Jahrringanalysen an ÖWK-Beständen

Autor: Reinhard Kallweit (LFE)

Im Rahmen des Projektes wurden an 30 ausgewählten Dauerbeobachtungsflächen (Flächenübersicht Tab. 2) zusätzlich zur ertragskundlichen Grundaufnahme von BHD und 30 Baumhöhen im Frühjahr 2006 Bohrkerne zur Erfassung des jährlichen Kreisflächenzuwachsentwicklung entnommen und aus-gewertet. Die Zielstellung dieser Untersuchung war die zusätzlichen Bereitstellung von jährlich aufge-lösten Daten zum Wachstumsverlauf des herrschenden Bestandes der ÖWK-Flächen, die zur Verifizie-rung der modellierten Zuwachsverläufe dienen konnten.

An jeder Fläche wurde an 30 herrschenden Bäumen jeweils 1 Bohrkern in Brusthöhe entnommen. Mit der Auswahl herrschender Bäume wurde das Ziel verfolgt nur solche Bäume in die Betrachtung der Kreisflächenzuwachsdynamik einzubeziehen, die in ihrer bisherigen Bestandesentwicklung nicht unter-drückt waren und somit im wesentlichen auf die von außen einwirkenden Standortsfaktoren (Witterung, Stoffeinträge) in einem als homogen angenommenen Standortszustand reagierten.

Die Bohrkerne wurden in Träger eingeleimt und geschliffen und an einem Jahrring-Messgerät LINTAB 4 mit Software TSAP-Basic der Firma Rinntech (Heidelberg) die letzten 20 Jahrringbreiten auf 0,01 mm gemessen. Die Methodik und ihrer Anwendung für das ökologische Monitoring sind bei Beck (2001) beschrieben.

Die Messergebnisse der Jahrringbreiten wurden durch Subtraktion der Modellwerte einer linearen Reg-ression hinsichtlich des Niveaus als auch durch Eliminierung des Trends indiziert.

Daneben wurde auf Basis der Erhebung der BHD der abgebohrten Bäume der Kreisflächenzuwachs berechnet. Die Zeitreihen des Kreisflächenzuwachses weisen im Allgemeinen eine sehr hohe Dynamik auf, beinhalten aber neben witterungsbedingten starken jährlichen Schwankungen einen Langfristtrend (BECK, 2001).

Es wurden insgesamt 30 ÖWK-Flächen ausgewertet, davon 9 der Baumart Rotbuche, 4 der Traubenei-che und 17 der Kiefer. Die räumliTraubenei-che Verteilung dieser Plots deckt einen großen Teil der Region ab.

An den 9 untersuchten Buchenflächen ist im Untersuchungszeitraum 1985 – 2005 übereinstimmend ein rückläufiger Trend des Kreisflächezuwachses des herrschenden Bestandes festzustellen (Abb. 26).

Allein die ÖWK-Fläche 4503 zeigte, wahrscheinlich in Folge eines starken Pflegeeingriffs 2001 im Zu-sammenhang mit dem außergewöhnlich niederschlagsreichen Jahr 2002, eine bis 2005 anhaltende Steigerung des Kreisflächenzuwachses.

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Abb. 26 Trendbetrachtung des Kreisflächenzuwachses der ÖWK-Buchenbestände

Die sehr gute Nachzeichnung der Dynamik des Index der Jahrringbreite an der Mehrzahl der Flächen durch die klimatische Wasserbilanz der Vegetationsperiode, die nur näherungsweise den Wasserhaus-halt des Bestandes charakterisiert, die übereinstimmend fallende Tendenz des Kreisflächenzuwachses in einer Periode deutlicher Erwärmung und die sehr starke Reaktion der Buchenbestände auf das feucht-kühle Jahr 2002, das sich bis 2003 in einem Zuwachshoch auswirkte, weisen auf Probleme der Buchen mit den veränderten klimatischen Wachstumsbedingungen.

Die häufigen intensiven Buchenmasten 1995, 1998, 2000 und 2004 (Erhebung erst ab 1995) haben keinen direkt erkennbaren Bezug zu reduzierten Jahrringbreiten im Mastjahr bzw. dem Folgejahr.

Grafische Übersichten zu Jahrringindex im Vergleich mit dem negativen Index der klimatischen Was-serbilanz sowie zum Kreisflächenzuwachs mit linearem Trend finden sich im Anhang (Anlage zu Kap.

4.4.3, Abb. 1-3).

Die 4 untersuchten Eichenbestände (Abb. 27) weisen dagegen einen steigenden Trend des Kreisflä-chenzuwachses des herrschenden Bestandes auf. Übereinstimmend treten die Jahre 1993 und 2001 als negative Weiserjahre hervor. Auffällig ist der starke Anstieg des Kreisflächenzuwachses im Jahr 2002.

Im Vergleich mit dem Verlauf der klimatischen Wasserbilanz der Vegetationszeit erscheint auch für die untersuchten Trauben-Eichen eine deutliche Beziehung des Kreisflächenwachstums zum Wasser-haushalt der Standorte zu bestehen. Die Jahre 1989, 1992, 1999 und 2000, sowie 2003 waren ausge-sprochene Trockenjahre, die sich im Zuwachsverlauf des Folgejahres abbilden, ohne jedoch bisher einen schwach steigenden bzw. stagnierenden Trend (Fläche 5705) zu brechen. Auf das Trockenjahr 2003 folgte 2004 ein nicht so starker Zuwachseinbruch wie im Jahr 1993.

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Abb. 27 Trendbetrachtung des Kreisflächenzuwachses der ÖWK-Trauben-Eichenbestände

Die Kiefern weisen im Mittel der untersuchten Bestände keinen Trend im Kreisflächenzuwachs auf. An den einzelnen Flächen treten sowohl stark steigende, auf akzeleriertes Wachstum deutende Zuwachs-trends auf (5207), normale (3601, 5205, 5206, 5208, 5303, 5407, 6106, 6202, 6206) als auch Flächen mit stagnierendem (4702, 5211, 5301, 6104, 6201) oder gar depressivem Wachstumstrend (4103, 6103) (Abb. 28; Abb. 29; Abb. 30 und Anlage zu Kap. 4.4.3, Abb. 3).

Das akzelerierte Wachstum an der Fläche 5207 kann auf den Wegfall einer extremen lokalen N-Immissionsbelastung durch eine Schweinemastanlage zurückgeführt werden. Durch die Entlastung können die Potenziale des kräftigen Standortes wieder in hohe Zuwachsleistungen umgesetzt werden.

Entsprechende Ergebnisse wurden in einer Trendbetrachtung einer anderen Kiefernfläche im gleichen Revier von Hofmann & Jensen(2004) gefunden.

Die übrigen Flächen der Gruppe mit steigendem Wachstumstrend sind etwa einem normalen alters- und bonitätsbedingtem Zuwachstrend zuzuordnen.

Die differenzierte Zuwachsentwicklung bedarf einer weiteren Untersuchung. Neben klimatischen Bedin-gungen spielt auch der Nährstoffhaushalt und seine Überprägung durch Fremdstoffdepositionen eine Rolle (Anders et al. 2002). Auffällig war die Konzentration der fallenden Zuwachstrends bei den Stand-orten der armen Trophiestufe (4103, 6103). Die anderen nach Stamm-Trophiestufen zusammen-gefassten Verläufe des Kreisflächenzuwachses zeigen ein mit steigender Trophie steigendes Zuwachs-niveau bei im Mittel steigendem Trend (Abb. 31).

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Abb. 28 Kreisflächenzuwachs der ÖWK-Kiefernflä-chen mit akzeleriertem bzw. normalem Trend

Abb. 29 Kreisflächenzuwachses der ÖWK-Kiefern-flächen mit stagnierendem Trend

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Abb. 30 Kreisflächenzuwachses der ÖWK-Kiefern-flächen mit depressivem Trend

Abb. 31 Mittlerer Kreisflächenzuwachs des herrschen-den Bestandes der Kiefern-ÖWK-Basis-flächen nach Stamm-Trophiestufen der Standorte

Im Vergleich der drei untersuchten Baumarten wird allein bei der Buche ein ausgeprägt fallender Trend im Kreisflächenzuwachs der letzten 20 Jahre erfasst (Abb. 32). Dagegen bleibt bei Eiche im Mittel ein leicht steigender Trend bestehen. Sowohl die untersuchten Buchen als auch die Eichen erweisen sich im Kreisflächenwachstum sehr sensitiv gegenüber Trockenperioden, wie die Zuwachseinbrüche (1993, 2001, 2004) in den Folgejahren von anhand der klimatischen Wasserbilanz ausgewiesenen Trocken-jahren (Abb. 33) belegen. Demgegenüber erscheint die Kiefer im Wachstum weniger sensitiv bei gerin-gerem Niveau des Kreisflächenwachstums auf Trockenstress zu reagieren.

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Abb. 32 Mittlerer Kreisflächenzuwachs in cm²/Jahr herrschender Bestandesglieder von Buche (N= 9), Trauben-Eiche (N=4) und Kiefer (N=17) an ÖWK-Basisflächen in Bran-denburg

Abb. 33 Klimatische Wasserbilanz der Vegetationszeit 1985-2003 für ÖWK-Basisflächen in Brandenburg

Die im Rahmen des Projektes erhobenen Daten sollten zur Verifizierung der Modellergebnisse dienen.

Sie stehen darüber hinaus für weiterführende Untersuchungen zur Verfügung, die nicht Gegenstand des Projektes waren.

Eine Wiederholungsaufnahme von BHD und Höhenkurve der ausgewählten 30 ÖWK-Flächen sollte die Bestandesentwicklung der Inventurflächen dokumentieren (vgl. Anhang zu Kap. 4.4.3). Trotz fallender Trends im Kreisflächenzuwachs der herrschenden Bestandesglieder der Buchenflächen ist für die Ge-samtbestände nur an den Flächen 4201 und 4503 eine reduzierte Bonität erfasst worden, an der Fläche 5201 gar ein Anstieg. Auffällig ist die sehr hohe Grundflächenhaltung an den Flächen 3602 mit B° 1.56 und 3606 mit B° 1.31. Bei Eichen war in den Gesamtbeständen keine Bonitätsentwicklung festzustellen, die Grundflächenhaltung ist auch an diesen Flächen überwiegend sehr hoch.

Die Kiefernflächen weisen überwiegend gleichbleibende Bonitätsentwicklung auf. Nur an den Flächen 4702, 5407, 6103, 6201 und 6202 wurden geringere Bonitäten gegenüber den Vergleichsaufnahmen festgestellt. Auch hier waren an einigen Flächen (3601, 5211, 6103, 6201 und 6202) sehr hohe Grund-flächenhaltungen festzustellen.

Die von den Modellen angenommene planmäßige Bewirtschaftung nach Ertragtafelalgorithmen trifft in vielen Fällen nicht zu. Andererseits fehlen für die Einzelflächen dokumentierte Bewirtschaftungs-maßnahmen bzw. regelmäßige ertragskundliche Erhebungen. In diesem Zusammenhang muss der Wert der Monitoring-Flächen für die C-Bilanzierung kritisch hinterfragt werden.

Die Methode der Jahrringanalyse herrschender Bestandesglieder erscheint unter diesen Umständen die Methode der Wahl um modellhaft Zuwachstrends bzw. Zuwachsdynamik der Bestände ohne star-ken Einfluss der Bewirtschaftungsintensität in hoher zeitlicher Auflösung zu erfassen.

4.4.3 Bodenuntersuchungen an ÖWK-Beständen zu C- und