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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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42 Stammzahlentwicklung
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42-1 Im gleichförmigen (gleichaltrigen) Bestand

In Naturverjüngungen beträgt die Pflanzenzahl je Hektar 100’000 bis 1 Million, wenn nicht mehr; in Kulturen sind es etwa 1000 bis 10’000 Pflanzen/ha. Im starken Baumholz (ddom > 50 cm) verbleiben im Wirtschaftswald noch etwa 100 bis 500 Bäume/ha.

Die Stammzahlabnahme ist besonders stark in der Jugend, in den Entwicklungsstufen Ansamung, Jungwuchs und Dickung.

Die Gesetzmässigkeit der Stammzahlabnahme lässt sich durch eine Näherungsfunktion charakterisieren, wenn wir statt des Alters den Durchmesser des Grundflächenmittelstammes (dg) verwenden (aus ASSMANN 1961, S. 139):

N = b * dg -a

oder

log N = k - a log dg

wobei N = Stammzahl pro ha, a und b zu bestimmende Konstanten (k = log b)

Abb. 42.1: Entwicklung der Stammzahl von naturverjüngten Buchenbeständen auf guten Standorten bei mässiger Durchforstung (nach ASSMANN 1961, S. 139).

Allgemein gilt, dass die Stammzahl abnimmt

  • mit zunehmendem Alter
  • mit zunehmender Standortsgüte bei gleichem Alter
  • mit abnehmender Standortsgüte bei gleicher Bestandeshöhe

(jeweils gleiche Baumart und gleiche Behandlung vorausgesetzt).

Lichtbaumarten haben unter sonst gleichen Voraussetzungen kleinere Stammzahlen als Schattenbaumarten (stärkere Ausscheidungsvorgänge infolge Lichtkonkurrenz).

Wenn von der Stammzahl gesprochen wird, muss unbedingt angegeben werden, ob alle Bäume auf einer Fläche oder nur ein Teil gemeint ist. Meistens werden die Bäume erst ab einem bestimmten Brusthöhendurchmesser, der sogenannten Kluppschwelle (seuil d'intervention, saglia di cavallettamento; d'inventario) erfasst. In Mitteleuropa und in der Schweiz sind typische Kluppschwellen bei 8 cm (Kontrollstichprobenmethode CH), 10 cm, 12 cm (LFI für Vorrat), 16 cm (Vollkluppierung in vielen Kantonen), 17.5 cm (Kanton NE).

Die Stammzahlverminderung mit dem Alter ist eine Folge der natürlichen Mortalität infolge Konkurrenz und der waldbaulichen Eingriffe. Dazu kommen weitere Einflüsse wie Krankheiten, Klima (Sturm, Schnee) oder Luftverschmutzung. In gesunden, nicht bewirtschafteten Beständen ist die Stammzahlabnahme kontinuierlich, bei waldbaulichen Eingriffen und bei grösseren Schäden sprunghaft (vgl. Abb. 42.2). Die waldbaulichen Eingriffe können sehr verschieden sein und wirken sich entsprechend unterschiedlich aus (vgl. Kapitel 54 und Vorlesung Waldbau).

Für die Ermittlung der standörtlich möglichen maximalen Stammzahlen in undurchforsteten Flächen wurden Grenzbeziehungen formuliert und vor allem in aussereuropäischen Ländern angewandt (v. GADOW und FRANZ 1989).

Sogenannte Stammzahl-Leitkurven werden auch als Durchforstungs-Hilfen verwendet (vgl. Kapitel 54).

Abb. 42.2: Stammzahlabnahme im bewirtschafteten und nicht bewirtschafteten Wald.

Neben der absoluten Stammzahl/ha ist die Stammzahlverteilung nach Durchmesserstufen (répartition du nombre de tiges dans les catégories de diamètre) geeignet, einen Bestand zu charakterisieren. Infolge genetischer Unterschiede und verschiedener Umwelteinflüsse und waldbaulicher Eingriffe erfolgt eine starke Durchmesser-Differenzierung.

Abb. 42.3: Stammzahlverteilung nach BHD für Hoch- und Niederdurchforstung.

Abb. 42.4: Stammzahlverteilung nach BHD in der Altersentwicklung.

Bei der Niederdurchforstung, welche vor allem schwache Bäume entfernt, hat es verhältnismässig mehr grosse Bäume, die Verteilungskurve ist links asymmetrisch. Bei der Hochdurchforstung werden zur Förderung der Zukunftsbäume auch grössere Bäume und nur wenige schwache Bäume entnommen: Die Kurve ist eher rechts asymmetrisch, hat oft eine Einbuchtung zirka beim 1. Drittel des Durchmesserbereichs oder ist sogar zweigipflig (vgl. Abb. 42.3).

Die zeitliche Entwicklung der Stammzahlverteilungskurven lässt sich wie folgt charakterisieren (vgl. Abb. 42.4):

  • Verschiebung nach rechts infolge des Durchmesser-Wachstums
  • Zunahme der Streuung (dispersion)
  • Reduktion der modalen Frequenz (fréquence modale).

Mathematisch lässt sich die Stammzahlverteilungskurve gut mit der Normalverteilung, aber auch mit der Weibull-Funktion beschreiben.

Die Kenntnis der Stammzahlverteilung nach Durchmesserklassen ist wichtig für die Sortimentsgliederung und damit die Wert- und Wertzuwachsberechnung in Beständen.

Eng mit der Stammzahl verbunden ist der Begriff Standraum als Mass für den verfügbaren Kronen- und Wurzelraum und damit für Wuchsleistung, Form, Vitalität und zum Teil Qualität. Der mittlere Standraum lässt sich berechnen als

Mittlerer Standraum = Bestandesfläche / Anzahl Bäume

Der Standraum setzt sich zusammen aus der Projektion der Kronenschirmfläche und einem Anteil nicht überschirmter Fläche. Massgebend ist die Verteilung der Bäume, die im Normallfall unregelmässig ist. Im Modell mit kreisrunden, gleichgrossen Kronen beträgt die nicht überschirmte Fläche im Quadratverband etwa 1/5 (0.215) und im Dreieckverband etwa 1/10 (0.094).


42-2

Im stufigen Bestand (Plenterbestand)

Im Plenterbestand sind auf kleinen Flächen Bäume jeden Alters vertreten. Es gibt viele kleine und mit zunehmendem BHD immer weniger Bäume. Im nachhaltig aufgebauten, regelmässig bewirtschafteten Plenterwald gibt es keine dauernde Veränderung der Stammzahlverteilung. Die Stammzahlverteilung nach BHD entspricht in der Form einem seitenverkehrten J mit starker Abnahme bei kleinen und mit geringer Abnahme bei grossen BHD. Diese Kurve gilt im gleichförmigen Wald für den Durchschnitt über alle Altersklassen (Normalwaldmodell).

Für den Plenterwald kann die Stammzahlabnahmekurve nach MEYER (1933) in der Form

 

N = k * e -a * d1.3

 

K, a = Konstanten

beschrieben werden. Näheres siehe Kap. 75.

Von Eingriff zu Eingriff verschiebt sich die Stammzahlabnahmekurve im nachhaltig aufgebauten Plenterbestand wachstumsbedingt nach rechts, um durch die Nutzung wieder auf den ursprünglichen Zustand zurückgeführt zu werden (vgl. Abb. 42.5).

Abb. 42.5: Verschiebung der Stammzahlabnahmekurve im nachhaltig aufgebauten Plenterbestand im Wechsel von Durchmesserwachstum und periodischer Nutzung.

Abb. 42.6: Veränderung der Bestandesstruktur nach verschiedenen Durchforstungen in einem 34-jährigen Fichtenbestand (nach KRAMER 1988, S. 81).

Hochdurchforstung: .................................................................................

Niederdurchforstung: .................................................................................

Reihendurchforstung: .................................................................................

Abb. 42.7: Häufigkeitsverteilung der Stammzahlen über dem Durchmesser in einer Buchenversuchsfläche im Südschwarzwald (nach MITSCHERLICH 1978, S. 87).

Durchforstungsart: .................................................................................

Rechter Kurvengipfel: .................................................................................

Linker Kurvengipfel: .................................................................................

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Section for Silvicultural strategies
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