[WSL] Forschung Dienstleistungen Neues

Otto Ulrich Bräker
WSL CH-8903 Birmensdorf
Professur Forsteinrichtung und Waldwachstum ETH Zürich
Skript: Prof. Dr. Peter Bachmann
Downloads / Links
Lectures / Exercises
Posters / Presentations / Educational units

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
Weiter - next Index - Inhalt Zurück - previous
46 Form- und Volumenentwicklung
as "Word File.rtf" or "Acrobat.pdf" as "Powerpoint Presentation File.ppt"

Übung zu Kapitel 46, Volumenentwicklung






Die Bestandesformzahl F (coefficient de forme du peuplement, coefficiente di forma del popolamento) entspricht der Formzahl f des Einzelbaumes. Meistens ist die Bestandesformzahl eine unechte Formzahl (bezogen auf G in 1.3 m über Boden) und erfasst nur das Derbholz (ohne nähere Angaben Schaftderbholz bei Nadelbäumen und Baumderbholz bei Laubbäumen).

F = V / (G * H)

  wobei H eine Bestandesmittelhöhe ist, die jeweils definiert werden muss

Die Bestandesformzahl dient in erster Linie dazu, den Bestandesvorrat zu berechnen, wenn G und H bekannt sind.

Die Bestandesformzahl weicht nicht erheblich oder gesetzmässig von der Formzahl der Einzelbäume ab (siehe Kapitel 35).

Abb. 46.1: Bestandesformzahlen für Fichte, Tanne, Lärche und Buche, nach Ertragstafeln BADOUX, bezogen auf Schaftderbholz bei Nadelbäumen und Baumderbholz bei Buche, unter Verwendung der Loreyhöhe und bei Kluppschwelle 1 cm.

Wie für den Einzelbaum kann auch für den Bestand der Schlankheitsgrad berechnet werden, und zwar als h/d-Wert des Mittelstammes (hg / dg oder hdom / ddom). Der Schlankheitsgrad ist ein Mass für die Bestandessicherheit, vor allem gegen Schneedruck und Windwurf. Bei Fichte gelten Bestände mit hg / dg < 80 als stabil. Von grosser Bedeutung sind Ausgangsstammzahl und Behandlung.

Das Volumen (V) eines Bestandes ist die Summe der Einzelbaum-Volumen, dividiert durch die Fläche:


in Silven oder Tariffestmetern (pro ha)

Es werden unterschieden:

Vt

Volumen des verbleibenden Bestandes = Vorrat

Et1-t2

Volumen des ausscheidenden Bestandes

GWL

Gesamtwuchsleistung (å IV 0-t, Vtot)

 

Schaftderbholz  (Ø > 7 cm, nur Schaftholz)
Baumderbholz  (Ø > 7 cm, inkl. Aeste)
Gesamtvolumen (alles Holz inkl. Aeste und Reisig)

Das Volumen eines Bestandes verändert sich aus verschiedenen Gründen:

  • Volumenzuwachs an den anfänglich vorhandenen Bäumen
  • Neue Bäume erreichen die Messschwelle (Kluppschwelle)
  • Bäume scheiden aus infolge Mortalität, waldbaulicher Eingriffe oder äusserer Einwirkungen (Sturm, Schneedruck, usw.).

V2 = V1 + IV + P - E

V1 = Anfangsvorrat (1. Inventar)

 

V2 = Endvorrat (2. Inventar)

 

IV = Zuwachs an den Bäumen des 1. Inventars

 

P = Einwuchs (passage à la futaie, passaggio alla fustaia) zwischen den zwei Inventaren

 

E = Nutzung (exploitation) zwischen den beiden Inventaren (alle Bäume)

IV = V2 - V1 - P + E

 

Vtot(t) = Vt + å E0-t

Vtot = å IV0-t

Die Gesamtwuchsleistung (Vtot, GWL) eines Bestandes bis zu einem bestimmten Alter entspricht dem Vorrat im Alter t vermehrt um die Summe aller Nutzungen bis ins Alter t. Sie ist gleich der Summe aller laufenden jährlichen Volumenzuwachse bis ins Alter t.

Die Entwicklung des Bestandesvolumens im gleichförmigen Wald entspricht für die Gesamtwuchsleistung einer normalen Wachstumskurve, für den Vorrat infolge der Eingriffe einer gezähnten Wachstumskurve (vgl. Abb. 46.2).

Während Vtot einer Baumart fast nur vom Standort abhängig ist, wird V wesentlich durch die Behandlung geprägt (vgl. Abb. 46.3). Besonders deutlich wird dieser Einfluss während der Verjüngung eines Bestandes (vgl. Abb. 46.4).

Für die Beschreibung der Volumenentwicklung gleichförmiger Bestände wurden verschiedene mathematische Formeln entwickelt. Nachstehendes Beispiel entspricht dem Typ "Schumacher" (vgl. Kap. 243 und CLUTTER et al. 1983):

ln Vtot = a0 + a1 * F + a2 (1/t) + a3 * ln G
wobei Vtot = Gesamtwuchsleistung
  F = Bodenfruchtbarkeit
  t = Alter
  G = Bestandesgrundfläche
  ao, a1, a2, a3 = zu bestimmende Konstanten

Im nahezu ideal aufgebauten Plenterwald entwickelt sich der Vorrat in einer gezähnten, horizontalen Kurve, d.h. der Vorrat schwankt nur um den Zuwachs pro Periode, der jeweils voll genutzt wird. Die Entwicklung von Vtot im Plenterwald entspricht einer Geraden, die von links nach rechts steigt, aber nicht durch den Nullpunkt geht (vgl. Abb. 46.5).

Abb. 46.2: Entwicklung von Vtot und von V in einem gleichförmigen, bewirtschafteten Bestand. In einem unbewirtschafteten Bestand verläuft die Kurve von Vtot gleich, jene von V näher bei Vtot und unregelmässiger gezähnt.

Abb. 46.3: Einfluss der Durchforstungsstärke auf die Vorratsentwicklung bei Fichte im schwedischen Durchforstungsversuch Dalby (nach CARBONNIER 1957 in KARMER 1988, S. 90).

Abb. 46.4: Entwicklung des Vorrates eines gleichförmigen Bestandes während einer gestaffelten Verjüngung.

Abb. 46.5: Entwicklung von Vorrat und Gesamtwuchsleistung Vtot in einem nahezu ideal aufgebauten Plenterwald.

In Abb. 46.6 sind Beispiele aus den Schweizerischen Ertragstafeln für Vorrat und Gesamtwuchsleistung angegeben.

Abb. 46.6: Vorrat (V) und Gesamtwuchsleistung (GWL) in m3 Schaftderbholz (Buche Baumderbholz) je ha nach Ertragstafeln BADOUX für Fichte, Tanne, Lärche und Buche, bei verschiedenen Bonitäten (Oberhöhe im Alter 50 Jahre) und in verschiedenen Altern.

KRAMER 1988, S. 89, führt Beispiele für maximale Vorratswerte in Nordamerika an:

  • Millan-Park auf Vancouver Island, 300-800jährige Douglasien, ca. 3500 m3/ha
  • Olympic National Forest Quinault im Staat Washington, 300-500jährige Douglasien mit 150jährigem Hemlock-Nebenbestand, 3695 Efm o.R./ha (Douglasien 87 m hoch, Hemlock 40 m hoch, G = 163 m2)
  • Redwoodwälder 2. Generation an der Pazifikküste Nordkaliforniens, nach Ertragstafeln LINDQUIST und PALLEY 1963 auf besten Standorten 3500 Efm o.R./ha im Alter von 100 Jahren.

Aufbauend auf Beobachtungen von EICHHORN 1902, 1904 kann ein enger Zusammenhang zwischen Gesamtwuchsleistung und Höhe eines Bestandes festgestellt werden, unabhängig von Bonität und Alter (vgl. MITSCHERLICH 1978, S. 102/103, und KRAMER 1988, S. 94/95). Dieses sogenannte EICHHORN’sche Gesetz ist für die Aufstellung von Ertragstafeln (Wachstumsmodellen) von grosser Bedeutung (vgl. Kap. 62). Dieses Gesetz erfährt aber auch verschiedene Einschränkungen:

  • Pflanzverband und (frühe) Durchforstungseingriffe können das Verhältnis Vtot/h verändern (gesteigertes Höhenwachstum ohne entsprechendes Volumenwachstum)
  • im Lichtwuchsbetrieb können bei stagnierender Höhenentwicklung noch beträchtliche Volumenzuwachse angelegt werden
  • in verschiedenen Wuchsgebieten (unterschiedliches Grossklima) wurden ebenfalls für gleiche Höhen unterschiedliche Gesamtwuchsleistungen gefunden (höhere Vtot in niederschlagsreichen, atlantisch getönten Gebieten).

In Abweichung vom EICHHORN’schen Gesetz ergeben sich so bei gleicher Bestandeshöhe etwas verschiedene Gesamtwuchsleistungen. Nach ASSMANN 1961 bezeichnet man diese Erscheinung als unterschiedliche Ertragsniveaus. Für Südbayern und für Grossbritannien wurden bereits Ertragstafeln entwickelt, welche unterschiedliche Ertragsniveaus berücksichtigen.

Aus der Volumenentwicklung lässt sich der Volumenzuwachs ableiten. Im gleichförmigen Bestand verlaufen die Volumenzuwachskurven sinngemäss gleich wie beim Einzelbaum (vgl. Abb. 46.7 links). Allerdings erfolgt die Kulmination wegen der Stammzahlabnahme viel früher als beim Einzelbaum.

Im Plenterwald fällt im Idealfall die Kurve des laufenden und des durchschnittlichen jährlichen Volumenzuwachses zusammen und entspricht einer horizontalen Geraden (vgl. Abb. 46.7 rechts).

Der Volumenzuwachs ist sehr grossen witterungsbedingten Schwankungen unterworfen, die weder in diesen Darstellungen noch in den Ertragstafelwerten zum Ausdruck kommen.

Abb. 46.7: Grundsätzlicher Verlauf der Kurven des laufenden und des durchschnittlichen jährlichen Volumenzuwachses im gleichförmigen Bestand (links) und im Plenterwald (rechts).

In Abb. 46.8 sind aus den Schweizerischen Ertragstafeln Angaben über die Kulmination des laufenden und des durchschnittlichen jährlichen Volumenzuwachses zusammengestellt. Der Kulminationszeitpunkt ist umso früher, je besser der Standort (die Bonität) ist. Die Unterschiede zwischen den Baumarten würden kleiner, wenn statt des Volumens das Gewicht der produzierten Trockensubstanz verglichen würde. Dasselbe gilt für die Abbildungen 46.9 und 46.10 mit dem Vergleich verschiedener durchschnittlicher jährlicher Volumenzuwachse.

Abb. 46.8: Kulmination des laufenden und des durchschnittlichen Derbholzzuwachses (Nadelbäume Schaftderbholz, Buche Baumderbholz) für Fichte, Tanne, Lärche und Buche gemäss Ertragstafeln BADOUX bei verschiedenen Bonitäten (Oberhöhe im Alter 50 Jahre).

Abb. 46.9: Vergleich der Gesamtwuchsleistung verschiedener Baumarten anhand der Ertragstafeln WIEDEMANN-SCHOBER 1957 in MITSCHERLICH 1978, S. 104. Die oberste Zeile enthält das Alter, für das der durchschnittliche jährliche Volumenzuwachs (dGZ) berechnet ist. Neben den Säulen sind die jeweiligen relativen Bonitäten angegeben.

Abb. 46.10: Gesamtwuchsleistung als dGZ100 für Fichte, Tanne, Lärche und Buche nach Ertragstafeln BADOUX in m3 Schaftderbholz (Buche Baumderbholz) je ha und Jahr, für verschiedene Bonitäten nach Oberhöhe im Alter 50 Jahre (als Zahlen rechts neben den Säulen).

Anstelle des absoluten Volumenzuwachses kann auch der relative Volumenzuwachs IV,r angegeben werden (vgl. Kap. 23), wobei der laufende jährliche oder der periodische jährliche Volumenzuwachs in % des Anfangsvorrates der Periode ausgedrückt wird. Im Plenterwald, mit mehr oder weniger konstantem Vorrat und Zuwachs, ist IV,r eine wichtige Kenngrösse. Aehnlich kann es für ganze Betriebe sein, die regelmässig aufgebaut sind und auf der grossen Fläche als Ganzes eine ähnliche Konstanz aufweisen wie der Plenterwald auf Teilflächen.

In gleichförmigen Beständen nimmt der relative Volumenzuwachs (das "Zuwachsprozent") mit dem Alter ab (vgl. Abb. 46.11). Das Zuwachsprozent ist höher auf schlechten Standorten als auf guten Standorten und höher bei Hochdurchforstung als bei Niederdurchforstung (jeweils wegen unterschiedlich hohen Werten bei gleichem Alter).

Abb. 46.11: Relativer Volumenzuwachs für ausgewählte Bonitäten von Fichte, Tanne und Lärche nach Ertragstafeln BADOUX (Bonität als Oberhöhe im Alter 50 Jahre), bezogen auf den Anfangsvorrat der jeweiligen 10 Jahres-Periode.

up to top -Seitenanfang -début de la page

Affiliation:
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research
Section for Silvicultural strategies
WSL/FNP CH-8903 Birmensdorf - Phone: +41 1 739 22 74 - Fax: +41 1 739 22 15 - E-mail: ulrich.braeker@wsl.ch
internet: www.wsl.ch/forest/waldman/fgrowth/oub/

© 1998-2019 WSL - - Last Update: Mon Dec 8 2008