Im Freistaat Sachsen ist der Umbau der Nadelbaum-Reinbestände in Mischbestände standortsgerechter Baumarten ein wichtiges forstpolitisches Ziel. Um dieses Zieles zu erreichen, werden in den sächsichen Berglagen seit mehr als 25 Jahren Rot-Buchen (Fagus sylvatica L), Weiß-Tannen (Abies alba Mill), Berg-Ahorn (Acer pseudoplatanus L.) sowie weitere Laub- und Nadelbaumarten künstlich eingebracht.
Mit 18 Versuchsanlagen begleitet das Kompetenzzentrum für Wald und Forstwirtschaft im Staatsbetrieb Sachsenforst den Voranbau der genannten drei Baumarten in Fichtenaltbeständen.
Im Rahmen dieser Arbeit werden die vorliegenden 137 Aufnahmen von Ober- und Unterstand von 576 Parzellen ertragskundlich ausgewertet und verschiedene Modelle zur Abbildung des Höhenwachstums, der Wuchsleistungen und des Schlankheitsgrades an die Daten angepasst.
Bisher bildet nur ein Teil der einzelbaumbasierten Wachstumssimulatoren die Entwicklung von Voranbauten ab. Die sächsische Variante BWINPro-S enthält hierfür ausschließlich ein Modell für das Wachstum von Rot-Buchen unter Fichtenschirm welches bisher nicht evaluiert wurde. Zur Evaluation dieses Unterstandsmodells wurden parzellenübergreifend Verteilungsfunktionen angepasst und deren Lagemaße als quasireale Bäume genutzt.
Für den Einzelbaum wurden entsprechend den in der DESER-Norm (Johann, 1993) beschriebenen Methoden Beziehungen von Durchmesser-Höhe-Alter hergeleitet und miteinander verglichen. Im Fokus stand dabei ihre Anwendung im UST, wo die Verjüngungs- und Schirmdichte die Baumallometrie beeinflussen. Neben den ertragskundlich gebräuchlichen Methoden DHA-2 und DHA-3 wurden hier gemischte nichtlineare Modelle als Variante DHA-4 angepasst. Die versuchsübergreifende Anpassung der gemischten nichtlinearen Modelle vereint die mit dem Parameterausgleichs von DHA-3 erreichten plausiblen Kurvenscharen mit der Anpassungsgüte von DHA-2. Für seltene Baumarten, die bei den anderen Ansätzen oftmals der Hauptbaumart zugeordnet werden, sind die Vorteile am deutlichsten. Zudem sind nur mit DHA-4 zuverlässige Schätzungen bei fehlenden Höhenmessungen möglich.
Die gemischten linearen Modelle zur Schätzung des Schlankheitsgrades sind eine weitere Möglichkeit zur Ergänzung fehlender Baumhöhen im UST. Die doppelte logarithmische Transformation der Daten gibt die nichtlinearen Beziehungen nur unzureichend wieder, sodass sich im Vergleich zur nichtlinearen BHK unter Berücksichtigung zufälliger Effekte keine Vorteile ergeben.
Die Modelle zur Schätzung der H:D-Relation zeigen, genauso wie das DHA-4 Modell, den Einfluss von Dichtstand und Überschirmung auf morphologische Anpassungen im UST. Die gute Anpassung des HDR-Modells wird deutlich, wenn ausschließlich die festen Effekte betrachtet werden. Dann lassen sich über H:D-Relation genauere Höhen schätzen, als mit der BHK im DHA-4 Ansatz. Allerdings erreichen die HDR-Modelle auf der Ebene einzelner Bäume auch unter Berücksichtigung räumlicher Varianzkoeffizienten nicht die für Inferenzstatistiken notwendige Unabhängigkeit. Die fehlende räumliche Unabhängigkeit ist bei der Parametrisierung von Einzelbaummodellen kein Einzelfall und stellt den wesentlichen Kritikpunkt bei der Evaluation des Höhenzuwachsmodells der Buche unter Fichte von BWINPro-S dar.
Auf der Ebene von Baumkollektiven konnten plausible standortsensitive Modelle für Wuchsleistungen und das Höhenwachstum angepasst werden. Der auf Alter von maximal 26 Jahren stringierte Datensatz stellt dabei eine erhebliche Einschränkung dar. Gute Schätzung der Oberhöhen (H300) der Voranbauten wurden mit der logistischen Funktion des R-Packetes nlme und der Funktion von Gompertz (1825) erreicht. Allerdings sind Extrapolationen der weiteren Entwicklung nicht möglich, bzw. auf wenige Jahre begrenzt. Die Funktion nach Schumacher (1939) passt sich zwar weniger gut an die frühen Höhenmessungen an, ermöglicht jedoch deutlich längere und plausible Abschätzungen des weiteren Höhenwachstums.
In der Zusammenschau der verschiedenen Modellansätze wird der Vorteil gemischter Modelle an verschiedenen Stellen (DHA, Höhenwachstum BWINPro-S) ersichtlich.
Mit Blick auf die bei allen Baumarten festgestellten morphologischen Anpassungen an die Überschirmung spielen bei der Betrachtung einzelner Dimensionen des Wachstums – BHD oder Höhe – die Dynamik der Baumallometrie eine nicht unerhebliche Rolle. Gerade im Zuge der Nachlichtungen des OST oder dem Übergang vom UST zum OST, den die vorwüchsigen Bäume in den nächsten Jahren vollziehen, ändert sich die Allokationen von Stoffwechselprodukten, was zu veränderten Durchmesser- und Höhenzuwachsraten führt.
In den Höhenwachstumsmodellen führen wenige klimatische und edaphische Faktoren zur Differenzierung der Wachstumsverläufe. Der Einfluss der Schirmdichten liegt in der gleichen Größenordnung wie die Streuung von pH-Wert, die Kalkungsintensität oder das C:N-Verhältnis. Der Einfluss der Höhenlage, bzw. der mit ihr gekoppelten klimatischen Parameter wie Jahresmitteltemperatur, Ariditätsindex, Sonnenscheindauer und klimatische Wasserbilanz, ist der Haupteffekt für das Höhenwachstum. Kalkungen und die klimatischen Änderungen üben einen merklichen Einfluss auf Leistungsfähigkeit der Bestände, die Konkurrenzverhältnisse der Baumarten und damit auch das ökosystemare Gefüge aus.
Entsprechend dem Höhenwachstumsmodell profitiert die Rot-Buche gegenüber dem Berg-Ahorn und der Weiß-Tanne von dichteren Schirmen und wärmeren klimatischen Bedingungen. Mit Blick auf die positiven Wirkungen der Überschirmung auf die Qualität sind längere und dichtere Schirmhaltungen als waldbauliche Zielstellung obligat. Mit ihrem vergleichbar hohem Schattenerträgnis vermag die Weiß-Tanne auch unter dichtem Schirm zu überdauern. Allerdings wird damit die Möglichkeit eines raschen Jugendwachstums nicht genutzt und das Risiko von Anpassungsproblemen der Schattnadeln an plötzliche Freiflächenbedingungen steigt an. Aus diesem Grund werden für einzelne Verjüngungselemente lichtere Schirme und kürzere Überschirmungszeiträume empfohlen.
Der Berg-Ahorn sollte vorzugsweise auf kleineren Lücken angebaut werden. Hier vermag er in wenigen Jahrzehnten die aus der Vorratsabsenkung resultierende Zuwachsreduktion auszugleichen. Für die statische Stabilität kritische H:D-Relationen werden damit genauso vermieden, wie die durch unterschiedliche Mykorrhizatypen und die daraus folgenden Stoffumsätze im Oberboden resultierende zwischenartliche Konkurrenz.
Insgesamt stellte sich die Bodenbearbeitung bei der Begründung der Voranbauten als vorteilhaft heraus. Rot-Buche, Berg-Ahorn und Weiß-Tanne erwiesen sich auf einer großen standörtlichen Breite in den sächsichen Berglagen als anbauwürdig. Die ebenfalls vorangebaute Gemeine Esche (Fraxinus exelsior L.), Douglasie (Pseudotsuga menziesii Franco) und Berg-Ulme (Ulmus glabra Huds.) leiden dagegen unter phytopathologischen Problemen und wurden bei der Modellanpassung nicht berücksichtigt.
Für die periodischen Wuchsleistungen ist der Vorrat des Fichtenaltbestandes – stellvertretend für die vorhandene Biomasse – die entscheidende Einflussgröße. Er modifiziert die verjüngungsökologischen Bedingungen, wobei trotz morphologischer Anpassungen der Bäume im UST die Konkurrenz gegenüber der Faszilitation überwiegt. So werden auf Bestandeslücken, die in den Versuchen zwischen 0,02 und 0,5 ha groß waren, die größten Baumhöhen des Voranbaus erreicht.:1 Einleitung
2 Material und Methoden
3 Charakteristik der Zwischenergebnisse und Prädiktoren
4 Ergebnisse
5 Diskussion
6 Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen
7 Zusammenfassung
8 Summary
9 Abbildungsverzeichnis
10 Tabellenverzeichnis
11 Literaturverzeichnis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:80318 |
| Date | 04 August 2022 |
| Creators | Martens, Sven |
| Contributors | Wagner, Sven, Ammer, Christian, Schröder, Jens, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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