle litter) have shown a significant better development of underground parts. Root dry mass of these birch seedlings reached proportions between 56 % and 60 % of whole plant dry mass. By contrast the aboveground dry mass (leaves and shoot) was higher for birches competing with grasses. Overall results of birch seedling distribution and competition were significant correlations between densities, space, and growth per single plant. - For saplings and established birch regeneration a notable decrease in mortality rates were found. According to regeneration analyses under stand conditions age distributions in Silver birch regeneration have been controlled by ground cover variants and their environment conditions. The average age of Silver birch seedlings was high in areas with C. villosa (7.6 years) and low in needle litter (4.7 years). Furthermore growth influencing environmental conditions like light, humidity, and distance of old spruce trees have shown differences between variants in ground cover. The growth of regenerated Silver birches at the age of 2 to 6 years under those stand conditions can be described by an exponential function with high degree of adaptation (p ≤ 0,000). There were also differences in sapling densities, mortality and growth rates caused by ground cover variants in the pot experiments. After 2.5 years maximum regeneration densities in pots were registered on ground covers with needle litter. Allocations in regeneration dry mass were less influenced by ground cover variants than in previous stages. Density dependent growth rates could not be proved during last measurements. Finally, the presented results provide the opportunity to characterize temporal and spatial presence of different regeneration stages of Silver birch, its potential of competition and further development in old Norway spruce stands of the Tharandter Forest. They document heterogeneous structures of micro-environmental conditions in these spruce stands, which have sustainable effects on regeneration establishment of this studied pioneer tree species. On the basis of spatial modeling it is possible to estimate spatial distribution of seeds and seedlings depending on seed tree positions. Overall the results involve a high potential of successful regeneration in Silver birch, which opens up promising vistas for silvicultural management. More detailed knowledge in particular regeneration stages induces possibilities for selective control in silviculture with Silver birch. Additionally, estimating the regeneration risks and the success under given surrounding conditions will be more precisely. Considering uncertainty in giving prognoses for climate change Silver birch should be integrated in silvicultural strategies because of its role as admixed tree species and pioneer crop combined with comparably high resilience against warming.