Les interventions sylvicoles peuvent être un facteur déterminant dans le développement de la régénération des espèces forestières, telles le sapin baumier et l'épinette noire. Leur réaction dépendra toutefois des caractéristiques des semis et du type de coupe effectuée. Notre étude prend en compte quatre types de coupes et examine l’effet de la taille et de la vigueur des semis sur leur réaction de croissance en hauteur et en diamètre. Cinq ans après les interventions, les résultats montrent que le sapin baumier est une espèce qui réagit très bien à l'ouverture de la canopée, alors que l'épinette noire a un processus légèrement plus lent dans les premières années. Les réactions sont en lien direct avec les caractéristiques des semis et l’intensité de la coupe. / Silvicultural interventions can be a determining factor for the development of the regeneration of forest species, such as balsam fir and black spruce. Their reaction will depend however on seedlings characteristics and the type of cutting. Our study takes into account four types of cutting and examines the effect of seedling size and vigor on their growth response in height and diameter. Five years after the interventions, results show that balsam fir responds very well to the opening of the canopy, while black spruce has a slightly slower response in the first years. The responses are in direct link with seedlings characteristics and the intensity of cuttings.

En Amérique du Nord, la coupe de jardinage a été implantée en réponse à plusieurs décennies de mauvaises pratiques forestières ayant laissé de grandes superficies de peuplements feuillus dégradés et de faible vigueur. Or, l’application de la coupe de jardinage dans un contexte industriel a produit des résultats variés et parfois peu convaincants sur sa capacité à améliorer la vigueur générale des peuplements et à fournir un rendement soutenu en bois de haute valeur. L’objectif général de ce projet de recherche était d’améliorer les prévisions de la croissance et de la mortalité des arbres feuillus à partir d’une meilleure évaluation de leur potentiel de croissance sur pied et de leur sensibilité aux conditions climatiques. Nos résultats ont d’abord montré un effet marginal du taux de dégagement induit par la coupe de jardinage sur la croissance et le taux de survie des arbres résiduels. Ce résultat s’explique en partie par une concentration de la récolte des arbres à l’intérieur et aux abords des sentiers de débardage, laissant ainsi de larges zones non traitées dans les peuplements résiduels. Dans les années suivant l’application du traitement, uniquement 24 % des arbres ont connu une hausse de croissance significative, un pourcentage de réaction de croissance légèrement inférieur à celui induit par les perturbations naturelles au cours des décennies précédentes. Nos analyses ont également montré qu’une réduction marquée de la croissance sur plusieurs décennies précédait 88 % des événements de mortalité post-récolte, et que les prévisions de ces événements pouvaient être significativement améliorées en considérant les tendances de croissance 25 ans avant la coupe. De plus, la présence de défauts affectant la vigueur des arbres au moment de la coupe était positivement reliée à la probabilité de mortalité et négativement reliée à la probabilité d’avoir une hausse de croissance après la coupe. Par ailleurs, nos analyses ont montré qu’une évaluation visuelle de la densité du houppier est l’indicateur le plus efficace pour estimer la vigueur et le potentiel de croissance sur pied de l’érable à sucre. Finalement, nos analyses des relations entre la croissance et les conditions climatiques ont montré un lien fort entre l’occurrence des stress climatiques ponctuels et une diminution de la croissance de l’érable à sucre. Les épisodes de gel-dégel de forte intensité ont été particulièrement dommageables en provoquant des baisses abruptes de la croissance dans les deux régions étudiées. À l’inverse, les analyses provenant des tendances climatiques mensuelles ont indiqué une relation faible et instable dans le temps avec la croissance. Nos résultats indiquent que l’effet synergique d’une accumulation de plusieurs stress climatiques et d’épidémies d’insectes défoliateurs au début des années 1980 a induit un changement important dans la dynamique de croissance de l’érable à sucre et sa réponse aux conditions climatiques mensuelles.

Nous avons évalué la réponse des plantes de sous-bois à l’exclusion expérimentale du cerf de Virginie dans des forêts du sud du Québec, après environ 30 ans de densités élevées. Dans six érablières, un exclos et un témoin ont été établis en 1998 sous couvert forestier et de même en 2003 sous trouée. Nous avons évalué les impacts du cerf sur la richesse spécifique, l’abondance et la biomasse de différents groupes de plantes. Aucune différence significative entre les traitements n’a été observée pour ces différentes variables après huit ans sous couvert végétal ou trois ans sous trouée, à l’exception de l’abondance totale et des semis. Toutefois, les Trillium erectum étaient devenus plus grands et se reproduisaient davantage dans les exclos que les témoins sous couvert forestier. Dans l’ensemble, les plantes n'ont pas répondu suite à l’exclusion du cerf, peut-être en raison de la faible luminosité en sous-bois. / We examined the response of understory plants to deer exclusion in maple-dominated forests of southern Québec following nearly 30 years of deer overabundance. Six maple forests were selected for the study and at each site one deer exclosure and one control were established in 1998. One exclosure and one control at each of the same sites were established in 2003 under recent gap openings. We investigated deer impacts on the richness, abundance, and aboveground biomass of different plant groups. None of these variables differed significantly between treatments over the years under both forest cover and gaps, except for tree seedlings and total plant abundance under gaps. Trillium erectum recovered partially as individuals were taller and reproduced more frequently in deer exclosures under forest cover. Overall, our results suggest that plant groups did not recover from deer exclusion, likely because of low light levels that prevail in maple-dominated forests.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Devant l'urgence climatique, l'aménagement forestier peut contribuer à la lutte contre les changements climatiques, notamment par la production de produits du bois qui stockent du carbone hors de l'atmosphère pendant de longues périodes en substituant par le fait même des matériaux plus polluants. La coupe partielle, un procédé sylvicole qui tarde à être utilisé plus largement au Québec, fait tranquillement ses preuves en forêt boréale quant à son potentiel pour l'adaptation et l'atténuation des changements climatiques. Le but de ce mémoire était d'évaluer la capacité à créer des produits du bois de haute valeur et de longue durée de vie de deux types de coupe partielle en forêt boréale. Plus spécifiquement, le but était de comparer l'effet de la coupe progressive irrégulière à couvert permanent et de l'éclaircie commerciale sur le potentiel de croissance des arbres résiduels et leur rendement en produits du sciage et ce, par rapport au scénario de référence de la coupe totale. En utilisant la Forêt Montmorency comme étude de cas, le modèle 3-PG a été utilisé pour simuler la croissance et la coupe de peuplements monospécifiques de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill) et d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Grâce à StatSAW, l'assortiment de produits du bois issu des récoltes a été établi selon les différents traitements de récolte. Les résultats les plus marquants ont été observés sur le diamètre quadratique des tiges résiduelles. Pour le sapin baumier, des gains de 1,9, 2,5 et 3,3 cm ont été observés lors de la coupe finale à 70 ans pour les peuplements ayant subi à 30 ans des éclaircies commerciales de 25%, 33% et 40% de la surface terrière respectivement, par rapport à des peuplements non traités. Pour des peuplements soumis à la coupe progressive irrégulière à couvert permanent, un gain de 5,6 et 3,3 cm a été observé comparativement au contrôle à 70 et 90 ans. Pour l'épinette blanche, des gains de 1,8, 2,5 et 3,2 cm ont été observés pour l'éclaircie commerciale à 25%, 33% et 40% respectivement. Pour la coupe progressive irrégulière à couvert permanent, un gain de 5,1 et 3,6 cm a été observé comparativement au contrôle à 70 et 90 ans. Malgré les gains significatifs en diamètre chez les deux essences, l'assortiment de produits du bois cumulatif des scénarios avec éclaircie commerciale à la suite de la coupe finale à 70 ans ne s'est pas distingué du scénario de référence de la coupe totale (sans éclaircie). Cependant, dans une perspective de récolte à perpétuité, la coupe progressive irrégulière à couvert permanent a démontré le meilleur potentiel de génération de produits du bois de grandes dimensions pouvant stocker du carbone sur de longues périodes. En effet, la transition vers une structure de peuplement irrégulière, complétée à 90 ans, devrait permettre des coupes subséquentes qui affichent les meilleures proportions de sciage, avec les dimensions de produits les plus grandes ayant un fort potentiel d'utilisation en construction, où les meilleurs temps de demi-vie sont observés. Dans l'optique de mieux établir le potentiel des coupes partielles à lutter contre les changements climatiques, un bilan carbone complet serait nécessaire, en incluant l'ensemble de la dynamique du carbone de l'écosystème et des produits du bois. Également, il serait nécessaire d'évaluer l'impact de perturbations naturelles, comme la tordeuse des bourgeons d'épinettes, sur les peuplements issus de ce type de coupe. Somme toute, les résultats suggèrent que les coupes partielles, notamment celles faisant partie d'un système de récolte à couvert permanent, ont un fort potentiel de lutte contre les changements climatiques. / In the face of the climate emergency, forest management can contribute to the fight against climate change, notably through the production of wood products that sequester carbon out of the atmosphere for long periods of time, thereby substituting more polluting materials. Partial cutting, a silvicultural process that has been slow to be used more widely in Quebec, is gradually proving its potential in the boreal forest for adaptation and mitigation of climate change. The purpose of this thesis was to evaluate the performance of two types of partial cutting to create high quality wood products with long half-life cycle in the boreal forest. More specifically, the goal was to compare the effect of continuous cover irregular shelterwood and commercial thinning on growth potential of residual stems and wood product yield compared to the control scenario of clearcutting only. Using the Montmorency Forest as a case study, the 3-PG model was used to simulate the growth and harvesting of monospecific stands of balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill) and white spruce (Picea glauca (Moench) Voss). Using StatSAW, the assortment of wood products from harvests was estimated for the different treatments. The most striking results were observed on the quadratic diameter of residual stems. For balsam fir, a gain of 1.9, 2.5 and 3.3 cm was observed following commercial thinning of 25%, 33% and 40% of the basal area respectively. For stands submitted to the continuous cover system, a gain of 5.6 and 3.3 cm was observed compared to the control at 70 and 90 years. For white spruce, a gain of 1.8, 2.5 and 3.2 cm was observed for the commercial thinning at 25%, 33% and 40% respectively. For the continuous cover, a gain of 5.1 and 3.6 cm was observed compared to the control (clearcut only) at 70 and 90 years. Despite the significant gains in diameter in both species, the cumulative assortment of products of the commercial thinning at the final cut of 70 years did not differ from the reference of clearcutting (without thinning). However, from a perpetual harvesting perspective, continuous cover irregular shelterwood showed the best potential for generating larger-sized wood products that can store carbon over long periods. The last harvest, which would be repeated in subsequent cuts, shows the highest sawnwood proportions, with the largest product sizes having high potential for construction use, where the longest half-life times are observed. To better establish the potential of partial cuts to address climate change, a full carbon budget would be required, including the carbon dynamics in ecosystems and wood products. Also, it would be necessary to evaluate the impact of natural disturbances, such as the spruce budworm, on stands treated by this type of harvesting. In conclusion, the results suggest that partial cuts, particularly when included in a continuous cover harvest system, have a strong potential to contribute to climate change mitigation.

Le couvert forestier dans le sud chilien représente un enjeu environnemental majeur. La forêt native, intégrée à l’Ecorégion Valdivienne (35°S–48°S), fait partie de ces écosystèmes ayant la plus haute priorité de conservation dans le monde. L’application du Decreto-Ley 701 en 1974 généra l’expansion de monocultures de pins et d’eucalyptus dans le sud chilien. L’intensification des pratiques sylvicoles, combinée à la substitution des écosystèmes forestiers natifs, remet en question leur soutenabilité à court et moyen terme. Cette étude cherche à appréhender et à anticiper la dynamique des plantations forestières à plusieurs échelles spatiales et temporelles afin d’identifier les enjeux futurs d’occupation du sol. Dans un premier temps, l’utilisation de données satellitales à moyenne résolution MODIS a permis de détecter et de quantifier les coupes forestières et les forêts stables de la 8ème Région du Bío-Bío au sud continental de la 10ème Région de Los Lagos. Le recours aux images LANDSAT a, dans un second temps, fourni des éléments de précision sur le cycle de rotations des plantations industrielles à l’échelle de deux régions. Enfin, une classification multi-dates a constitué une base d’étude pour aborder les changements d’occupation et d’utilisation du sol (LUCC) dans la commune de San Juan de la Costa. Aussi, entre 1986 et 2008, la progression des monocultures au détriment de la forêt native et des autres types d’occupation du sol atteint respectivement 3 366 ha et 6 132 ha. Bien que l’identification des facteurs explicatifs combinée à l’analyse rétrospective mette en évidence une grande complexité au sein de ce système, quatre scénarii prospectifs ont pu être proposés. Ces derniers permettent d’obtenir une vision panoramique des dynamiques évolutives des plantations forestières et de la forêt native. Si les scénarii prédictif et intensif traduisent une expansion des plantations monospécifiques en 2017 et 2026, les scénarii, exploratoire et« éco-centré », apportent une vision à contre-courant, avec un regain de forêt native et un déclin des plantations à l’horizon 2035. Le croisement des scénarii établit également un degré de congruence spatialisé susceptible de fournir, dans une perspective de gestion, des informations complémentaires d’aide à la décision. / Southern Chile forest cover represents a major environmental issue. The native forest, integrated into the Valvidian Ecoregion (35°S-48°S), belongs to ecosystems with the highest conservation priority in the world. The application of the Decree Law 701 in 1974 generated the expansion of pines and eucalyptus monocultures in Southern Chile. The intensification of silvicultural practices, combined with the substitution of native forested ecosystems, reappraises their sustainability on both short and mid-term. This study wishes to apprehend and anticipate timber plantation dynamics on several spatial and temporal scales to identify tomorrow's land occupation issues. In a first phase, the use of MODIS medium-resolution remotely sensed data enables the detection and quantification of timber cutting and stable forests from the 8th region of the Bio-Bio to the continental south of the 10th region of Los Lagos. In a second phase, turning to LANDSAT images enables to specify the rotation cycle of industrial plantations on a scale of two regions. Finally, a multi-date classification is used to build a data base in order to study land use and cover changes in the municipality of San Juan de la Costa. Between 1986 and 2008, the spread of monoculture at the expense of native forest and other types of land occupation reaches respectively 3 366 ha and 6 132 ha. Even though the identification of the explanatory factors together with retrospective analysis highlights the complexity of the system, four prospective scenarios are offered. They give us a panoramic vision of the timber plantations future dynamics, as well as those of the native forest. If the predictive and intensive scenarios express an expansion of the monospecific plantations in 2017 and 2026, the exploratory and “eco-centered” scenarios bring a vision that goes against the grain, with a resurgence of native forest and a decline in plantations by 2035. The crossing of the scenarios establishes a degree of spatial congruence and brings information that can help decision-making. / La cubierta forestal en el sur de Chile representa un desafío medio ambiental mayor. El bosque nativo, ubicado en la Ecorregión Valdiviana (35°S–48°S), forma parte de ecosistemas que tienen una alta prioridad de conservación en el mundo. La aplicación del Decreto Ley 701 en 1974 provocó la expansión de monocultivos de pinos y eucaliptos en el sur chileno. La intensificación de las prácticas silvícolas, junto con la sustitución de ecosistemas forestales nativos, pone en cuestión su sustentabilidad a corto y mediano plazo. Este estudio trata de comprender y anticipar la dinámica de las plantaciones forestales en diversas escalas espaciales y temporales para así identificar desafíos de ocupación futuros. En primer lugar, el uso de datos satelitales a resolución media con MODIS ha permitido la detección y la cuantificación tanto de las cortas como de las cubiertas forestales estables desde la Octava Región del Bío-Bío al sur continental de la Décima Región de Los Lagos. El uso de imágenes LANDSAT ha permitido reconocer el ciclo de rotaciones de las plantaciones industriales a la escala de dos regiones. Finalmente, se ha establecido una clasificación multi-temporal como base para el estudio de los cambios de ocupación y de utilización de los suelos (LUCC) en la comuna de San Juan de la Costa. Así, entre 1986 y 2008, la progresión de los monocultivos en detrimento del bosque nativo y de otros tipos de ocupación del suelo alcanza 3366 ha y 6132 ha respectivamente. A pesar que la identificación de factores explicativos relacionados con el análisis retrospectivo posee una gran complejidad dentro del sistema, cuatros escenarios prospectivos han podido ser propuestos. Estos, permiten obtener una visión panorámica de la dinámica futura de las plantaciones forestales, y también del bosque nativo. Mientras que los escenarios predictivo e intensivo reflejan una expansión de las plantaciones monoespecíficas en 2017 y 2026, los escenarios exploratorio y “eco-centrado” revelan un comportamiento contrario, con una recuperación del bosque nativo y un decrecimiento de las plantaciones en 2035. El cruce de los escenarios muestra un grado de congruencia espacial capaces de proponer, en una perspectiva de gestión, informaciones complementarias de ayuda a la decisión.

Pour des raisons historiques et dans un contexte écologique à fortes contraintes, certains types de formations forestières sont en évolution notable dans les montagnes du pourtour nord de la Méditerranée. Dans la montagne de Lure, les forêts reboisées de Pinus nigra sont peu à peu entrées dans un processus lent de maturation sylvigénétique, se traduisant par l'apparition ou la réapparition du Fagus sylvatica. Les gestionnaires de l'ONF travaillent à la mise en place d'un plan de gestion durable qui prendrait en compte <br />la potentialité de ces stations forestières artificielles. Cette étude se situe dans ce cadre général de dynamique de la biodiversité et de changement des pratiques traditionnelles de gestion et de production vers la gestion durable des peuplements forestiers favorisant les espèces autochtones. <br />L'analyse phytoécologique montre que : (i) La zonation des peuplements forestiers dominants sur le versant nord de la montagne de Lure n'est pas toujours en rapport avec le cortège floristique associé ; (ii) le peuplement de pin noir montre la richesse spécifique en espèces patrimoniales la plus pauvre. Par contre, le peuplement de Abies alba en mélange avec le hêtre présente la richesse spécifique la plus élevée ; (iii) Certains travaux sylvicoles peuvent maintenir les espèces patrimoniales, comme les coupes progressives dans la pinède et les coupes jardinatoires en petite surface dans la hêtraie et la hêtraie sapinière. <br />L'approche expérimentale sur les potentialités de régénération des principales essences forestières démontre que l'absence du Abies alba dans la partie basse de la montagne (800 m) est due à un problème de dispersion (absence de semencier alentour) et non à des contraintes écologiques. Cette absence peut être attribuée à la distribution géographique des refuges pendant les glaciations quaternaires, mais aussi à l'effet de l'anthropisation qui a commencé avec le développement des sociétés sédentaires du Néolithique.

Le chêne sessile (Quercus petraea) est une essence majeure de la sylviculture française. Sa ramification, phénomène de mise en place des rameaux, a pour origine unique les bourgeons proventifs axillaires mis en place lors de l'élongation des pousses annuelles (PA). On distingue la ramification séquentielle (les branches séquentielles) et la ramification épicormique. L'ontogénèse des épicormiques, c'est-à-dire le passage d'un bourgeon épicormique à un rameau épicormique plus complexe tel qu'un gourmand, picot ou broussin est encore peu connue. Les rameaux laissent dans le bois des marques, les traces raméales, qui peuvent fortement déprécier la qualité du bois. Etudier l'ontogénèse des rameaux épicormiques du chêne passe par un suivi longitudinal ou une analyse rétrospective des PA, ou par une dissection de l'arbre et une observation des traces raméales. Pour s'affranchir de ces méthodologies fastidieuses nous avons utilisé la tomographie à rayons X qui permet une étude exhaustive de toutes les traces raméales d'un billon, de leur ontogénèse ainsi que la reconstruction du billon en 3D. Les études menées au cours de cette thèse ont permis de mettre en évidence un important effet de l'arbre qui confère à chacun d'entre eux sa propre capacité à mettre en place et maintenir des épicormiques. Plus un arbre présente d'épicormiques dans son jeune âge, plus il en présentera quelques années plus tard. Cette tendance est modulée par la sylviculture actuelle, comme le maintien d'une végétation d'accompagnement qui joue sur les réserves en eau et carbohydrates de l'arbre, et la sylviculture passée, notamment les éclaircies fortes ayant favorisé les émissions de gourmands. Cependant la sélection précoce des arbres objectifs présentant le moins de formations épicormiques est une recommandation sylvicole de première importance dans le but de produire davantage de bois d'œuvre de la meilleure qualité possible. Une stratégie d'intégration de ces résultats dans le simulateur de croissance Fagacée est proposée.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les forêts dunaires d’Aquitaine de pin maritime (Pinus pinaster) représentent un intérêt économique et écologique important de par leur rôle multifonctionnel (production de bois,protection contre l’érosion, préservation de la biodiversité, tourisme). La régénération naturelle est pratiquée après coupe rase pour les renouveler. Mais, de nombreux échecs de régénération sont observés depuis 20 ans, entrainant des pertes économiques non négligeables.L’objectif de ce travail a été d’identifier les mécanismes écologiques impliqués dans ces échecs récurrents, afin de proposer des recommandations de gestion pour favoriser le renouvellement de ces pinèdes. Pour cela, nous avons étudié quatre étapes-clés du processus de régénération : dispersion des graines, germination, survie, et croissance. Un réseau de sites d’observation le long du cordon dunaire a été utilisé pour quantifier la régénération, en interactions avec des pratiques sylvicoles (coupe rase vs coupe progressive, semis de graines de pin maritime vs absence de semis). Deux sites semi-expérimentaux ont été installé afin d’étudier en détail certains facteurs explicatifs potentiellement importants dans notre contexte(climat, interactions plante-plante, herbivorie). Nos résultats confirment que la régénération naturelle est un processus complexe, influencé par de nombreux facteurs environnementaux et d’autres liés à la gestion, pouvant être eux mêmes en interaction. La quantité de graines atteignant le sol ne semble pas être limitante. La germination des graines est fortement liée à l’humidité du sol, et est influencée par l’hétérogénéité de la microtopographie. La sécheresse estivale, cause majeure de mortalité des plantules, peut-être modulée par le maintien d’arbres semenciers. Les interactions biotiques directes et indirectes avec la végétation de sous-bois impactent fortement la survie des plantules, mais varient grandement en direction et en intensité selon les saisons et les années.Bien que nos résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le cycle de régénération du pin maritime, il apparaît difficile de mettre en avant un seul facteur expliquant les échecs de régénération sur certains secteurs. Cependant, dans l’ensemble, le maintien d’arbres semenciers pendant quelques années permet d’obtenir une régénération réussie sur la globalité des forêts dunaires, grâce à l’apport pluriannuel de graines mais aussi à travers les modifications du microclimat sous leur canopée. Contrôler la végétation spontanée afin de réduire la compétition avec les plantules de pin, et augmenter les plans de chasse afin de réduire la pression des herbivores sur les plantules, doit aussi être envisagé dans les secteurs où les échecs de régénération sont fréquents. / In south-western France, the coastal fringe with maritime pine (Pinus pinaster) forest has a multifunctional role, with erosion protection, preservation of biodiversity, tourism, and wood production as main objectives. Natural regeneration is used to renew these stands after clear-cutting. However, in recent years, regeneration failures have increased in some areas,leading to significant economic losses.The objective of this work was to identify the ecological mechanisms involved in these recurrent failures, in order to propose adapted forestry management practices to ensure forest regeneration. To do this, we studied four stages of the regeneration process: seed dispersal, germination, survival, and growth. A monitoring network of five sites along the Aquitaine Coast was also used to quantify the regeneration and characterize local differences in terms of forest management practices (clear-cut vs seed-tree regeneration,and sowing vs no sowing). Two experimental sites were set up to study in detail some factors potentially important in our context (climate, plant-plant interactions, herbivory).Our results confirm that natural regeneration is a complex process, influenced by many –often interacting – environmental and management factors. The quantity of seeds reaching the forest soil does not seem to be limiting. Seed germination is strongly related to soil moisture, and is influenced by the heterogeneity of the micro topography. Summer drought, the main cause of seedling mortality, may be mitigated by remaining seed trees on the stand.Direct and indirect biotic interactions with understorey vegetation have a strong impact on seedling survival, but vary greatly both in direction and intensity, depending on the seasonand the year.Even though our results provide a better understanding of the mechanisms involved in there generation cycle of maritime pine, it is difficult to put forward a single factor explaining local regeneration failures. However, overall, maintaining seed trees for a few years allows obtaining a successful regeneration in the entire coastal forest, thanks to the multi-yearsupply of seeds but also through the modifications of the microclimate under their canopy. Controlling understorey vegetation to reduce competition with pine seedlings and increasing hunting plans to reduce herbivory pressure on seedlings should also be considered in areas where regeneration failures are common.

Die Rot-Buche stellt in den Fichtenbeständen im Mittelgebirge eine wesentliche Säule des Waldumbaus dar. Entsprechend wurden in letzten 30 Jahren erhebliche Flächen mit dieser Baumart vorangebaut. Waldbauliche Untersuchungen haben gezeigt, dass für eine gute Qualitätsentwicklung eine ausreichende Stammzahl und eine langfristige optimale Überschirmung der Rot-Buchen-Voranbauten erforderlich sind. Dadurch werden immer wieder Nutzungen des Fichtenschirmes zur Lichtsteuerung über dem Voranbau erforderlich. Diese Nutzungen haben Schäden an den Rot-Buchen-Voranbauten zur Folge, deren Intensität und Ursache im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersucht wurden. Im Staatswald des Freistaates Sachsen wurden insgesamt 16 Rot-Buchen-Voranbauten ähnlicher Ausgangsbedingungen hinsichtlich Hiebszeitpunkt, Flächengröße und Geländemerkmale im Frühjahr 2012 und 2013 in den Forstbezirken Bärenfels, Marienberg, Neudorf und Eibenstock untersucht. Die Nachlichtungen wurden von acht verschiedenen Unternehmen ausgeführt. Dabei wurde vollmechanisiert bzw. quasi vollmechanisiert und hochmechanisiert in einem 20 m-Rückegassensystem oder einem 40 m-Rückegassensystem gearbeitet. Die Aufnahmen an den Rot-Buchen-Voranbauten erfolgten rasterbasiert in Probekreisen. In diesen wurden die Höhe der Rot-Buchen, der Wurzelhalsdurchmesser sowie alle Schäden nach ihren Ausmaßen aufgenommen. Dabei wurden Höhenschäden, Rindenschäden, Astverlust und Mortalität zunächst getrennt erhoben. Sämtliche Werte wurden auf Grund der geschachtelten Versuchsanlage zu Mittelwerten auf Probekreisebene zusammengefasst. In mehr als einem Viertel aller erfassten Probekreise wurden relevante Schäden festgestellt. In den Rot-Buchen-Voranbauten überwiegen die Höhenschäden deutlich gegenüber den Rindenschäden. Stets war das im Bereich des Probekreises aufschlagende Baumvolumen der wesentliche Einflussfaktor. Dabei führen vor allem die ersten starken aufschlagenden Bäume zu einem Schaden im Probekreis. Dieser Trend nimmt mit weiter zunehmendem Baumvolumen nur noch deutlich langsamer zu. Der Parameter mit der zweithöchsten Bedeutung für die Schadwahrscheinlichkeit ist die Entfernung zur Rückegasse. Im Nahbereich der Rückegasse ist die Wahrscheinlichkeit für eine junge Rot-Buche, einen Höhenschaden zu erlangen, deutlich erhöht. Dies geht mit der Vorlieferung, Zwischenlagerung und Rückung des Holzes einher. Die Baumanzahl an Rot-Buchen in den Probekreisen ist vor allem für die Wahrscheinlichkeit eines Höhenschadens relevant. Bei hoher Baumanzahl kommt es zu größeren Schäden. Die Mittelhöhe hingegen ist vor allem ein Einflussfaktor für die Wahrscheinlichkeit eines Rindenschadens an den jungen Rot-Buchen. Mit zunehmender Höhe werden die Rot-Buchen stabiler und damit Rindenschäden häufiger. Ein bedeutender Faktor für die Wahrscheinlichkeit des Entstehens von Schäden an den Rot-Buchen-Voranbauten ist das ausführende Unternehmen. Unter den acht untersuchten Unternehmen wurden erhebliche Unterschiede für die Schadwahrscheinlichkeit festgestellt. Bei der Schadintensität in den Probekreisen wurden Rot-Buchen, welche schadensbedingt unter 66 % der Mittelhöhe der Rot-Buchen im Probekreis absanken, als tot eingestuft. Diese können am weiteren Konkurrenzgeschehen nicht mehr teilnehmen und sterben in Folge des Holzeinschlages ab oder waren bereits abgestorben. 63 % der Höhenschäden waren so stark, dass die geschädigten Rot-Buchen in diese Kategorie eingeordnet wurden. Die Folge ist eine erhebliche Stammzahlabsenkung in den betroffenen Probekreisen von 5,1 Rot-Buchen auf 3,9. Damit einher gehen entsprechend negative Auswirkungen auf die zukünftige Astreinigung und Qualitätserwartung der Rot-Buchen. Die Mittelhöhe der Rot-Buchen sank durch den Holzeinschlag nicht signifikant ab. Betroffene Probekreise wurden durch den Holzeinschlag im Mittel zu 31 % geschädigt. Die wesentlichen Faktoren zur Erklärung der Schadintensität sind wiederum das aufschlagende Baumvolumen, die Baumanzahl im Probekreis, die Entfernung zur Rückegasse und für die Rindenschäden die Mittelhöhe. Nicht relevant sind die Faktoren Forstbezirk, Erschließungssystem und Verfahren. Aus den Ergebnissen wurden für den Waldbewirtschafter Punkte zur Minimierung der Schäden an Rot-Buchen-Voranbauten abgeleitet. Ein 20 m-Rückegassensystem ermöglicht keine geringeren Schäden als ein 40 m-Rückegassensysteme. Gleichzeitig wird im 20 m-Rückegassensystem die waldbauliche Freiheit im schmalen Bereich zwischen den Gassen und der stark gefährdeten Zone direkt links und rechts der Rückegasse erheblich einschränkt. Deshalb sollte vor der Einbringung von Rot-Buchen-Voranbauten auf ein 40 m-Rückegassensystem umgestellt werden. Bei den Vorbereitungshieben sind großkronige, starke Bäume im Bereich der Transportgrenze bevorzugt zu entnehmen. Bei der Pflanzung der Rot-Buchen-Voranbauten sind die stark gefährdeten Bereiche links und rechts neben der Rückegasse mit etwa drei Meter Breite nicht zu bepflanzen. Daran anschließend sollten zwei Meter mit reduzierter Stückzahl von 2.500 bis 3.500 Rot-Buchen pro Hektar gepflanzt werden, um ausreichend Astreinigung für den zentralen Block zu gewährleisten und gleichzeitig Pflanzen und Pflanzleistung einzusparen. Bei den anstehenden Nachlichtungen sind vor allem bei niedrigen Rot-Buchen wiederum die starken Bäume aus dem Zentrum des Voranbaus zwischen den Rückegassen zuerst zu fällen. Gut qualifiziertes Personal und starke Kräne, die eine schwebende Aufarbeitung und Rückung durchführbar machen, sind besonders wichtig. Wo immer möglich sollten mehrere Fichten in die gleichen Fällbereiche geworfen werden. Die zweite Nachlichtung sollte im Bereich von drei bis vier Metern Mittelhöhe der Rot-Buchen erfolgen. Wenn möglich ist dabei bereits die Stehendentnahme anzuwenden. Stammholzaufarbeitung durch Radharvester sollte ab vier Meter Höhe unterbleiben. Geschädigte Rot-Buchen sind im Nachgang zur Holzernte nicht von Waldarbeitern zu entfernen, da dieses Entfernen die Stammzahl im Voranbau nochmals absenken würde.:1 Einführung 1.1 Waldentwicklung im Sächsischen Erzgebirge 1.2 Klimaänderung 1.3 Waldumbau im Landeswald des Freistaates Sachsen 1.4 Ableitung der Arbeitshypothesen 2 Stand des Wissens 2.1 Auswirkungen der Holzernte auf die Waldverjüngung 2.2 Schaden in Abhängigkeit von der Baumhöhe 2.3 Schaden in Abhängigkeit von eingesetzten Maschinen und Verfahren 3 Material und Methoden 3.1 Naturale Ausgangslage im Staatswald des Freistaates Sachsen 3.2 Auswahl der Versuchsflächen 3.3 Erfassung der Versuchsflächen 3.4 Verwendung der vorliegenden Laserdaten 3.5 Bestimmung der Baumvolumina des Oberstandes 3.6 Einmessung der Fällrichtung der entnommenen Fichten des Oberstandes 3.7 Berechnungen der in die Probekreise gefällten Bäume des Oberstandes 3.8 Berechnungen der um die Probekreise entnommenen Bäume des Oberstandes 3.9 Erfassung der Verjüngung 3.9.1 Aufgenommene Daten bei Vollaufnahme des Probekreises 3.9.1.1 Baumnummer 3.9.1.2 Qualität 3.9.1.3 Höhenmessung der Rot-Buchen-Verjüngung 3.9.1.4 Höhenberechnung nicht messbarer Rot-Buchen 3.9.1.5 Messung der Wurzelhalsdurchmesser der Rot-Buchen-Verjüngung 3.9.1.6 Erfassung der Schäden an der Rot-Buchen-Verjüngung 3.9.1.6.1 Triebbruch 3.9.1.6.2 Schaftbruch 3.9.1.6.3 Mortalität 3.9.1.6.4 Rindenschaden 3.9.1.6.5 Schiefstand 3.9.1.6.6 Begraben unter Astmaterial 3.9.1.6.7 Astverlust 3.9.1.7 Zusammenfassung der Schäden zu Schadgruppen 3.10 Ableitung der Parameterwerte für die Probekreise 3.10.1 Berechnung der Höhe und des Wurzelhalsdurchmessers 3.10.2 Berechnung der Schäden auf Probekreisebene 3.10.3 Zuordnung weiterer Faktoren auf Ebene der Probekreise 3.11 Mathematisch-statistische Auswertung 4 Ergebnisse 4.1 Schadwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit der erhobenen Parameter 4.1.1 Ableitung des wesentlichen Parameters für die Beziehung Probekreis - hineingefällte Bäume 4.1.2 Ableitung des wesentlichen Parameters für die Beziehung Probekreis - entnommene Bäume 4.1.3 Einflussfaktoren auf die Schadwahrscheinlichkeit eines Probekreises (A) 4.1.4 Einflussfaktoren auf die Wahrscheinlichkeit eines Höhenschadens (B) der Probekreise 4.1.5 Einflussfaktoren auf die Wahrscheinlichkeit eines Rindenschadens der Probekreise (C) 4.2 Schadintensität in den Probekreisen in Abhängigkeit der erhobenen Parameter 4.2.1 Ableitung des wesentlichen Parameters für die Beziehung Probekreis – hineingefällte Bäume 4.2.2 Ableitung des wesentlichen Parameters für die Beziehung Probekreis – im Umkreis entnommene Bäume 4.2.3 Einflussfaktoren auf die Schadintensität des Gesamtschadens in den Probekreisen 4.2.4 Einflussfaktoren auf die Schadintensität des waldbaulichen Höhenschadens in den Probekreisen 4.2.5 Einflussfaktoren auf die Schadintensität des waldbaulichen Rindenschadens in den Probekreisen 4.3 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ableitung weiterer Thesen 5 Diskussion und Schlussfolgerungen 5.1 Aufnahmemethodik 5.2 Statistische Auswertung 5.3 Art und Umfang der Schäden 5.4 Höhenschäden 5.5 Rindenschäden 5.6 Aufschlagendes Baumvolumen im Bereich der Probekreise 5.7 Entfernung zur Rückegasse 5.8 Baumanzahl im Probekreis 5.9 Ausführendes Unternehmen 5.10 Mittelhöhe des Rot-Buchen-Voranbaus 5.11 Entfernung zur Transportgrenze 5.12 Entfernung zur Außengrenze der Verjüngung 5.13 Entnahmestärke 5.14 Forstbezirk 5.15 Erschließungssystem 5.16 Angewendetes Arbeitsverfahren 5.17 Handlungsempfehlungen 6 Zusammenfassung 7 Summary 8 Abbildungsverzeichnis 9 Tabellenverzeichnis 10 Formelverzeichnis 11 Literaturverzeichnis Anhang