[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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64 Anwendungsbeispiele
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Übung 1 zu den Ertragstafeln BADOUX

Übung 2 zu den Ertragstafeln BADOUX


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Kapitel_6_Übung 2_pdf9 kb





Als Modelle des Waldwachstums sind Ertragstafeln in der forstlichen Praxis vielseitig anwendbar. Sie bleiben aber immer verallgemeinernde Hilfsmittel und entsprechen kaum je genau der Realität in konkreten Beständen. Sie können deshalb Beobachtungen und Messungen im Wald nie ersetzen. Trotz diesen Vorbehalten ist der Einsatz der Ertragstafeln vor allem in folgenden Fällen sinnvoll:

  • Bestimmung des Bestockungsgrades
  • Bestimmung der Wachstumskurve für den Oberdurchmesser
  • Berechnung der Durchwuchszeit der einzelnen Entwicklungsstufen
  • Bestimmung der Bonität
  • Zuwachsschätzungen
  • Schätzung des Holzanfalls bei Durchforstungen und bei der Verjüngung
  • Bestimmung der Umtriebszeit
  • Entwicklung von Forstbetriebsmodellen (vgl. Kapitel 72/74)

Bestimmung des Bestockungsgrades (degré de plénitude)

Der Bestockungsgrad eines Bestandes entspricht dem Verhältnis von dessen Grundfläche GX zur Grundfläche GT gemäss Ertragstafel, unter Berücksichtigung von Alter und Standortsgüte (Bonität).

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 80 Jahre, gemessene Grundfläche

GX = 30 m2/ha

 

Grundfläche nach Ertragstafel

GT = 36 m2/ha

 

Bestockungsgrad

= 30 m2 / 36 m2 = 0.83

Bei einem Bestockungsgrad unter 1.0 wurde im untersuchten Bestand stärker eingegriffen als gemäss dem der Ertragstafel zugrunde liegenden Behandlungskonzept; ist der Bestockungsgrad grösser als 1.0, waren die Eingriffe im reellen Bestand schwächer als im Modell (vgl. auch Kapitel 45). Bei der Herleitung anderer Grössen aus der Ertragstafel muss der Bestockungsgrad berücksichtigt werden.

Bestimmung des Oberdurchmessers (diamètre dominant) und dessen Wachstumskurve

Der Oberdurchmesser ddom entspricht dem arithmetischen Mittel der Brusthöhendurchmesser der 100 stärksten Bäume je Hektare. Er dient zur Charakterisierung der verschiedenen Entwicklungsstufen (vgl. Kapitel 41):

Jungwuchs, Dickung

ddom < 10 cm

 

schwaches Baumholz

30 cm < ddom< 40 cm

schwaches Stangenholz

10 cm < ddom < 20 cm

 

mittleres Baumholz

40 cm < ddom < 50 cm

starkes Stangenholz

20 cm < ddom < 30 cm

 

starkes Baumholz

ddom > 50 cm

Der Oberdurchmesser ist in den Ertragstafeln von BADOUX nicht direkt angegeben. Er lässt sich aber relativ einfach aus den angegebenen Stammzahlverteilungen berechnen (Tabelle N + V/d).

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 80 Jahre

  Durchmesser (cm): 34 38 42 46 50 54
 
Stammzahl  (N/ha):

84

69

38

20

5

0
 

In diesem Beispiel brauchen wir die 100 stärksten Bäume, also

  • alle 5 Bäume der Durchmesserstufe 50 cm
  • alle 20 Bäume der Durchmesserstufe 46 cm
  • alle 38 Bäume der Durchmesserstufe 42 cm
  • die 37 stärksten Bäume der Durchmesserstufe 38 cm.

Wenn wir vereinfachend annehmen, die Bäume seien innerhalb einer Durchmesserstufe gleichmässig verteilt, so berechnet sich in unserem Beispiel der mittlere Durchmesser der 37 von insgesamt 69 Bäumen der Durchmesserstufe 38 cm wie folgt:

 

` d = 40 cm - 0,5 . 37/69 . 4 cm = 38,9 cm

        I___  Stufenbreite
      I___  zu berücksichtigende/totale Stammzahl
    I___  Mittelwert = halber Abzug
  I___  obere Grenze der Durchmesserstufe

Der ddom wird wie folgt berechnet:

ddom = 1/100 . ( 5 . 50 + 20 . 46 + 38 . 42 + 37 . 38,9 ) = 42,05 cm

Wird auf diese Weise der ddom für jede Altersklasse berechnet, kann so die Wachstumskurve für den ddom hergeleitet werden (vgl. Abbildungen 64.1 und 64.2). Aus diesen Kurven lassen sich die Durchwuchszeiten für die einzelnen Entwicklungsstufen ablesen (einige Werte sind in Abb. 64.3 angegeben). Diese Angaben sind für das Aufstellen von Betriebsmodellen wichtig.

Bestimmung der Bonität (détermination de l’indice de fertilité)

Normalerweise wird die Bonität über die Oberhöhe und das Alter ermittelt, und zwar mit Hilfe der Graphik hdom (Kapitel 63).

Beispiel:

Fichte, Alter 90, hdom 33

 
 

Ablesung in Graphik: Bonität ® 22

 

Wo das Alter nicht bekannt ist resp. nicht ermittelt werden kann, lässt sich der ddom an dessen Stelle verwenden. Der ddom ist zwar einfach zu ermitteln, aber es muss vorausgesetzt werden, dass der beobachtete Bestand ähnlich behandelt worden ist wie die Ertragstafelbestände. Die Bonität lässt sich aus den Kurven ddom/hdom ablesen (Abbildungen 64.4 und 64.5).

Beispiel:

Fichte, ddom 45 cm, hdom 30 m

 
 

Aus Abbildung 64.4: Bonität º 20

 

Bezüglich Bonitätsermittlung vgl. Kapitel 522.

Zuwachsschätzung

Stärker als bei anderen Grössen kommt beim Zuwachs zum Ausdruck, dass die Ertragstafel gemittelte Werte enthält, die oft sehr stark von den wirklichen Werten abweichen. Die Ermittlung des effektiven Zuwachses über die Kontrollmethode oder mittels Kontrollstichproben resp. anderen geeigneten Methoden ist deshalb jeder Ertragstafelschätzung vorzuziehen.

Wenn Alter und Bonität bekannt sind, kann der laufende jährliche Zuwachs direkt aus der Ertragstafel herausgelesen werden. Ist der Bestockungsgrad tiefer als 1.0, so muss ein Reduktionsfaktor berücksichtigt werden (vgl. Abb. 64.7).

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 60-70 Jahre, Bestockungsgrad 0.7

 

Zuwachs nach ET, 60-70 J.

= 14.3 m3/ha * J

 

Reduktionsfaktor aus Tabelle

= 0.95

 

Zuwachsschätzung 60-70 J. = 14.3 * 0.95

≡ 13.6 m3/ha * J

Schätzung des Durchforstungsanfalls (estimation du volume des produits d’éclaircie)

Ein voraussichtlicher Durchforstungsanfall für eine Zehnjahresperiode kann direkt aus der Ertragstafel abgelesen werden, wenn Alter und Bonität bekannt sind, der Bestockungsgrad 1.0 beträgt und der praktizierte Waldbau dem der Ertragstafel zugrunde liegenden entspricht. Weicht der Bestockungsgrad von 1.0 ab, so muss ein Korrekturfaktor (vgl. Abb. 64.6) berücksichtigt werden.

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 40 Jahre, Bestockungsgrad 1.2

 

Durchforstungsanfall nach ET, 40-50 J.

= 52 m3/ha

 

Korrekturfaktor aus Abb. 64.6

= 1.1

 

Nutzungsprognose 40-50 J. = 52 * 1.1

≡ 57 m3/ha

Wegen den unterschiedlichen waldbaulichen Eingriffen sind Prognosen über den Durchforstungsanfall gestützt auf die Ertragstafel allein relativ unsicher. Besser ist die Verwendung betriebsbezogener Durchforstungsprozente (Durchforstungsanfall in % des Ausgangsvorrates). Vergleichsweise können die aus den Ertragstafeln abgeleiteten Durchforstungsprozente nach GISS berücksichtigt werden (Abb.64.8 und 64.10).

Schätzung des Holzanfalls bei der Verjüngung

Häufig ist der Holzanfall bei Verjüngungen aus Inventaren bekannt. Aus den Vorratszahlen und Zuwachszahlen der Ertragstafel kann diese Menge unter Berücksichtigung des Bestockungsgrades ebenfalls abgeleitet werden.

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 120 Jahre, Bestockungsgrad 0.75, Kahlhieb

 

Vorrat 120 J. nach Ertragstafel

V = 571 m3/ha

 

Räumung: 571 m3 * 0.75

≡ 428 m3/ha

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 100 J., Bestockungsgrad 1.1,

 
 

gestaffelte Verjüngung mit Entnahme von 1/3 des Vorrates im Alter 100 Jahre,
1/2 des Vorrates im Alter 110 Jahre und Räumung im Alter 120 Jahre.

 

Vorrat 100 J. nach ET

= 531 m3/ha

 
 

Vorrat mit Bestockungsgrad 1.1

= 584 m3/ha

 
 

Lichtung 1/3 von 584 m3/ha

 

= 195 m3/ha

       
 

Zuwachs 100-110 J., Bestockungsgrad 0.73

 
 

= 9.1 m3/ha * J * 10 * 0.95

≡ 86 m3/ha  
 

Vorrat 110 J. = (584-195) + 86

= 475 m3/ha  
 

Lichtung 1/2 von 475 m3/ha

 

= 238 m3/ha

       
 

Zuwachs 110-120 J., Bestockungsgrad 0.43

 
 

(237 m3/ha: 555 m3/ha) __________I

   
 

= 8.1 m3/ha * J * 10 J * 0.55

@ 45 m3/ha  
 

Räumung (475 - 238) + 45 m3/ha

 

= 282 m3/ha

 

Totaler Holzanfall während der Verjüngung

= 715 m3/ha

Bestimmung der Umtriebszeit (détermination de la révolution)

Die Umtriebszeit als Hilfsgrösse für die Entwicklung von Forstbetriebsmodellen kann aufgrund verschiedener Kriterien bestimmt werden: Zieldurchmesser, Sortimentsverteilung, maximaler Volumenzuwachs, maximaler Bodenreinertrag (Rente), maximaler Waldreinertrag, maximaler erntekostenfreier Erlös, usw.

Der maximale Volumenzuwachs lässt sich direkt aus der Ertragstafel ablesen; für schlechte Bonitäten müssen allenfalls die Ertragstafelwerte extrapoliert werden (vgl. Graphik ).

Beispiel:

Fichte, Bonität 20

 
 

max. durchschnittl. jährl. Zuwachs im Alter 100 J.

 

mit 9.9 m3/ha*J.

 

Für die Ermittlung des maximalen Wertzuwachses müssen Wertertragstafeln konstruiert werden. Analog Kapitel 37 lassen sich unter Verwendung der Stammzahlverteilungen des verbleibenden Bestandes (N+V/d) und des ausscheidenden Bestandes (Df/d) die erntekostenfreien Erlöse für jede Altersklasse berechnen. Das Resultat ist eine Wertertragstafel, welche statt Angaben in m3/ha solche in Fr./m3 enthält (vgl. Kapitel 48).

Bestimmung des Schlankheitsgrades (coefficient d’élancement)

Aus den Ertragstafelwerten kann der durchschnittliche h/d-Wert einfach berechnet werden. Dieser Wert dient zur Beurteilung der Stabilität (für die Fichte sollte h/d ≤ 80 sein, vgl. Kapitel 46).

Beispiel:

Fichte, Bonität 20, Alter 50 Jahre

 
 

hdom = 20 m, ddom (aus Abb. 64.1) = 29 cm

 

hL = 16.1 m dg = 18.5 cm

 
 

hdom/ddom = 69

 
 

hL/dg = 86

 
 

(Auswirkungen siehe z.B. in Abb. 55.1)

 

Abb. 64.1: Wachstumskurve des ddom der Fichte in Abhängigkeit von Alter und Bonität (hdom 50), nach Ertragstafel BADOUX.

Abb. 64.2: Wachstumskurve des ddom der Buche in Abhängigkeit von Alter und Bonität (hdom 50), nach Ertragstafel BADOUX.

Altersgrenze (Jahre)

BUCHE

Entwicklungsstufen

ddom (cm)

Bonität (hdom50 in m

 

14

18

22

26

Jw/Di

0 - 10

0 - 25

0 - 15

0 - 15

0 - 10

sw St

10 - 20

25 - 50

15 - 35

15 - 30

10 - 20

st  ST

20 - 30

50 - 85

35 - 65

30 - 50

20 - 35

sw Bh

30 - 40

85 - 130

65 - 100

50 - 75

35 - 55

mi Bh

40 - 50

> 130

> 100

75 - 110

55 - 80

st  Bh

> 50

-

-

> 110

> 80

Altersgrenze (Jahre)

FICHTE

Entwicklungsstufen

ddom (cm)

Bonität (hdom50 in m

 

14

18

22

26

Jw/Di

0 - 10

0 - 25

0 - 20

0 - 15

0 - 10

sw St

10 - 20

25 - 50

20 - 35

15 - 30

10 - 20

st  ST

20 - 30

50 - 75

35 - 55

30 - 35

20 - 35

sw Bh

30 - 40

75 - 110

55 - 80

45 - 65

35 - 55

mi Bh

40 - 50

> 110

80 - 115

65 - 90

55 - 75

st  Bh

> 50

-

> 115

> 90

> 75

Altersgrenze (Jahre)

TANNE

Entwicklungsstufen

ddom (cm)

Bonität (hdom50 in m

 

14

18

22

26

Jw/Di

0 - 10

0 - 20

0 - 15

0 - 10

0 - 10

sw St

10 - 20

20 - 40

15 - 30

10 - 25

10 - 20

st  ST

20 - 30

40 - 60

30 - 50

25 - 40

20 - 35

sw Bh

30 - 40

60 - 85

50 - 70

40 - 60

35 - 50

mi Bh

40 - 50

85 - 115

70 - 95

60 - 80

50 - 70

st  Bh

> 50

> 115

> 95

> 80

> 70

Altersgrenze (Jahre)

LÄRCHE

Entwicklungsstufen

ddom (cm)

Bonität (hdom50 in m

 

14

18

22

26

Jw/Di

0 - 10

0 - 10

0 - 10

0 - 10

0 - 10

sw St

10 - 20

10 - 35

10 - 25

10 - 20

10 - 20

st  ST

20 - 30

35 - 65

25 - 45

20 - 45

20 - 35

sw Bh

30 - 40

65 - 100

45 - 80

45 - 70

35 - 60

mi Bh

40 - 50

100 - 160

80 - 130

70 - 105

60 - 90

st  Bh

> 50

> 160

> 130

> 105

> 90

Abb. 64.3: Durchwuchszeiten von Entwicklungsstufen nach Schweizer Ertragstafeln. Entwicklungsstufen nach Oberdurchmesser (Oberdurchmesser ddom: Arithmetisches Mittel des d1,3 der 100 stärksten Bäume pro Hektar aus den Schweizer Ertragstafeln, N+V/d). Durchwuchszeiten: nach graphischem Ausgleich der Alter/Oberdurchmesser-Diagramme.

Abb. 64.4: Beziehung zwischen Oberhöhe und Oberdurchmesser in Abhängigkeit von der Bonität (hdom 50) bei Fichte, nach Ertragstafel BADOUX.

Abb. 64.5: Beziehung zwischen Oberhöhe und Oberdurchmesser in Abhängigkeit von der Bonität (hdom 50 bezogen auf die Buche) beim Laubholz, nach Messungen der Stichprobeninventuren des Kantons Waadt (Service cantonal des forêts du canton de Vaud) BADOUX.

Bestockungsgrad

> 1,3

1,1 - 1,3

0,9 - 1,1

0,8 - 0,9

0,7 - 0,8

0,5 - 0,7

0,3 - 0,5

< 0,3

Umrechungsfaktor für Durchforstungen


1,2


1,1


1,0


0,9


0,7


0,4


0,1


0

Abb. 64.6: Bestockungsgrad und Durchforstungsanfall, nach den Schweizer Ertragstafeln (bearbeitet von BARTET, Service cantonal des forêts, Lausanne).

Holzart

Reduktionsfaktor für den laufenden Zuwachs bei Bestockungsgrad

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

Fichte

1,00

1,00

1,00

0,95

0,80

0,65

0,50

0,35

0,25

0,10

Buche

1,00

1,00

1,00

1,00

0,90

0,80

0,70

0,55

0,40

0,20

Waldföhre

1,00

0,95

0,90

0,85

0,75

0,65

0,55

0,40

0,30

0,15

Eiche

1,00

1,00

0,95

0,90

0,80

0,65

0,50

0,35

0,20

0,10

Abb. 64.7: Bestockungsgrad und Zuwachs, nach BADOUX (unveröffentlicht).

Alter Jahre

Oberhöhenklasse hdom

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

20 - 30

               

210

139

109

101

30 - 40

       

62

56

51

47

45

42

43

42

40 - 50

   

17

26

29

32

32

32

31

32

32

32

50 - 60

20

25

27

26

27

26

26

26

26

26

25

26

60 - 70

27

23

23

24

24

23

24

23

22

22

22

22

70 - 80

23

21

20

19

20

19

20

20

19

19

19

19

80 - 90

18

18

16

16

16

16

15

16

17

16

17

17

90 - 100

16

14

14

14

13

14

14

14

14

14

14

15

100 - 110

12

13

12

13

13

13

13

13

13

13

13

13

110 - 120

11

11

11

12

12

12

12

12

12

13

13

13

Mittelwert

16

16

16

16

17

18

18

18

19

20

20

20

Abb. 64.8: Durchforstungsanfall Fichte in Prozenten vom Anfangsvorrat, für 10jährige Perioden, nach den Schweizer Ertragstafeln Bearbeitet von W. Giss, Oberforstamt Kt. OW.

Alter Jahre

Oberhöhenklasse hdom

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

20 - 30

       

180

111

79

59

48

42

28

30 - 40

   

87

81

66

53

42

31

25

23

16

40 - 50

23

37

45

43

39

34

31

30

29

27

24

50 - 60

9

24

34

30

31

32

32

31

30

27

24

60 - 70

6

21

28

29

31

30

31

30

28

24

22

70 - 80

5

18

27

28

28

29

29

27

25

22

20

80 - 90

7

18

23

26

27

27

26

23

21

20

20

90 - 100

12

20

24

25

25

24

22

20

19

18

18

100 - 110

14

21

22

23

21

19

17

16

16

15

15

110 - 120

17

20

20

20

17

16

15

14

14

13

13

120 - 130

19

20

18

16

14

13

12

12

11

11

11

130 - 140

20

18

16

14

12

11

10

10

10

10

10

140 - 150

21

17

14

13

12

10

10

9

9

9

9

Mittelwert

16

19

21

21

20

20

19

18

17

16

16

Abb. 64.9: Durchforstungsanfall Tanne in Prozenten vom Anfangsvorrat, für 10jährige Perioden, nach den Schweizer Ertragstafeln. Bearbeitet von W. Giss, Oberforstamt Kt.

Alter Jahre

Oberhöhenklasse hdom

14

16

18

20

22

24

26

28

30

20 - 30

167

123

106

82

73

62

55

50

47

30 - 40

100

70

55

44

40

37

33

31

29

40 - 50

53

41

34

30

28

26

24

23

22

50 - 60

31

27

24

22

22

21

19

18

18

60 - 70

23

20

19

18

18

17

16

16

16

70 - 80

16

16

15

15

15

14

14

14

14

80 - 90

11

12

12

12

12

12

12

12

12

90 - 100

9

10

10

11

11

11

11

11

11

100 - 110

8

8

8

9

9

9

9

10

10

110 - 120

8

7

8

8

8

8

8

9

9

120 - 130

7

7

7

7

7

7

7

8

8

130 - 140

7

6

6

6

7

7

7

7

7

140 - 150

6

6

6

6

6

6

6

6

 

150 - 160

6

6

5

5

6

6

6

   

160 - 170

6

5

5

5

5

5

     

170 - 180

5

5

5

5

5

       

180 - 190

5

5

5

5

         

190 - 200

5

5

5

           

200 - 210

5

5

             

Mittelwert

24

19

18

17

16

16

15

14

13

Abb. 64.10: Durchforstungsanfall Lärche in Prozenten vom Anfangsvorrat, für 10jährige Perioden, nach den Schweizer Ertragstafeln. Bearbeitet von der Forsteinrichtung ETHZ.

Alter Jahre

Oberhöhenklasse hdom

10

12

14

16

18

20

22

24

26

20 - 30

         

22

80

138

167

30 - 40

   

10

9

17

23

38

46

50

40 - 50

36

30

25

27

29

30

33

35

36

50 - 60

29

26

25

26

26

27

27

27

29

60 - 70

31

24

24

23

24

24

24

23

24

70 - 80

27

23

21

21

21

21

21

20

21

80 - 90

24

21

19

19

19

19

19

18

19

90 - 100

18

18

17

17

17

17

17

17

17

100 - 110

14

15

16

16

16

16

16

16

16

110 - 120

9

12

14

15

15

15

15

15

14

Mittelwert

19

19

18

19

19

20

20

21

22

Abb. 64.11: Durchforstungsanfall Buche in Prozenten vom Anfangsvorrat, für 10jährige Perioden, nach den Schweizer Ertragstafeln. Bearbeitet von W. Giss, Oberforstamt Kt. OW.

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