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Development of tree quality, productivity, and diversity in oak (Quercus robur and Q. petraea) stands established by cluster planting

abgeschlossen 12/2012

Zusammenfassung

 

Aufgrund ihrer Sturmstabilität, ihrer Toleranz gegenüber eines wärmeren und trockeneren Klimas sowie ihres wertvollen Holzes werden Trauben- (Quercus petraea) und Stieleiche (Q. robur) sehr wahrscheinlich an Bedeutung im zukünftigen Waldaufbau Mitteleuropas gewinnen. Obwohl die natürliche Verjüngung heute oftmals die bevorzugte Methode bei der Begründung von Waldbeständen ist, werden Saat und Pflanzung bei der Begründung von Eichenbeständen auch weiterhin eine bedeutende Rolle spielen. Künstliche Verjüngungsverfahren sind der einzige Weg eichendominierte Wälder zu begründen, wenn Samenbäume fehlen. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn Nadelholzforste zu Eichenbeständen umgebaut werden, wenn wüchsige Begleit- und Konkurrenzvegetation das natürliche Auflaufen und Aufwachsen von Eichensämlingen verhindern und wenn Eichenwälder nach Kahlschlag oder Sturmwurf auf Freiflächen begründet werden sollen. Reihenaufforstungen mit 5000 bis 7000 Eichenpflanzen ha-1 sind ein häufig verwendetes Verfahren der künstlichen Begründung von Eichenbeständen. Jedoch sind die mit Flächenvorbereitung, Pflanzung, Zäunung und Pflegemaßnahmen verbundenen Kosten der konventionellen Reihenpflanzungen nach wie vor ein großes Problem, das auch Aufforstungen viele anderer Laubholzarten betrifft. Zugleich mangelt es den künstlichen Beständen zu dem häufig an einer ausreichenden Diversität der Gehölzvegetation.
Die mit der herkömmlichen künstlichen Begründung von Eichenbeständen verbundenen Nachteile veranlassten Forstpraktiker und –wissenschaftler nach alternativen Verfahren der Wiederbewaldung zu suchen. Pflanzungen mit geringen Ausgangspflanzzahlen, in denen die gewünschte und künstlich eingebrachte Zielbaumart durch die Naturverjüngung weiterer Arten ergänzt wird, ist ein derartiger Versuch die Kosten der Bestandesbegründung zu verringern und die Biodiversität gleichzeitig zu erhöhen. Für Eichenbestände wurden zum Ende des vergangenen Jahrhunderts so zwei verschiedene Arten sogenannter Clusterpflanzungen entwickelt und propagiert. Unter Clustern versteht man aus ursprünglich 20 bis 30 Pflanzen bestehende Nester mit anfänglich engem Pflanzverband von 0,2 x 0,2 m (Nesterpflanzung) oder aber Trupps mit einem weiteren Verband zwischen den gepflanzten Eichen von 1 x 1 m (Trupppflanzung). Im Gegensatz zu den Nestern werden die Eichentrupps in der Regel mit einer variierenden Anzahl an Individuen einer schattenertragenden Baumart für die spätere Schaftpflege umfasst. Üblicherweise wurden etwa 100 Trupps oder aber 200 Nester ha-1 bei gleichförmiger Verteilung über die aufzuforstende Fläche begründet.
Als Folge der verheerenden Sturmkatastrophen der 1990er Jahre (Vivian und Wiebke, Lothar) gewannen Nester- und Trupppflanzung als Wiederaufforstungstechnik in Mitteleuropa an Aufmerksamkeit und Bedeutung. Obwohl aufgrund dieser verstärkten Beachtung seither diverse Clusterpflanzungen entstanden sind, ist eine umfassende Analyse von Wachstums- und Qualitätsparametern von Eichen aus Clusterpflanzungen noch nicht durchgeführt worden. Zugleich wurden die natürliche Gehölzverjüngung zwischen den Clustern und deren Einfluss auf die Entwicklung der Clustereichen sowie die übergeordnete Bestandesproduktivität von Clusteraufforstungen bisher noch nicht vergleichend untersucht. Die Ziele der vorliegenden Arbeit können daher wie folgt beschrieben werden: 1) Vergleich von Überlebensrate, Wachstum (Durchmesser auf Brusthöhe bzw. BHD, Baumhöhe), Stabilität (Höhe-BHD-Verhältnis) und Qualität (Stamm- und Kronenform, astfreie Schaftlänge, Vorkommen potentielle Z-Baum
Anwärter) von Eichen aus Cluster- und traditionellen Reihenaufforstungen; 2) Baumartendiversität und Bestandesproduktivität von Beständen aus Cluster- oder Reihenpflanzung, wurde erfasst und verglichen. Weiterhin wurde untersucht ob naturverjüngte und gepflanzte Individuen die Bestandesproduktivität in Beständen aus Clusterpflanzung beeinflussen; und 3) Quantifikation des Einflusses intra- und interspezifischer Interaktionen auf das Wachstum und die Qualität von Eichen in aus Clusterpflanzungen entstanden Mischbeständen.
Die für Untersuchungsziel 1 durchgeführte gewichtete Meta-Analyse basierte auf dem Vergleich von Eichen aus Cluster- und vergleichbar erwachsenen Reihenaufforstungen (etwa 5000 Pflanzen ha-1). Die Rohdaten stammten von 25, zwischen 6 und 26 Jahre alten Bestandespaaren aus planaren bis montanen Lagen Deutschlands, der Schweiz und Österreichs. Die umfassende Auswertung der Datenreihen zeigte, dass Überlebensrate, Wachstum, Stabilität und Qualität von Nestereichen denen von Eichen aus Reihenpflanzungen vielfach signifikant unterlegen waren. Starke intraspezifische Konkurrenz aufgrund des sehr geringen anfänglichen Wuchsraumes einer jeden Nestereiche von 0,04 m2 dürfte der Grund für die ungünstige Wachstums- und Qualitätsentwicklung in Nesteraufforstungen gewesen sein. Bei den analysierten Trupppflanzungen mit einem ursprünglichen Wuchsraum von 1 m2 je gepflanzter Eiche ergaben sich bei den untersuchten Parametern hingegen mehrheitlich keine signifikanten Unterschiede zu den Reihenaufforstungen. Eine ausreichend große Anzahl an Individuen einer dienenden Baumart (z.B. Tilia cordata, Carpinus betulus) hatte zu dem einen positiven Einfluss auf die Qualifizierung der Eichen in Trupps.
Die Daten der für Untersuchungsziel 2 und 3 durchgeführten Analysen stammten von 7 in Baden-Württemberg und Hessen gelegenen Eichenclusterflächen sowie von den Clusterpflanzungen jeweils unmittelbar benachbarten Reihenaufforstungen. Anzahl und Diversität der Gehölzarten waren in den Clusterpflanzungen gegenüber den Reihenaufforstungen signifikant erhöht. Der Anteil natürlich aufgelaufener Gehölze (z.B. Betula pendula, Populus spp., Salix spp., Acer pseudoplatanus, Sorbus aucuparia) an der Bestandesgrundfläche war mit durchschnittlich 43% in den Clusterflächen signifikant höher als in den Reihenpflanzungen, wodurch sich keine Unterschiede in der Bestandesproduktivität zwischen den beiden Pflanzverfahren fanden. Die Bestandesproduktivität von Beständen aus Clusterpflanzung war signifikant korreliert mit der Dichte der naturverjüngten Arten.
Konkurrenz spätsukzessionaler und intermediärer Baumarten hatte einen stärkeren negativen Einfluss auf das Wachstum von Clustereichen als Konkurrenz durch Eichen und frühsukzessionaler Arten. Während intraspezifische Konkurrenz ausreichend für die natürliche Astreinigung der Eichen in Clustern war, erhöhte zusätzliche interspezifische Konkurrenz die astfreie Schaftlänge untersuchter Clustereichen nicht. In der überwiegenden Mehrheit der untersuchten Trupps (80%) fand sich mindestens ein potentieller Z-Baum Anwärter. Die Wahrscheinlichkeit, sich zu einem Z-Baum Anwärter zu entwickeln, war dabei für Eichen im Inneren der Trupps signifikant größer als für jene, die den Außensaum formten.
Auf der Basis der Ergebnisse dieser Untersuchung lässt sich schlussfolgern, dass aufgrund der hohen Mortalität und dem daraus resultierenden ungünstigen Wachstumsgang und der schlechten Qualitätsentwicklung Nesterpflanzungen nicht länger als Verfahren zur Begründung von Eichenbeständen verwendet werden sollten. Die Trupppflanzung kann hingegen als geeignete Alternative zur herkömmlichen traditionellen Reihenaufforstung empfohlen werden. Sowohl ökonomische (z.B. geringe Flächenvorbereitungs- und Pflanzkosten) wie auch waldbauliche (ausreichende Qualifizierung der Eichen) und ökologische Vorteile (hohe Artendiversität und Bestandesproduktivität) lassen sich mit der Pflanzung von Eichen in Trupps erzielen.

 

Supervisors: Prof. Dr. Jürgen Bauhus,  Prof. Dr. Ullrich Kohnle (FVA Freiburg)
Researcher: Somidh Saha
Funding: DAAD Fellowship, State Forest Department of Rhineland Palatinate (Landesforst Rhineland Pfalz), Georg-Ludwig-Hartig Stiftung, Graduate School "Environment, Society and Global Change of the University of Freiburg, Müller-Fahnenberg Foundation,
Duration: 1/10/2008  -  31/07/2012

 

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