Die Verteilung der Druckholzbildung im Stamm der Fichte (Picea abies [L.] KARST) und Beschreibung kausaler Zusammenhänge mit Standortsparametern:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Freiburg
Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt
2006
|
| Schriftenreihe: | Freiburger forstliche Forschung
Schriftenreihe ; 36 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | zugl.: Freiburg, Univ., Diss. 2006 |
| Beschreibung: | IV, 204 S. graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | 1 Einleitung.................................................................................................................1
1.1 Stand der Forschung zum Druckholz..................................................................1
1.2 Die Druckholzbildung auslösende abiotische Faktoren..:...................................7
1.3 Mechanismus der Druckholzbildung.................................................................12
1.4 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit.....................................................13
2 Material..................................................................................................................17
2.1 Standortskundliche Beschreibung der Untersuchungsflächen..........................17
2.2 Beschreibung der Bestände...............................................................................24
2.3 Beschreibung der Untersuchungsbäume...........................................................26
3 Methoden...............................................................................................................29
3.1 Kriterien für die Standorts- und Untersuchungsbaumauswahl sowie der
Stammscheibenentnahme..................................................................................29
3.2 Datenerfassung auf den Aufnahmeflächen während der Außenaufnahme........30
3.2.1 Standortskundliche Datenerhebung..............................................................30
3.2.2 Datenerhebung am stehenden Baum und liegenden Stamm.........................30
3.3 Laboraufnahmen...............................................................................................32
3.3.1 Kurzdarstellung der Präparation und Vermessung der Stammquerschnitte
zur Erhebung von Druckholz und Vermessung des jährlichen Radial-
zuwachses.....................................................................................................33
3.4 Datenauswertung...............................................................................................34
3.4.1 Plausibilitätskontrolle und Behandlung fehlender sowie fehlerhafter Werte34
3.4.2 Modellbildung..............................................................................................35
3.4.3 Untersuchung des Zusammenhangs von Einzelbaummerkmalen und der
Druckholzausbildung....................................................................................39
4 Methode der Druckholzerkennung.........................................................................41
4.1 Überlegungen zur automatisierten Erkennung von Druckholz in Stamm-
querschnitten.....................................................................................................41
4.1.1 Ansätze zur Druckholzerkennung mit optischen Verfahren.........................42
4.2 Druckholzerkennung mittels der Hyperspektralanalyse....................................50
4.2.1 Trocknung und Präparation der Stammquerschnitte....................................50
4.2.2 Die Teilkomponenten des Hyperspektralscanners........................................51
4.2.3 Der Aufbau des Hyperspektralscanners im Einzelnen und Ablauf der Hyper-
spektralaufnahmen........................................................................................51
4.2.4 Die Erhebung von Referenzspektren für die Klassifizierung.......................58
4.2.5 Der Ablauf der (Oberflächen-) Klassifizierung............................................62
4.3 Genauigkeitsprüfung und Ergebnis der hyperspektralen Druckholzerken-
nungsmethode...................................................................................................65
4.4 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode mittels der
Zellstrukturanalyse............................................................................................68
4.4.1 Der Stand des Wissens zum quantitativen Vergleich von Druckholz- und
Normalholztracheiden zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses.....68
4.4.2 Arbeitshypothesen zur vergleichenden Zellstrukturanalyse von Druckholz-
und Normalholztracheiden zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses ..
......................................................................................................................70
4.4.3 Material und Methoden der Zellstrukturanalyse zur Überprüfung des
Klassifikationsergebnisses............................................................................70
4.4.4 Das Ergebnisse der Zeil Strukturanalyse zur Überprüfung des
Klassifikationsergebnisses............................................................................73
4.4.5 Diskussion und Folgerungen aus der Zellstrukturanalyse zur Überprüfung
des Klassifikationsergebnisses.....................................................................80
4.5 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode mittels der HF-
Densitometrie....................................................................................................84
4.5.1 Einleitung zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte....................................................................................................84
4.5.2 Material und Methoden zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses
aufgrund der Holzdichte...............................................................................86
4.5.3 Ergebnisse zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte....................................................................................................89
4.5.4 Diskussion zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte....................................................................................................91
4.6 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode durch
Vergleich mit rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen...........................93
4.6.1 Einleitung zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit Raster-
elektronenmikroskopaufnahmen ..................................................................93
4.6.2 Material und Methode zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit
Rasterelektronenmikroskopaufnahmen........................................................94
4.6.3 Ergebnisse zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit Raster-
elektronenmikroskopaufnahmen ..................................................................96
4.6.4 Diskussion und Schlussfolgerungen zur Überprüfung des Klassifikations-
ergebnisses mit Rasterelektronenmikroskopaufnahmen.............................100
Ergebnisse............................................................................................................104
5.1 Quantitative Erhebung der Lage des Druckholzes im Stamm.........................104
5.1.1 Die Häufigkeit der Druckholzausbildung sowie tangentiale Ausdehnung der
Druckholzbereiche innerhalb von Jahreszuwächsen..................................104
5.1.2 Relative Flächenanteile des Druckholzes am Jahrring...............................109
5.2 Deskriptive Kreisstatistik zur Lage des Druckholzes und des exzentrischen
Radialzuwachses der Jahrringe.......................................................................113
5.2.1 Richtung der Druckholzausbildung und der Jahrringexzentrizität.............113
5.2.2 Intensität und Richtung der Druckholzbildung und des exzentrischen
Radialzuwachses in den fünf Untersuchungskollektiven...........................120
5.2.3 Die Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zum Standortsparameter Hanglage..................124
5.2.4 Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zum Standortsparameter Wind.........................130
5.2.5 Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zu Einzelbaumparametern................................139
Diskussion............................................................................................................147
6.1 Diskussion von Material und Methode...........................................................148
111
6.1.1 Bewertung der untersuchten Standorte und Bäume, sowie der jeweiligen
Aufnahmemethoden...................................................................................148
6.2 Diskussion der Methode zur Erhebung von Druckholz und Vermessung des
jährlichen Radialzuwachses auf Stammquerschnittsflächen...........................151
6.2.1 Diskussion zur Entscheidung für eine hyperspektrale Druckholzerken-
nungsmethode.............................................................................................151
6.2.2 Diskussion der entwickelten hyperspektralen Methode zur Druckholzerken-
nung und Radialzuwachsvermessung.........................................................154
6.3 Diskussion der Datenauswertung und der Modellbildung..............................158
6.4 Diskussion der Ergebnisse..............................................................................159
6.4.1 Diskussion zur quantitativ erfassten Ausbildung des Druckholzes und des
exzentrischen Radialzuwachses im Stamm................................................159
6.4.2 Druckholzbildung und exzentrischer Radialzuwachs aufgrund von Prozessen
in Hanglage................................................................................................163
6.4.3 Druckholzbildung und exzentrischer Radialzuwachs aufgrund von
Windbelastungen........................................................................................165
6.4.4 Druckholzbildung, Radialzuwachsexzentrizität und Einzelbaumparameter....
....................................................................................................................169
6.5 Folgerungen und Ausblick..............................................................................171
7 Zusammenfassung...............................................................................................175
8 Summary..............................................................................................................179
9 Literaturverzeichnis.............................................................................................183
10 Tabellenverzeichnis.............................................................................................196
11 Abbildungsverzeichnis.........................................................................................198
12 Anhang I: Windrosen...........................................................................................202
|
| adam_txt |
1 Einleitung.1
1.1 Stand der Forschung zum Druckholz.1
1.2 Die Druckholzbildung auslösende abiotische Faktoren.:.7
1.3 Mechanismus der Druckholzbildung.12
1.4 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit.13
2 Material.17
2.1 Standortskundliche Beschreibung der Untersuchungsflächen.17
2.2 Beschreibung der Bestände.24
2.3 Beschreibung der Untersuchungsbäume.26
3 Methoden.29
3.1 Kriterien für die Standorts- und Untersuchungsbaumauswahl sowie der
Stammscheibenentnahme.29
3.2 Datenerfassung auf den Aufnahmeflächen während der Außenaufnahme.30
3.2.1 Standortskundliche Datenerhebung.30
3.2.2 Datenerhebung am stehenden Baum und liegenden Stamm.30
3.3 Laboraufnahmen.32
3.3.1 Kurzdarstellung der Präparation und Vermessung der Stammquerschnitte
zur Erhebung von Druckholz und Vermessung des jährlichen Radial-
zuwachses.33
3.4 Datenauswertung.34
3.4.1 Plausibilitätskontrolle und Behandlung fehlender sowie fehlerhafter Werte34
3.4.2 Modellbildung.35
3.4.3 Untersuchung des Zusammenhangs von Einzelbaummerkmalen und der
Druckholzausbildung.39
4 Methode der Druckholzerkennung.41
4.1 Überlegungen zur automatisierten Erkennung von Druckholz in Stamm-
querschnitten.41
4.1.1 Ansätze zur Druckholzerkennung mit optischen Verfahren.42
4.2 Druckholzerkennung mittels der Hyperspektralanalyse.50
4.2.1 Trocknung und Präparation der Stammquerschnitte.50
4.2.2 Die Teilkomponenten des Hyperspektralscanners.51
4.2.3 Der Aufbau des Hyperspektralscanners im Einzelnen und Ablauf der Hyper-
spektralaufnahmen.51
4.2.4 Die Erhebung von Referenzspektren für die Klassifizierung.58
4.2.5 Der Ablauf der (Oberflächen-) Klassifizierung.62
4.3 Genauigkeitsprüfung und Ergebnis der hyperspektralen Druckholzerken-
nungsmethode.65
4.4 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode mittels der
Zellstrukturanalyse.68
4.4.1 Der Stand des Wissens zum quantitativen Vergleich von Druckholz- und
Normalholztracheiden zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses.68
4.4.2 Arbeitshypothesen zur vergleichenden Zellstrukturanalyse von Druckholz-
und Normalholztracheiden zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses .
.70
4.4.3 Material und Methoden der Zellstrukturanalyse zur Überprüfung des
Klassifikationsergebnisses.70
4.4.4 Das Ergebnisse der Zeil Strukturanalyse zur Überprüfung des
Klassifikationsergebnisses.73
4.4.5 Diskussion und Folgerungen aus der Zellstrukturanalyse zur Überprüfung
des Klassifikationsergebnisses.80
4.5 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode mittels der HF-
Densitometrie.84
4.5.1 Einleitung zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte.84
4.5.2 Material und Methoden zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses
aufgrund der Holzdichte.86
4.5.3 Ergebnisse zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte.89
4.5.4 Diskussion zur Überprüfung des Klassifizierungsergebnisses aufgrund der
Holzdichte.91
4.6 Validierung der hyperspektralen Druckholzerkennungsmethode durch
Vergleich mit rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen.93
4.6.1 Einleitung zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit Raster-
elektronenmikroskopaufnahmen .93
4.6.2 Material und Methode zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit
Rasterelektronenmikroskopaufnahmen.94
4.6.3 Ergebnisse zur Überprüfung des Klassifikationsergebnisses mit Raster-
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4.6.4 Diskussion und Schlussfolgerungen zur Überprüfung des Klassifikations-
ergebnisses mit Rasterelektronenmikroskopaufnahmen.100
Ergebnisse.104
5.1 Quantitative Erhebung der Lage des Druckholzes im Stamm.104
5.1.1 Die Häufigkeit der Druckholzausbildung sowie tangentiale Ausdehnung der
Druckholzbereiche innerhalb von Jahreszuwächsen.104
5.1.2 Relative Flächenanteile des Druckholzes am Jahrring.109
5.2 Deskriptive Kreisstatistik zur Lage des Druckholzes und des exzentrischen
Radialzuwachses der Jahrringe.113
5.2.1 Richtung der Druckholzausbildung und der Jahrringexzentrizität.113
5.2.2 Intensität und Richtung der Druckholzbildung und des exzentrischen
Radialzuwachses in den fünf Untersuchungskollektiven.120
5.2.3 Die Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zum Standortsparameter Hanglage.124
5.2.4 Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zum Standortsparameter Wind.130
5.2.5 Ausbildungsrichtung und Beträge von Druckholz und Radialzuwachs-
exzentrizität im Vergleich zu Einzelbaumparametern.139
Diskussion.147
6.1 Diskussion von Material und Methode.148
111
6.1.1 Bewertung der untersuchten Standorte und Bäume, sowie der jeweiligen
Aufnahmemethoden.148
6.2 Diskussion der Methode zur Erhebung von Druckholz und Vermessung des
jährlichen Radialzuwachses auf Stammquerschnittsflächen.151
6.2.1 Diskussion zur Entscheidung für eine hyperspektrale Druckholzerken-
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6.2.2 Diskussion der entwickelten hyperspektralen Methode zur Druckholzerken-
nung und Radialzuwachsvermessung.154
6.3 Diskussion der Datenauswertung und der Modellbildung.158
6.4 Diskussion der Ergebnisse.159
6.4.1 Diskussion zur quantitativ erfassten Ausbildung des Druckholzes und des
exzentrischen Radialzuwachses im Stamm.159
6.4.2 Druckholzbildung und exzentrischer Radialzuwachs aufgrund von Prozessen
in Hanglage.163
6.4.3 Druckholzbildung und exzentrischer Radialzuwachs aufgrund von
Windbelastungen.165
6.4.4 Druckholzbildung, Radialzuwachsexzentrizität und Einzelbaumparameter.
.169
6.5 Folgerungen und Ausblick.171
7 Zusammenfassung.175
8 Summary.179
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