[WSL] Forschung Dienstleistungen Neues

Otto Ulrich Bräker
WSL CH-8903 Birmensdorf
Professur Forsteinrichtung und Waldwachstum ETH Zürich
Skript: Prof. Dr. Peter Bachmann
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Inhalt Script:
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen des Waldwachstums
3 Wachstum des einzelnen Baumes
4 Bestandeswachstum
5 Beeinflussung des Baum- und Bestandeswachstums
6 Wachstumsmodelle
7 Entwicklung im Forstbetrieb
Literaturverzeichnis
Glossar
Repetitorien
Lösungen

Waldwachstum I/II
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38 Witterungsbedingte Schwankungen
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Die von Jahr zu Jahr unterschiedlichen Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse bewirken deutliche Schwankungen im Durchmesser- und Höhenzuwachs der Bäume. Die Abhängigkeit des Zuwachses von Witterungsfaktoren ist umso grösser, je extremer die allgemeinen Klimabedingungen eines Standorts sind. In den ariden Gebieten im Südwesten der USA war es z.B. möglich, anhand von Jahrringbreiten-Analysen die Niederschlagsverhältnisse der letzten Jahrhunderte zu rekonstruieren.

In Mitteleuropa sind die Zusammenhänge zwischen Jahrringbreite und Witterung weniger straff, da in der Regel verschiedene Witterungsfaktoren gleichzeitig eine Rolle spielen. Gewisse Tendenzen sind aber auch hier erkennbar.

Je nach Standort (v.a. Boden und Höhenlage) können gleiche Witterungsverhältnisse unterschiedlich starke, z.T. sogar gegenläufige Zuwachsreaktionen zur Folge haben (MITSCHERLICH 1975). Im Hochgebirge, ebenso wie in nördlichen Breiten, wird der Zuwachs hauptsächlich von der Temperatur beeinflusst. Warme Sommer wirken sich zuwachsgünstig aus, während in kühlen Sommern nur schmale Jahrringe gebildet werden.

Beispiel: Abb. 38.1: (regionale Unterschiede)

In tieferen Lagen übt vor allem die Wasserversorgung einen dominierenden Einfluss auf das Wachstum aus. Trockenjahre haben besonders schmale Jahrringe zur Folge. (MITSCHERLICH 1975, v. JAZEWITSCH 1961).

Beispiele: Abb. 38.2: (Trockenperioden)

Abb. 38.3: (Dürrejahre)

Neben der Witterung des laufenden Jahres ist meist auch diejenige des Vorjahres für den Zuwachs der Bäume mit von Bedeutung. So sind nach MAYER 1958 (in ASSMANN 1961, S. 196) bei der Traubeneiche die Temperatur des Vorjahres und die Niederschläge des Vegetationsjahres entscheidend für die Jahrringbreite.

Extrem enge Jahrringe (z.B. der Jahre 1915, 1920-22, 1929/30, 1934/35, 1937/38, 1959/60, 1964, 1976) stehen meistens im Zusammenhang mit einem Niederschlagsdefizit während der Vegetationszeit.

Beispiel: Abb. 38.4 (Niederschläge)

Die Zuwachshemmung infolge Trockenheit wirkt sich in den unteren Schaftpartien meist stärker aus als in den höheren. Extreme Trockenjahre können sogar Jahrringausfälle im unteren Stammbereich zur Folge haben. (MITSCHERLICH 1975)

Die verschiedenen Baumarten reagieren unterschiedlich stark auf bestimmte Witterungsverhältnisse. Trockenjahre haben z.B. bei der flachwurzelnden Fichte stärkere Zuwachsrückgänge zur Folge als bei der tiefer wurzelnden Buche. (FLURY 1927, SCHOBER 1951)

Beispiel: Abb. 38.6 (Trockenheit)

Nach HOLMSGAARD 1955 (in ASSMANN 1961, S. 193) reagieren Buche und Fichte vor allem auf die Regenmenge von Mai bis Juli, Eiche und Tanne dagegen mehr auf die Sommertemperatur. Nach MAYER 1958 (in ASSMANN 1961, S. 196) reagiert die Traubeneiche auch deutlich auf starke Winterkälte.

Beispiel: Abb. 38.5 (Winterkälte)

Tendenzmässig verlaufen aber die witterungsbedingten Jahrringschwankungen bei allen Bäumen innerhalb einer bestimmten Region (in gleicher Höhenlage und auf ähnlichen Standorten) mehr oder weniger gleich. Diese Tatsache ermöglicht die Altersbestimmung (Datierung) von Holzproben anhand von charakteristischen Jahrringfolgen ( Dendrochronologie).

Beispiel: Abb. 38.7 (Dendrochronologie)

Abb. 38.1: Jahrringbreiten herrschender Tannen in verschiedenen Regionen und Höhenlagen der Schweiz (nach KNUCHEL 1933 (in ASSMANN 1961, Abb. 98, S. 194).

Abb. 38.2: Wirkung einer warmen Trockenperiode (1941-1950) auf das Durchmesserwachstum (nach PRIMAULT in KURT 1980: Vorlesung Ertragskunde, 123.2).

Trockenjahre vermindern unter normalen Bodenverhältnissen den Durchmesserzuwachs. Der Baum vermag die Transpiration bei Trockenheit stark einzuschränken, um ein Abdorren zu verhindern. Allenfalls tritt frühzeitiger Blattfall ein. Beides bewirkt, dass der Baum die Trockenheit überdauert. Dabei wird allerdings nur ein geringer Zuwachs geleistet. Mitentscheidend sind die klimatischen Bedingungen des Vorjahres.

(Gilt nicht nur für das Durchmesser-, sondern auch für das Höhen- und Volumenwachstum).

Abb. 38.3: Jahrringbreiten nach Dürrejahren (nach SCHOBER 1951 in MITSCHERLICH 1975, S. 224). Rückgang des Durchmesserzuwachses verschiedener Nadel- und Laubbaumarten in zwei verschiedenen Höhenlagen des Forstamtes Kattenbühl bei Hann. Münden (obere Höhenlage = montane Stufe).
19446 feuchtes Jahr (=100)
1947 und 1949 trockene Jahre
1948 normales Jahr

Abb. 38.4: Zusammenhang zwischen der Jahrringbreite bei Buche und der Höhe der Niederschläge während der Vegetationszeit (Forstamt Schotten, Hessen), nach ECKSTEIN et al. 1984.

Abb. 38.5: Winterkälte und Jahrringbreite von Traubeneichen verschiedener Baumklassen 1925-1954 (winterkalte Jahre 1939-1942). Bei grosskronigen Bäumen sind die Schwankungen grösser. Nach MAYER 1958 in ASSMANN 1961, Abb. 102, S. 196).

Abb. 38.6: Zuwachsverluste nach Trockenperioden (aus Flury 1927, S. 279). Aufnahmeergebnisse pro ha in zwei Versuchsflächen im "Forst" der Burgergemeinde Bern, 650 m/M, Fichte III. Bonität, in der feuchten Periode 1911-1916 und in der trockenen Periode 1916-1923 (Ausnahme 1922).

Der Zuwachsausfall während der Trockenperiode beträgt im gemischten Bestand 32 % und im reinen

Fichtenbestand 41 % des Gesamtvolumens (36 % resp. 43 % der Grundfläche).

Vereinzelte Trockenjahre wirken sich auf das Höhen-, kaum aber auf das Durchmesser- und Volumenwachstum aus. Nachteilig ist erst eine Wiederholung von Trockenjahren.

  • Im Hügelland bis in mittlere Berglagen leidet von den Hauptbaumarten am meisten die Fichte unter Trockenheit, vor allem in Reinbeständen
  • der Gesamtzuwachs der Fichte (Haupt- und Nebenbestand) kann bei G und V bis 40 % schwanken zwischen feuchten und trockenen Perioden
  • die Unterschiede bei Buche sind wesentlich geringer, da sich diese offenbar besser auf Witterungsschwankungen einstellen kann; ähnlich wie Buche sind Eiche, Föhre, Lärche
  • es wurde kein Einfluss der Durchforstungsstärke festgestellt
  • risikovermindernd wirken:
    • standortsgemässe Baumartenmischung (spez. Laubbaum-Beimischung in Nadelbaumbeständen)
    • Begünstigung der Ungleichaltrigkeit
    • keine direkte Blosslegung des Bodens (Kahlhiebe).

Abb. 38.7: Dendrochronologie. Schematische Darstellung der Altersbestimmung historischer Holzproben durch Überlappung der Jahrringfolgen mit bereits datierten Serien (nach SCHWEINGRUBER 1983, S. 85).

Die Dendrochronologie ist von grosser Bedeutung für die Archäologie, für die Hausbau- und Siedlungsgeschichte in historischer Zeit, für die Kunstgeschichte, die Paläoklimatologie und die Klimatologie, sowie für die Gletscher-, Waldbrand- und Ueberflutungsgeschichte, für die Erforschung des Vulkanismus, von Insekten- und Immissionsschäden und für die Kriminalistik (z.B. Kunstfälschungen).

In Südkalifornien konnte mit Borstenzapfenkiefern (Bristlecone Pine, Pinus aristata) ein Jahrringkalender über 8200 Jahre aufgestellt werden. Für das mitteleuropäische Eichengebiet reicht der Jahrringkalender bis ins Jahr 4008 v.Chr. zurück. Es konnte in Amerika nachgewiesen werden, dass die Radiocarbonmethode für die letzten 2000 Jahre gute Ergebnisse liefert, bei älteren Holzproben aber viel zu niedrige Alter ergibt (KRAMER 1988, S. 74/75).

Empfehlenswerte Literatur:

SCHWEINGRUBER F H, 1983: Der Jahrring. Haupt, Bern und Stuttgart, 234 S.
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Affiliation:
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research
Section for Silvicultural strategies
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