Risiko von Sturm- und Folgeschäden in Abhängigkeit vom Standort und von waldbaulichen Eingriffen bei der Umwandlung von Fichtenreinbeständen:
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Göttingen
Forschungszentrum Waldökosysteme
2002
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| Series: | Berichte des Forschungszentrums Waldökosysteme
Reihe A ; 179 |
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Autor: Redde, Nils
Jahr: 2002
Inhaltsverzeichnis
EINLEITUNG
1.1 Einführung_____________________________________________________6
1.2 Klimatische Eingangsgrößen für Sturmschäden_____________________7
1.3 Indikatoren des Windwurfrisikos von Fichten_______________________8
1.3.1 Die kollektive Stabilität_________________________________________8
1.3.2 Die individuelle Stabilität______________________________________9
1.3.2.1 Würzelkomponente________________________________________10
1.3.2.2 Ballenkomponente_________________________________________11
1.4 Standort und Windwurf_________________________________________11
1.5 Waldbau und WIndwurf__________________________________________14
1.6 intialschäden und lückenvergrößerung___________________________ 16
1.7 Fragestellungen und Arbeitshypothesen__________________________17
1.7.1 Das Windwurfrisiko der Betriebsklasse Fichte läßt sich durch
Konzentration des Fichtenanbaus auf stabile Standortgruppen senken._____17
1.7.2 Gibt es innerhalb bisher als stabil bezeichneter Fichtenaltbestände
stabilere und labilere Standorte?____________________________________17
1.7.3 Lassen sich anhand differenter Wurzelsysteme Unterschiede der
individuellen Stabilität auf verschiedenen Standorten herieiten?____________18
1.7.4 Induzieren alte Sturmschäden neue Sturmschäden in den
vorgeschädigten Beständen?_______________________________________19
1.7.5 Führen Zielstärkennutzungen in stabilen Fichtenaltbeständen zu einem
erhöhten Windwurfrisiko?___________________________________________19
1.7.6 Läßt sich auf Basis neu gewonnener Erkenntnisse ein im Vergleich zu
bisher vorhandenen Prognosemodellen standörtlich differenzierteres, möglichst
kleinräumig anwendbares Prognosemodell des Windwurfrisikos entwickeln?_ 19
! MATERIAL UND METHODEN______________________________________20
2.1 Untersuchungsgebiet___________________________________________20
2.2 Beschreibung des verwendeten Windmodells_______________________22
2.3 Flächige Inventur von Windwurfschäden__________________________23
2.3.1 Auswahl der Beobachtungsflächen_____________________________23
2.3.2 Datenerhebung_____________________________________________25
2.3.3 Methode der Auswertung______________________________________26
2.3.4 Rückrechnung der Bestandesstruktur___________________________28
Inhaltsverzeichnis
2.3.5 Statistische Analyse der Bestandesrückrechnung_________________37
2.3.5.1 Beschreibung der mehrfaktoriellen Kovarianzanalyse___________38
2.3.6 Multivariater statistischer Ansatz______________________________39
2.3.6.1 Faktorenanalyse_________________________________________39
2.3.6.2 Multiple Regression (Köhler et al., 1996)____________________40
2.3.7 Geostatistischer Ansatz______________________________________41
2.3.7.1 Regionalisierte Variablen und Autokorrelation_________________41
2.3.7.2 Beschreibung eines idealtypischen Variogramms______________41
2.4 Definition von Windwurfrisiko__________________________________43
2.5 Wurzeluntersuchung__________________________________________43
2.5.1 Untersuchungsgebiet________________________________________43
2.5.2 Freilegung der Wurzelsysteme________________________________44
2.5.3 Meßmethode______________________________________________44
2.5.3.1 Bodenansprache_________________________________________44
2.5.3.2 Vermessung der oberirdischen Baumteile____________________45
2.5.3.3 Vermessung der Wurzelsysteme___________________________45
2.5.4 Methode der Auswertung_____________________________________48
2.5.4.1 Maximale Ausdehnung des Wurzelsystems in Breite und Tiefe____48
2.5.4.2 Durchwurzelungsintensität_________________________________48
2.5.4.3 Wurzelintensität__________________________________________49
2.5.4.4 Baum/Wurzel-Verhältnis___________________________________51
2.5.4.5 Indikatoren zur Bestimmung der Wurzelkomponente nach Nielsen
(1990)_______________________________________________________52
2.5.4.6 Statistische Verfahren_____________________________________52
2.6 Entwicklung eines Prognosemodells für die Eintrittswahrscheinlichkeit
von Sturmschäden________________________________________________53
3 ERGEBNISSE__________________________________________________54
3.1 Sturmschadensmasse in stabilen Fichtenaltbeständen des Sollings___54
3.2 Windverhältnisse an den einzelnen Probekreisen__________________55
3.3 EINFLUß des Standortes auf das Windwurfrisiko___________________56
3.3.1 Einfluß des Tongehaltes auf das Windwurfrisiko__________________56
3.3.2 Einfluß von Kolluvien auf das Windwurfrisiko____________________58
3.3.3 Bildung von „Standortrisikoklassen für die Wurzeluntersuchungen___59
3.3.4 Nährstoffhaushalt___________________________________________60
Inhaltsverzeichnis
3.3.5 Exposition_________________________________________________61
3.3.6 Parameter ohne Einfluß auf das Windwurfrisiko___________________61
3.4 Ergebnisse der Wurzeluntersuchung_____________________________63
3.4.1 Multiple Regressionen_______________________________________63
3.4.2 Mächtigkeit des OberiDodens und der Einfluß auf das Wurzelsystem__63
3.4.3 Skelettgehalt des BvCv - Horizontes und sein Einfluß auf das
Wurzelsystem___________________________________________________65
3.4.4 Tongehalt des Unterbodens und sein Einfluß auf das Wurzelsystem__66
3.4.5 Tongehalt des Oberbodens und sein Einfluß auf das Wurzelsystem__70
3.4.6 Kolluvien und ihr Einfluß auf das Wurzelsystem___________________72
3.4.7 Wurzelausbildung in Abhängigkeit von den 4 verschiedenen
Risikoklassen___________________________________________________73
3.4.8 Allgemeine Wurzel-Architektur_________________________________77
3.5 Bestandesstruktur und Windwurf_______________________________79
3.5.1 Die Hauptsturmschadensjahre_________________________________80
3.5.2 Stehengebliebene, geworfene, gefällte und gebrochene Bäume im
Vergleich.______________________________________________________81
3.5.3 Einfluß von Windwurf auf die Bestandesstruktur___________________86
3.5.4 Bestandesdichte der Probekreise mit und ohne Windwurf im Vergleich 88
3.5.5 Vorherige Sturmereignisse und ihr Einfluß auf das Windwurfrisiko____89
3.5.6 Waldbauliche Eingriffe und ihr Einfluß auf das Windwurfrisiko_______91
3.5.6.1 Beschreibung der im Betrachtungszeitraum erfolgten Eingriffe____91
3.5.6.2 Einfluß der forstlichen Eingriffe auf das Windwurfrisiko__________94
3.5.7 Folgeschäden nach Sturmereignissen___________________________97
3.6 MULTIVARIATE DATENANALYSE___________________________________________98
3.6.1 Gezielte Stichprobe_________________________________________98
3.6.2 Zufallsstichprobe__________________________________________100
3.7 Zwischenzusammenfassung der Ergebnisse_______________________102
3.8 Prognose der Eintrittswahrscheinlichkeit von Windwurfschäden___103
DISKUSSION__________________________________________________106
4.1 Methodenkritik______________________________________________106
4.1.1 Die beiden Stichproben_____________________________________106
4.1.2 Die Probekreisinventur______________________________________106
4.1.3 Die Standortaufnahme______________________________________107
Inhaltsverzeichnis
4.1.4 Diskussion des Waldwachstumsmodells_______________________108
4.1.5 Diskussion des verwendeten Windmodells_____________________110
4.1.6 Diskussion der Freilegung der Wurzelsysteme__________________111
4.1.6.1 Gegenüberstellung von alternativen Freilegungsmethoden______112
4.1.6.2 Gegenüberstellung von alternativen Reinigungsmethoden ______113
4.1.7 Diskussion des Wurzel-Meßverfahrens________________________113
4.1.8 Anmerkung zu radartechnischen Meßverfahren_________________114
4.2 Diskussion der Ergebnisse____________________________________115
4.2.1 Die Windveriältnisse an den einzelnen Probekreisen_____________115
4.2.2 Tongehalt des Bodens und sein Einfluß auf das Windwurfrisiko_____116
4.2.3 Kolluviale Prägung der Standorte und ihr Einfluß auf das Windwurfrisiko_
________________________________________________________118
4.2.4 Nährstoffgehalt___________________________________________120
4.2.5 Einfluß des Skelettgehaltes des Bodens sowie der Mächtigkeit des
Obertxxlens auf das Windwurfrisiko________________________________120
4.2.6 Lagerungsdichte__________________________________________121
4.2.7 Staunässe und ihr Einfluß auf das Windwurfrisiko________________121
4.2.8 Einfluß der das Windwurfrisiko beeinflussenden Bodenfaktoren auf das
Wurzelsystem von Fichten________________________________________122
4.2.8.1 Parameter „Breitenentwicklung ___________________________122
4.2.8.2 Parameter „Tiefenentwicklung ____________________________123
4.2.8.3 Parameter „Durchwurzelungsintensität _____________________127
4.2.8.4 Parameter „Baum-Wurzelverhältnis ________________________127
4.2.8.5 Diskussion der Kovariablen_______________________________128
4.2.8.6 Einordnung der Ergebnisse in die Einzelbaumstabilität_________129
4.2.8.7 Weiterer Forschungsbedarf_______________________________130
4.2.9 Einfluß von Exposition, Höhe 0. NN und Hangneigung auf das
Windwurfrisiko_________________________________________________131
4.2.10Die Hauptsturmschadensjahre_______________________________134
4.2.11 Einfluß des Bestandesalters auf das Windwurfrisiko______________134
4.2.12 Diskussion bisher bekannter Indikatoren der individuellen Stabilität__136
4.2.13 Diskussion der kollektiven Stabilität___________________________138
4.2.13.1 Bestandesdichte und Windwurfrisiko______________________138
4.2.13.2 Einfluß von forstlichen Eingriffen auf das Windwurfrisiko_______140
Inhaltsverzeichnis
4.2.13.3 Vorherige Sturmschäden und ihr Einfluß auf das Windwurfrisiko_ 141
4.2.13.4 Eintrittswahrscheinlichkeit möglicher Folgeschäden (z.B.
Käferschäden) nach Windwurfereignissen__________________________142
5 SCHLUßFOLGERUNG __________________________________________144
5.1 Beantwortung der Leitfragestellungen_________________________144
5.2 Vorschläge für die weitere Behandlung stabiler Fichtenaltbestände des
Sollings____________:___________________________________________146
6 ZUSAMMENFASSUNG__________________________________________150
7 LITERATURVERZEICHNIS_______________________________________154
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