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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-18956
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1895/


Freise, Chris

Die relative Kronenlänge als Steuerungsparameter des Einzelbaumwachstums der Fichte

The relative crown length as a parameter to manage the growth of individual trees in Norway spruce

Dokument1.pdf (2.050 KB) (md5sum: 583b9bac8045d28983b5280ae256fb62)

Kurzfassung in Deutsch

Mit der Untersuchung der relativen Kronenlänge als Steuerungs¬parameter des Einzelbaumwachstums der Fichte (Picea abies [L.] Karst.) soll ein Beitrag zur praktischen Umsetzung moderner Waldbaukonzepte geleistet werden. Diese Konzepte streben über stabile Einzel¬bäume die Überführung bisheriger altersklassengeprägter Reinbestände in strukturreichere Bestände mit höherer gesamtbetrieblicher Stabilität und Flexibilität an. Die vorliegende Arbeit ist in das Kooperationsprojekt „Zukunftsorientierte Fichtenwirtschaft“ (ZFW) eingebunden.
Auf Einzelbaumebene wurde Durchmesserzuwachs und h/d-Wert-Entwicklung in Abhängigkeit der relativen Kronenlänge und der Konkurrenz untersucht sowie die Ent¬wicklung der relativen Kronenlänge selbst in Abhängigkeit ihrer Ausgangsgröße und der Konkurrenz analysiert. Die Untersuchung wurde als praxisnahe Fallstudie nach einem retrospektiven Ansatz durchge¬führt.
Das Untersuchungsmaterial wurde aus einem gleichaltrigen 57jährigen Fichtenreinbestand am Südabfall des Thüringer Waldes gewonnen. Der Bestand entspricht in etwa mittleren Thüringer Verhält¬nissen. Als Besonderheit weist er als Folge eines Schneebruchereignisses aus dem Jahr 1981 hohe Spannweiten an Einzelbaum¬parameter wie z. B. der relativen Kronenlänge auf.
Mit einem zweistufigen Stichprobenkonzept wurden 63 Fichten mit einer relativen Kronen¬länge von 29 bis 75 % (im Mittel 53 %) und Brusthöhendurchmessern zwischen 14 und 59 cm (im Mittel 30 cm) ausgewählt. Die Fichten wurden stehend vermessen und anschließend für die Durchführung von Stammanalysen und der Rekonstruktion der Kronen¬längenentwicklung eingeschlagen. Die Konkurrenz wurde insbesondere auf Basis des Area-Potentially-Availabe-Index (APA) sowie mit einem neu entwickelten Parameter als Anteil des nicht durch Konkurrenten bedrängten freien Kronenumfangs (FU) erfasst.
Das Wachstum und die Konkurrenzsituation der 63 Fichten wurden für einen 20jährigen Untersuchungszeitraum rekonstruiert. Einen methodischen Schwerpunkt bildete die Rekonstruktion der relativen Kronenlänge über das PRESSLERsche Gesetz. Die der Datenanalyse zugrunde liegenden Nullhypothesen wurden mit multiplen Regressionsanalysen getestet.
Der mittlere jährliche Durchmesserzuwachs der untersuchten Bäume beträgt im Beobachtungszeitraum 1,9 bis 11,0 mm*Jahr-1. Die höchsten Durchmesserzuwächse haben die Bäume mit den größten relativen Kronenlängen und der geringsten Konkurrenz. Mit einem Zwei-Variablen-Modell aus relativer Kronenlänge und Konkurrenz (APA, FU) können 75 bzw. 73 % der Streuung des mittleren jährlichen Durchmesserzuwachses erklärt werden. Die relative Kronenlänge beeinflusst den Durchmesserzuwachs stärker als die Konkurrenz.
Die Spannbreite der rekonstruierten Kronenlängenentwicklung reicht von +19 bis -24 Prozentpunkten. Die relative Kronenlänge steigt mit sinkender Konkurrenz. Ein Zwei-Variablen-Modell aus der relativen Kronenlänge am Anfang eines 10jährigen Beobachtungszeitraums und der mittleren Konkurrenz (APA, FU) erklärt 88 bzw. 89 % der Streuung des Endwertes der relativen Kronenlänge. Die maßgeblich beeinflussenden Regressoren sind die Konkurrenzvariablen. Als Faustformel müssen für die Aufrechterhaltung einer konstanten relativen Kronenlänge Fichten im Durch¬schnitt auf dem Anteil ihres Kronenumfangs von Konkurrenten freigestellt werden, der der gewünschten konstanten relativen Kronenlänge + 5 entspricht.
Die mittleren h/d-Werte der Zentralbäume im Beobachtungszeitraum liegen zwischen 49 und 105 (im Mittel 79). Zwischen relativer Kronenlänge und h/d-Wert zeigt sich ein signifikanter Zusammenhang. Die größten und zuwachsstärksten Bäume mit den dementsprechenden Kronen haben die niedrigsten h/d-Werte. Einen weiteren Erklärungsbeitrag liefert das Alter. Jüngere Fichten benötigen für den gleichen h/d-Wert größere relative Kronenlängen als ältere Bäume. Mit einem Zwei-Variablen-Modell aus relati¬ver Kronenlänge und Alter können 65 % der Streuung des mittleren h/d-Wertes erklärt werden.
Vor einer generellen Übertragung bedürfen die Ergebnisse der Untersuchung einer weiteren empirischen Absicherung.
Trotzdem können Orientierungshilfen für das praktische Management von Fichtenbeständen gegeben werden. Für die Praxis zeichnet sich vor diesem Hintergrund als Kompromiss zwischen Vitalität / Stabilität sowie Holzqualität für Fichten-Z-Bäume eine relative Kronenlänge von 50 bis 60 % als geeignet ab. Zieldurchmesser von 40 bis 60 cm können bei 60 % relativer Kronenlänge (isometrisches Wachstum) ohne Qualitätseinbußen aufgrund zu großer Jahrringbreiten (DIN 4074) bereits in einem Alter von 60 bis 90 Jahren erreicht werden. Die waldbauliche Gesamtstrategie sollte daher darauf abzielen, mit der Durchforstungsphase zu einem (frühen) Zeitpunkt einzusetzen, bei dem sich die relative Kronenlänge noch auf einem Niveau von 50 bis 60 % bewegt und anschließend mit ausreichend starken Eingriffen fließend in die Verjüngungsphase überzuleiten.


Kurzfassung in Englisch

The investigation of the relative crown length as a parameter to manage the growth of individual single trees in Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) contributes to the implementation of modern silvicultural concepts in forest practice. These concepts aim at the conversion of even-aged monocultures into more structured stands with an overall higher stability and flexibility. The investigation is integrated into the co-operation project "future-oriented spruce management" (FUSMA).
On the individual tree-level diameter increment at breast height and height-to-diameter ratio development were examined in relation to relative crown length and competition. Furthermore, the development of the relative crown length in relation to its initial value and the competition status were analysed. The investigation was accomplished as a hands-on case study using a retrospective approach.
The material was taken from a 57 years old pure Norway spruce stand from the southern Thuringian Forest. The stand represents average conditions of spruce dominated forestry in Thuringia. Due to massive snow damage in 1981 the stand features a wide range of single tree parameters e. g. relative crown length.
By a two stage sample procedure 63 trees were selected in the even aged stand with relative crown length varying from 29 to 75 % (on average 53 %) and dbh varying from 14 to 59 cm (on average 30 cm). The sample trees were measured first while standing. Stem analysis and reconstruction of relative crown length were conducted after felling. The competition status was measured in particular on basis of the Area-potentially-available index (APA) and by a new competition index, which assess the competition status of an individual tree as percentage of the crown circumference free from competitors (CCF).
The growth and the competitive status of the investigated trees were reconstructed for a period of 20 years. The study places special methodological emphasis upon the reconstruction of the relative crown length by a procedure on the basis of PRESSLERs law. After a descriptive analysis of the fundamental relations in the dataset the posited hypotheses were tested using multiple regression analysis.
The average annual diameter increment in the observation period of the examined trees varies from 1.9 to 11.0 mm*year-1. The highest diameter increment was observed for trees with the largest relative crown lengths and the lowest competition pressure. A model using relative crown length and competition (APA, CCF) as independent variables explained 75 and 73 % respectively of observed annual diameter increment variability. According to the adapted predictive equations relative crown length affects the diameter increment more strongly than competition.
he reconstructed relative crown length development varied from +19 to -24 %. In general relative crown length increases with decreasing competition. A model of relative crown length at the beginning of a 10 years period and the average competition status (APA, CCF) during this period as independent variables explained 88 and 89 % respectively of the observed variability of the final relative crown length at the end of the 10 years period. The considerably affecting parameter of this relationship is competition. As an empirical formula to maintain a constant relative crown length for Norway spruce, the trees must be free from competitors to such a percentage of their crown circumference, which corresponds to the desired constant relative crown length + 5 %.
The height-to-diameter (h/d) ratios of the investigated trees in the observation period range from 49 to 105 (on average 79). The largest trees with the most vigorous growth rates and corresponding crowns showed the lowest h/d ratios. Tree age also affected the h/d ratio. To maintain the same h/d ratio, younger Norway spruces require a larger relative crown length than older trees. An equation predicting the h/d ratio was developed, using relative crown length and tree age as independent variables, that explained 65 % of the total observed variation in h/d ratio.
The results of the study require further investigation on a broader data base before general conclusions can be drawn.
Nevertheless recommendations for practical silvicultural management can be given. For the practice a relative crown length from 50 to 60 % for future trees in Norway spruce appears as appropriate and allows a compromise between tree stability and vitality on the one and wood quality on the other hand. With 60 % relative crown length target diameters from 40 to 60 cm can already be achieved within 60 to 90 years without loss of quality due to heavy year ring widths (DIN 4074). Therefore the management of spruce stands should aim to start thinning at a stage which ensures, that relative crown length of the trees is still on a level from 50 to 60 %. Thinning should continue with sufficient intensity up to the phase of natural regeneration.


SWD-Schlagwörter: Forstwissenschaft , Fichte , Fichtenanbau , Forstertrag , Baumkrone , Pflanzenwachstum
Freie Schlagwörter (deutsch): relative Kronenlänge , Einzelbaumwachstum , Steuerungsmodelle , Waldwachstum
Freie Schlagwörter (englisch): relative crown length , growth models , individual tree growth , sivicultural management , Norway spruce
Institut: Institut für Waldwachstum
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Spiecker, Heinrich (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.06.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 27.07.2005
Bemerkung: Die vorliegende Arbeit ist in das Projekt „Zukunftsorientierte Fichtenwirtschaft“ (ZFW) eingebettet. ZFW ist ein Kooperationsprojekt, das in Zusammenarbeit der Thüringer Landesforstverwaltung (THÜRINGENFORST) und dem Institut für Waldwachstum (IWW) der Universität Freiburg i. Br. entwickelt wurde. Ziel des Kooperationsprojektes ist die beispielhafte empirische Überprüfung zukunftsfähiger Nutzungsstrategien für die Fichte und die Entwicklung von praxisgerechten Umsetzungsinstrumenten.
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