II Jahrringanalysen an Föhren (Pi,nus silvestris L.) aus immissionsgefährdeten Waldbeständen
des Mittelwallis (Saxon, Schweiz)
FELIX KIENAST, HANNES FLÜHLER, FRITZ H. SCHWEINGRUBER
Oxf.: 5 61.24 11 : 425.1 181.45 174. 7 Pinus silvestris : (494)
Inhaltsverzeichnis Seite
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 2 Standortbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 7 3 Methode . . . 418 31 Probenmaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 32 Datierung . . . . . . . . . . . 420 33 Überprüfung der Datierungsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2 4 Ergebnisse . . . 425 41 Waldbestand «La Vouarda 1» . . . 42 6 42 Waldbestand «La Vouarda 2» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 7 43 Tote, liegende Waldföhren aus beiden Waldbeständen . . . . . . . 428 5 Disku5;sion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 6 Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Abbildung 2.1
Verzeichnis der Abbildungen und der Tabelle Radiographien ausgewählter Bohrkerne von Waldföhren Abbildung 2.2 Vergleich der J ahrringbreitenkurven einer ungeschädigten
421 und zweier abgestorbener Waldföhren . . . 422 Abbildung 2. 3 Vergleich der Spätholzbreitenkurven einer ungeschädigten
und zweier abgestorbener Waldföhren . . . . . . . . 42 3 Abbildung 2.4 Datierung des Beginns reduzierter kambialer Aktivität . . . . . . 424 Abbildung 2.5 Datierung des Endes der kambialen Aktivität . . . . . . . . . . . . . . 425 Abbildung 2. 6 Häufigkeitsverteilungen von Wachstumsbeginn, Beginn der reduzierten
und Ende der kambialen Aktivität . . . . . . . . . . 42 6 Abb. 2. 7 /2 .8 Beziehung zwischen Sommerniederschlägen und Anzahl
Bäume mit Wachstumshemmungen . . . . . . . . . 429/430 Tabelle 2. 1 Beschreibung der Probeflächen in zwei Föhrenbeständen . . . 419
4 1 5
1 Einleitung
Der Streit um die Auswirkungen der Fluorimmissionen brachte den stark geschädig
ten Föhrenwäldern in der Gegend von Saxon und Charrat (Kanton Wallis, Schweiz) große Publizität. Die Meinungsbildung über die Ursachen dieses offensichtlichen Wald
sterbens war bisher eingleisig. Meistens ging man davon aus, daß allein die fluorhaltigen Luftverunreinigungen diese Schäden verursachten. Andere Faktoren wurden kaum je erwähnt. Es ist durchaus denkbar, daß folgende natürliche Faktoren zu dieser starken Häufung abgestorbener und absterbender Föhren beigetragen haben:
Die Föhren bestände sind mehrheitlich überaltert und wurden seit zwanzig Jahren weder genutzt noch gepflegt. Ein Generationenwechsel zeichnet sich möglicherweise ab. Der Wassermangel in Trockenjahren reduziert die Vitalität der Bäume. In einer ande
ren Arbeit wurde in diesem Untersuchungsgebiet festgestellt, daß das Ausmaß der Waldschäden an ertragsarmen, kargen Standorten, auf Kuppen oder an Steilhängen in Beständen mit hohem Föhrenanteil am größten ist (SCHERRER et al. 1981).
Aufgrund zahlreicher, gut fundierter Untersuchungen im landwirtschaftlichen Bereich (FLÜHLER et al., 1981) bestehen jedoch keine Zweifel darüber, daß die Vegetation dieser Gegend bisweilen unter Fluorimmissionen gelitten hat. Wie Untersuchungen an einjäh
rigen Föhrennadeln im Raume von Martigny und Saxon zeigten, ist der Fluorgehalt in diesem Gebiet heute sehr gering. Er unterscheidet sich kaum vom natürlichen Fluor
gehalt von Föhrennadeln aus immissionsfreien Gebieten (FLÜHLER et al., 1981). Messun
gen des Fluorgehaltes von Nadeln oder Blättern erlauben jedoch nur Aussagen über die aktuelle Fluorbelastung. Um die Auseinandersetzung um diese Fragen zu versachlichen, müßten Schadenereignisse nachgewiesen werden, die mehrere Jahre oder gar Jahrzehnte zurückliegen. Solche Ereignisse lassen sich anhand von J ahrringen datieren. Damit kann die Bestandesgeschichte der geschädigten Wälder rekonstruiert werden.
In den letzten Jahren erschienen mehrere dendrochronologisch orientierte Arbeiten, die sich mit den Auswirkungen verschiedenster Umwelteinflüsse auf Bäume befaßten, z. B. ASHBY et al., 1972; PARKER et al., 1974; PHILLIPS et al., 1977 a, b; POLLANSCHÜTZ, 1962 und 1971; PoLLANSCHÜTZ und VINS, 1975; NASH et al., 1975; VINS und PoLLAN
SCHÜTZ, 1977. Die dendrochronologischen Arbeiten von BuNCE (1978) und KRÄMER
KÖLLER (1978) beziehen sich spezifisch auf die schädigende Wirkung von Fluorimmis
sionen. AsLANBOGA et al. (1978) und ECKSTEIN et al. (1977) wiesen schädigende Ein
wirkungen auf Straßenbäume in urbanen Gebieten nach.
Es war anzunehmen, daß die Jahrringbilder der untersuchten Waldföhren (Pinus silve
stris L.), deren Baumkronen starke Schadensymptome aufweisen, verändert sind. An Bohrkernen sowie an Ast- und Stammscheiben wurde geprüft, ob im Jahrringbild der Zeitpunkt der Schädigung und der zeitliche Verlauf des Waldsterbens der heute zum Teil dürren Bestände ersichtlich ist. Radiodensitometrische Voruntersuchungen zeigten, daß sich aus den Absterbedaten, den Wachstumsreduktionen und dem Alter von Bäumen wichtige Erkenntnisse über die Bestandesgeschichte gewinnen lassen. Mit Hilfe einer ein
fachen dendrochronologischen Methode versuchten wir folgende Ereignisse zu datieren:
«Baumalter»: Beginn des Baumwachstums beziehungsweise Anlage des ersten Jahr
ringes auf Brusthöhe
«Absterbejahr»: Datierung des zuletzt gebildeten Jahrringes
«Schadenereignis»: Wurde die kambiale Aktivität, beurteilt anhand der J ahrring- und Spätholzbreiten, ab einem bestimmten, klar datierbaren Zeitpunkt abrupt und anhal
tend eingeschränkt?
2 Standortbeschreibung
Das Untersuchungsgebiet liegt oberhalb Saxon auf etwa 800 m ü. M. Die Föhrenbe
stände mit Lokalnamen La Vouarda (Schweiz. Landeskarte 1 : 25 000, Blatt 1325, Sem
brancher) stocken an einem nach Nordwest exponierten Hang mit einer durchschnittli
chen Neigung von etwa 50 Prozent. Der Untergrund besteht aus Kalkschutt, auf dem sich eine Rendzina entwickelt hat. Die Standorte sind flachgründig und zum Teil starken Winden ausgesetzt. Der Jahresniederschlag der nächsten meteorologischen Station Mar
tigny-Ville beträgt im langjährigen Mittel nur 748 mm (UTTINGER, 1965; MZA, 1966-1977). Das Untersuchungsgebiet wurde in zwei etwa 300 m voneinander entfernte Waldbestände unterteilt. Der Föhren bestand «La Vouarda 1» umfaßt 4 ha; «La Vouarda 2»
2 ha (Koordinaten der Zentren 578 660/109 210, 578 780/109 360, Schweiz. Landeskarte 1 : 25 000, Blatt 1325, Sembrancher). In den letzten 24 Jahren wurden diese Bestände nicht genutzt. Die vorangegangene forstliche Nutzung war vermutlich sehr gering (münd
liche Mitteilung der Kreisforstinspektoren M. May und Th. Kuonen). Innerhalb der bei
den Bestände wurden sieben Probeflächen ausgewählt. Mit der Auswahl dieser Unter
suchungsflächen mit einheitlich jungen und älteren Bäumen, mit trockenen und mäßig feuchten Bedingungen, wurde versucht, die Beziehungen zwischen den Wuchshemmun
gen, dem Baumalter und der Trockenheit zu ermitteln. In der Tabelle 2.1 sind die Probe
flächen mit den dazugehörigen Auswahlkriterien sowie den zusätzlichen Zielen bei der Standortauswahl dargestellt. Anhand pflanzensoziologischer Erhebungen sind die homo.
genen Probeflächen 2, 3, 6, 7 nach ELLENBERG und KLÖTZLI (1972) Föhrenwaldtypen zuzuordnen, die den Flaumeichenwäldern nahestehen. Infolge geringer Niederschläge im Gebiet sind derartige Wälder selbst an nordgerichteten Hängen bis gegen 1000 m ü. M.
anzutreffen. Für alle untersuchten Bestände ist das Vorhandensein von Pinus silvestris, Viscum album, Quercus pubescens, C01ylus avellana, Epipactis atropurpurea, Carex humilis und das Fehlen von Erica carnea typisch. Die Standortseigenheiten dieser Föhrenwaldtypen lassen sich aufgrund floristischer und geographischer Gegebenheiten folgendermaßen charakterisieren:
Probefläche 2
Cytiso-Pinetum silvestris, Geißklee-Föhrenwald. ELLENBERG und KLÖTZLI (1972) Nr. 64.
Auf einer dem Talwind ausgesetzten, steilen, NW-exponierten Fläche stocken klein
wüchsige, 3-5 m hohe Föhren über einem nur zum kleinen Teil von Pflanzen bedeckten Boden. Charakteristisch für diesen trockenen, strauchlosen Standort sind Carex Halle-
417
riana, Carex humilis, Vicia cracca, ssp. Gerardii, und Astragalus exscapus. Bei einer Bodenbedeckung von 20 Prozent sind auf etwa 100 m2 28 Arten vorhanden.
Probefläche 3
Erico-Pinetum silvestris, Schneeheide-Föhrenwald. ELLENBERG und KLÖTZLI (1972) Nr. 65.
Wenige Meter neben der Probefläche 3 in einer kleinen, vom Winde leicht abgeschirm
ten Hangmulde, befindet sich auf kalkreichem Gehängeschutt ein nach W exponierter, sehr strauchreicher Föhrenbestand mit einer für das Gebiet recht ansehnlichen Wuchs
kraft Die Föhren erreichen Höhen bis zu 12 m. In der hier von Quercus pubescens beherrschten Strauchschicht befinden sich Corylus avellana, Viburnum lantana, Coro
nilla emerus und Abies alba sowie 16 weitere Straucharten. In der den Boden fast voll
ständig deckenden Krautschicht sind Polygala chamaebuxus, Teucrium chamaedrys, Brachypodium pinnatum, Carex Halleriana und weitere 10 Arten reichlich und 25 Arten spärlich vertreten. Von allen vier untersuchten Probeflächen ist dies der hydrologisch vor
teilhafteste Standort.
Probefläche 6
Erico-Pinetum silvestris, Schneeheide-Föhrenwald. ELLENBERG und KLÖTZLI (1972) Nr. 65.
Auf einem steilen, oberflächlich oft von Kalk-Feinschutt überrieselten, glatten NW
exponierten Hang stockt ein strauchloser, älterer Föhrenbestand über einer wenig dek
kenden Krautschicht. Obwohl der Bestand in pflanzensoziologischer Hinsicht atypisch ist, weisen doch die in der Krautschicht spärlich vorhandenen Straucharten wie Quercus pubescens, Cotoneaster tomentosa, Lonicera xylosteum, die Baumart Picea abies und einige Krautarten auf die Zugehörigkeit zum Erico-Pinetum. Die geringe Baumhöhe von 5 bis 7 m läßt auf eine ungünstige Wasserversorgung schließen.
Probefläche 7
Erico-Pinetum silvestris, Schneeheide-Föhrenwald. ELLENBERG und KLÖTZLI (1972) Nr. 65.
Wenige Meter neben der Probefläche 6 befindet sich in praktisch gleicher Lage ein junger Föhrenwald. Vermutlich ist er auf einer ehemaligen initialen Rutschfläche entstan
den. Die Höhen der Föhren variieren von 50 cm bis zu 7 m. Licht dürfte für die im Unter
wuchs gebliebenen Föhren im Wachstum begrenzend sein. Dieser pflanzensoziologisch atypische Bestand ist trotz der geringen und artenarmen Vegetationsdecke dem Erico
Pinetum zuzuweisen.
3 Methode 3 1 Probenmaterial
Die noch stehenden Waldföhren der verschiedenen Probeflächen wurden auf Brust
höhe mit Zuwachsbohrern angebohrt. Von den toten, liegenden und zum Teil stark ver-
.j:::..
\0 -
Fläche Lokalität 1 La Vouarda 1
2 La Vouarda 1
3 La Vouarda 1
4 La Vouarda 1 + 2
5 La Vouarda 2
6 La Vouarda 2
7 La Vouarda 2
Tabelle 2.1 Beschreibung der Probeflächen in den Föhrenbeständen La Vouarda 1 und 2 Entwick-
lungsstufe Oberhöhe Standort Auswahlkriterien Ziele
starkes 4-12 m uneinheit- Waldföhren mit Schäden, Datierung des Schädigungs- Baumholz lieh* im ganzen Waldbestand 1 bzw. des Absterbejahres
verteilt
schwaches 3-S m homogen** alle Waldföhren auf einer Ermittlung des Gesundheits-
Baumholz kleinen homogenen, wind- zustandes eines gesamten
exponierten, trockenen Bestandes auf einem öko- Fläche logisch ungünstigen Standort starkes und 10-12 m homogen alle Waldföhren auf einer Ermittlung des Gesundheits-
schwaches kleinen, homogenen Fläche zustandes eines gesamten
Baumholz mit mäßiger Wasser- Bestandes auf einem ökolo-
versorgung gisch günstigen Standort liegende, 8-12 m uneinheit- tote, liegende Waldföhren, Erfassung allfälliger Früh-
tote Wald- lieh in beiden Waldbeständen schäden
führen verteilt
starkes 4-12 m uneinheit- Waldföhren mit Schäden, Datierung des Schädigungs- Baumholz lieh im ganzen Waldbestand 2 bzw. des Absterbejahres
verteilt
starkes 5-7 m homogen alte Waldföhren auf einer Erfassung des Gesundheits-
Baumholz kleinen homogenen Fläche zustandes eines gesamten
alten Bestandes
Stangen- 0,5-7 m homogen junge Waldföhren auf einer Erfassung des Gesundheits-
holz kleinen homogenen Fläche zustandes eines gesamten
jungen Bestandes
* Die Probefläche umfaßt unterschiedliche Standorte. ** Die Probefläche umfaßt einen ökologisch einheitlichen Standort.
moderten Bäumen wurden auf gleicher Höhe Stammscheiben entnommen. Das zu datie
rende Probenmaterial setzte sich aus 269 Bohrkernen (0 5 mm) und 37 Stamm-und Ast
scheiben zusammen.
32 Datierung
Um das umfangreiche Probenmaterial rationell und zielgerichtet zu verarbeiten, wurde eine sehr einfache Methode angewendet. Diese, in ariden Gebieten oft verwendete Methode des «skeleton plot» (STOKES und SMILEY, 1968) stützt sich auf folgende ökophysiologi
sche Gegebenheiten: Es ist bekannt, daß an Trockenstandorten des Wallis der radiale Zuwachs beziehungsweise die kambiale Aktivität der Bäume hauptsächlich durch den Wasserhaushalt, vorab durch die Sommerniederschläge, gesteuert wird (ScHWEIN
GRUBER et al., 1979). In Trockenjahren wie 1894, 1921, 1925, 1928, 1933, 1942, 1943, 1944, 1947, 1949, 1962, 1964, 1971 und 1976 wurden nur ganz schmale Jahrringe und schwache Spätholzzonen gebildet. Solche Jahrringe, die bei der Datierung von Bäumen eine wichtige Rolle spielen, werden Weiserjahre genannt.
Nach dem Anschneiden der Bohrkerne in feuchtem Zustand quer zur Faser datierten wir drei aus dem Jahrringbild ersichtliche Ereignisse: Beginn, Hemmung und Ende der kambialen Aktivität. Die Datierung des ersten und letzten J ahrringes bzw. des Jahres mit beginnender Wuchshemmung erfolgte allein anhand dieser Weiserjahre, ohne dabei die Jahrringbreiten zu messen. Radiodensitometrische Referenzkurven der maximalen Spät
holzdichten von zwei anderen Walliser Föhrenstandorten dienten als Grundlage bei der zeitlichen Zuordnung der J ahrringsequenzen. Die Abbildung 2.1 zeigt die radiographier
ten Bohrkerne von drei geschädigten Bäumen (Bohrkerne 3, 4, 5) zusammen mit zwei ungeschädigten Vergleichsbäumen (Bohrkerne 1 und 2). Die Weiserjahre und die ab 1942/ 1943 geringen J ahrring- und Spätholzbreiten absterbender oder toter Föhren sind gut ersichtlich. Dies deutet an, daß die kambiale Aktivität in diesen Jahren erheblich und nachhaltig gestört wurde. Vor diesem Zeitpunkt folgen den engen, in Trockenperioden gebildeten J ahrringen Erholungsphasen mit zunehmenden Ringbreiten. Nach diesem Abbildung 2.1 Radiographien (Röntgenaufnahmen) ausgewählter Bohrkerne von Waldföhren (Pinus silvestris L.) aus dem Untersuchungsgebiet bei Saxon (* = ohne Binokular nicht erkenn
bare Jahrringe):
Bohrkern 1 : Ungeschädigt, aus dem Waldbestand «La Vouarda 1», ca. 1850-1978. Der Baum weist in der Jugendphase schmale Jahrringe auf. Ab 1936 wächst er stark. Die Trockenperiode nach 1942 ist nicht ersichtlich(* 192 1).
Bohrkern 2: Ungeschädigt, aus dem Waldbestand «La Vouarda l», 1877-1978. Der Baum wächst sehr gleichmäßig. Die verschiedenen Trockenjahre sind gut ersichtlich(* 192 1).
Bohrkern 3: Abgestorben, dürr, aus dem Waldbestand «La Vouarda 1», ca. 1840-1964. Der Baum weist in der Jugendphase sehr breite Jahrringe auf. Nachher wächst er normal bis 194 1. In den Jahren 1942/1943 erfolgt ein abrupter Wachstumsrückgang(* 1921, 1933, 1934, 1936).
Bohrkern 4: Abgestorben, dürr, aus dem Waldbestand «La Vouarda 1», 1872-1969. Der Baum wächst in seiner Jugendphase sehr stark. Nachher folgen Perioden mit schmalen und breiten Jahr
ringen bis insfahr 194 1. Ab 1942 erfolgt ein Wachstumsrückgang(* 1909, 1921).
Bohrkern 5: Abgestorben, dürr, aus dem Waldbestand «La Vouarda l », ca. 1870-1972. Der Baum weist in der Jugendphase breite Jahrringe auf. Im Jahre 1942 wird sein Wachstum ein
geschränkt(* 1921).
Bohrkern 5
-\ \ 1 1
A Trockenjahre
-0
Beginn reduzierter kambialer Aktivität (Wachstumshemmung)t Ende der kambialen Aktivität
Bohrkern 3
Bohrkern 4
1
t � 1 972
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\ \
\ \
\ \
\ 1
\ \
\
t - 1 969 t - 1 964
Bohrkern 1
- -
-
42 1
Zeitpunkt fehlen solche Fluktuatio!len. Die Ringe bleiben in der Folge sehr schmal. Die deutlich erkennbare Wachstumshemmung scheint das Ergebnis eines physiologisch tief
greifenden, schädigenden Einflusses zu sein. Nachdem die kambiale Aktivität nach 1942/1943 stark eingeschränkt war, erholten sich diese Bäume nicht mehr. Zwanzig bis dreißig Jahre nach diesem Ereignis starben sie ab.
Mit der rein beobachtenden Methode ließen sich 230, also 86 Prozent der 269 Bohr
kerne datieren. Selbst 75 Prozent der Stamm- und Astscheiben ließen sich zeitlich einord
nen. Trockenjahre wirken sich also im ganzen Körper des Baumes wachstumshemmend aus. Angesichts des geringen zeitlichen Aufwandes der Methode ist die Erfolgsquote bei der Datierung als sehr hoch einzustufen.
33 Überprüfung der Datierungsmethode
Die auf rein beobachtender Basis ermittelte Wachstumshemmung wurde mit einer auf der Ausmessung der J ahrringbreiten beruhenden Methode überprüft. Das Ergebnis ist in den Abbildungen 2.2 und 2.3 dargestellt. Es wurden die J ahrring- und Spätholzbrei
tenkurven von drei Bohrkernen aus der Abbildung 2.1 logarithmisch aufgetragen. Einern gesunden Vergleichsbaum (Bohrkern 2) wurden zwei abgestorbene, dürre Waldföhren gegenübergestellt (Bohrkerne 3 und 4). Die Abnahme der kambialen Aktivität in den Bohrkernen 3 und 4 ist sowohl in der J ahrring- als auch in der Spätholzbreitenkurve deut
lich sichtbar, so daß bei diesen Waldföhren das Jahr der Wuchshemmung folgender
maßen festgelegt werden kann: Bis zum Jahre 1942 verlaufen die Jahrring- und Spätholz-
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Abbildung 2.2 Vergleich der J ahrringbreitenkurven einer ungeschädigten und zweier abgestorbener Waldföhren (Abbildung 2.1, Bohrkerne 2, 3, 4).
1 978 Der Beginn reduzierter kambialer Aktivität, der in der Abbildung optisch hervorgehoben ist,
beginnt in der Periode 1941, 1942, 1943.
breitenkurven aller Bohrkerne synchron und etwa auf dem gleichen Niveau. Ab 1943 divergieren die Kurven stark. Die kambiale Aktivität der ungeschädigten Waldföhre nimmt im Jahre 1943 wieder zu. Diejenige der abgestorbenen Bäume sinkt jedoch weiter ab. Folglich ist der Beginn reduzierter kambialer Aktivität im Jahre 1942 festzusetzen.
Die auf der Ausmessung der Jahrring- und Spätholzbreite basierende Methode führte zum gleichen Ergebnis wie die vorausgegangene, rein beobachtende Datierung der Wachs
tumshemmung (siehe dazu Kapitel 32).
Die Datierung des Wachstumsbeginns (erster Jahrring) ist mit Vorsicht zu interpretie
ren. Die auf Brusthöhe angebohrten Bäume bildeten in der Zeit zwischen der Keimung und dem Erreichen der Probeentnahmehöhe von 1,3 m eine nicht genau feststellbare Anzahl J ahrringe. Zudem wurde in vielen Fällen bei der Bohrung der am Mark anlie
gende J ahrring nicht getroffen. Um diese Fehlerquelle zu verringern, extrapolierten wir anhand der jüngsten am Bohrkern noch vorhandenen J ahrringbiegung den Beginn des Wachstums auf Brusthöhe durch Zugabe einer geschätzten Anzahl Jahre.
Mit einem gewissen Fehler sind auch die Daten des Endes der kambialen Aktivität behaftet, da es sehr wahrscheinlich ist, daß in der letzten Wachstumsperiode gewisse Jahrringe auskeilen oder sogar fehlen. Es ist deshalb denkbar, daß das Ende des kambia
len Wachstums später erfolgte, als durch die Auszählung der vorhandenen Jahrringe zu ermitteln war. Anders verhält es sich bei der Datierung der Wachstumshemmung. Die dichte Folge der Weiserjahre in der der Hemmung vorausgehenden Periode ermöglichte eine aufs Jahr genaue Datierung. Kleinere Abweichungen können sich dann ergeben, wenn ein Abfall der J ahrringbreiten bzw. Spätholzbreiten nicht abrupt auftritt.
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0,1:§ 0,08 ,s 0,06 '� 0,05 u, 0,04 0,03 0,02
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Abbildung 2.3 Vergleich der Spätholzbreitenkurven einer ungeschädigten und zweier abgestorbener Waldföhren (Abbildung 2.1, Bohrkerne 2, 3, 4). Der Beginn reduzierter kambialer
Aktivität, der in der Abbildung optisch hervorgehoben ist, beginnt in der Periode 1941, 1942, 1943. Ein Vergleich der Abbildungen 2.2 und 2.3 zeigt, daß sich der Beginn reduzierter kambialer
Aktivität in der Spätholzbreite intensiver als in der Jahrringbreite äußert.
423
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1 922 1 930 1 940 1 950 1 960 1 970
Bohrkern A
Abbildung 2.4 Datierung des Beginns reduzierter kambialer Aktivität anhand von je zwei Bohrkernen pro Baum. Die Punkte liegen auf der 45°-Geraden, falls die unabhängig voneinander
bestimmten Datierungen der beiden Bohrkerne übereinstimmen.
Die Verläßlichkeit der Datierung wurde weiter an 116 Bäumen, denen je zwei Bohr
kerne entnommen wurden, überprüft. Der Wachstumsbeginn, das Ende der kambialen Aktivität und ein allfälliger Wachstumsrückgang wurde unabhängig voneinander an bei
den Bohrkernen datiert. In der Abbildung 2.4 wurden die Datierungen des Beginns redu
zierter kambialer Aktivität, in der Abbildung 2.5 deren Ende berücksichtigt. Jeder Meß
wert entspricht also einer doppelt angebohrten Waldföhre. Stimmt die Datierung der Bohrkerne A und B überein, dann liegt der Wert auf der 45°-Geraden. Ergänzend ist in der Abbildung 2.4 dargestellt, wie sich der Beginn reduzierter kambialer Aktivität im J ahrringbild äußert. Es wurde zwischen einer abrupten und einer nur allmählichen Abnahme der Jahrring- beziehungsweise Spätholzbreiten unterschieden. Bei Bäumen, deren J ahrringe bei der Wuchshemmung unmittelbar schmaler werden, ist der Beginn reduzierter kambialer Aktivität offenbar etwas sicherer zu datieren als bei Bäumen, bei
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1 970 Bohrkern A
Abbildung 2.5 Datierung des Endes der kambialen Aktivität anhand von je zwei Bohrkernen pro Baum. Die Punkte liegen auf der 45°-Geraden, falls die unabhängig voneinander bestimmten
Datierungen der beiden Bohrkerne übereinstimmen.
denen ein oder gar beide Bohrkerne eine allmähliche Abnahme der Jahrring- be'.?iehungs
weise Spätholzbreite aufweisen. Dies geht aus der Berechnung der durchschnittlichen Abweichung der Punkte von der 45°-Geraden hervor. Bei Bäumen mit einer abrupten Abnahme der J ahrring- beziehungsweise Spätholzbreite differieren die beiden Datierun
gen wenig. Waldföhren, bei denen mindestens ein Bohrkern eine allmähliche Abnahme aufweist, weichen stärker von der 45°-Geraden ab. Diese Abweichungen beruhen darauf, daß der Beginn der Wachstumshemmung bei allmählicher Abnahme der Jahrringbreiten nicht immer eindeutig datierbar war. Alle Berechnungen schließen auch jene Punkte mit ein, die möglicherweise als Ausreißer ausgeklammert werden müßten. Es handelt sich dabei um 7 Bäume, was 11 Prozent der berücksichtigten Individuen entspricht. In der Abbildung 2.5 ist die durchschnittliche Abweichung der Punkte von der 45°-Geraden sehr gering. Die Datierung des letzten J ahrringes scheint trotz den eingangs erwähnten Unsicherheiten gut übereinzustimmen. Für unsere Zielsetzung sind alle Genauigkeiten hinreichend. In der Folge entnahmen wir jedem Baum nur noch einen Bohrkern.
4 Ergebnisse
In der Abbildung 2.6 sind getrennt für jede Probefläche drei verschiedene Häufigkeits
verteilungen über die Zeitachse aufgetragen. Zuunterst sind alle Probebäume zusammen
gefaßt. D ie Säulenhöhen stellen die Anzahl jener Bohrkerne dar, an denen eines der drei Ereignisse, nämlich Beginn, Hemmung oder Ende der kambialen Aktivität, in einem bestimmten Jahr festgestellt wurde. Da nicht bei allen Proben alle drei Ereignisse vor
lagen oder datiert werden konnten, sind die Summenhäufigkeiten der drei Verteilungen pro Probefläche nicht gleich. Weil die Bohrkerne zum großen Teil im Frühjahr 1978 ent-
425
nommen wurden, bildeten lebende Bäume mit aktivem Kambium also noch den J ahrring 1977. Fehlt dieser letzte Ring, dann ergibt sich als jüngster «Absterbezeitpunkt» das Jahr 1976.
Aus Abbildung 2.6 geht hervor, daß sich der Wachstumsbeginn über einen langen Zeitraum, nämlich von 1828 (Probefläche 1) bis 1954 (Probefläche 3) erstreckt. Bäume mit Wachstumsbeginn in den Jahren 1840 bis 1870 dominieren. Die erfaßten Probe
bäume zeigen, abgesehen von sechs Ausnahmen (2 Prozent), erst ab 1932 Wachstums
hemmungen. Die größte Häufung liegt in den frühen vierziger Jahren. Diese Zeitperiode dominiert die Absterbestatistik unverkennbar, wie aus der untersten Säulendarstellung
«Total sämtlicher Probebäume» hervorgeht.
In den vergangenen Jahrzehnten stellten immer mehr Bäume ihr kambiales Wachstum ein, wobei die Trockenperioden um 1964, 1972 und 1976 besonders deutlich hervor
treten. Wie der Skala «Total sämtlicher Probebäume» zu entnehmen ist, scheint der Höhepunkt der Absterbeperiode noch nicht erreicht zu sein. Um die Absterbestatistik differenzierter analysieren zu können, werden in den folgenden Unterkapiteln die ver
schiedenen Probeflächen einzeln betrachtet.
Probefläche 1
41 Waldbestand «La Vouarda 1»
(Geschädigte Waldföhren auf uneinheitlichem Standort)
Die Probefläche 1 enthält die im weiten Umkreis des Waldbestandes I angebohrten, geschädigten Föhren. Der Standort dieser Probebäume ist uneinheitlich. Da nicht alle bestandesbildenden Bäume angebohrt wurden, ist die Probefäche nur für die Gesamtheit der geschädigten Bäume repräsentativ. Über den Gesundheitszustand des gesamten Bestandes sagt sie jedoch nichts aus. Etwa 34 Prozent der datierbaren Bäume zeigen den Beginn der Wuchshemmung im Jahre 1942. In den Jahren 1944 und 194 7 sind weitere Häufungen von Wachstumsstörungen zu verzeichnen. Diese Nebenmaxima treten aber stark zurück im Vergleich zum Jahre 1942. Die markante Häufung von Wachstumsstö
rungen in einigen wenigen Jahren ist, gemessen am sehr variablen Baumalter, auffallend.
Erst ab 1961 treten Bäume auf, die keine weiteren Jahrringe mehr gebildet haben und somit abgestorben sind oder absterben werden. In den Jahren um 1964 und 1971/1972 tritt dieses Ereignis gehäuft auf. Der Höhepunkt der Absterbeperiode scheint heute über
schritten zu sein. Es ist zu erwarten, daß praktisch alle untersuchten Bäume in einigen Jahren vollends verdorren werden, da etwa 90 Prozent der Individuen ihr kambiales Wachstum vor 1977 eingestellt haben.
Abbildung 2.6 Häufigkeitsverteilungen der drei datierten Ereignisse: Wachstumsbeginn, Beginn reduzierter kambialer Aktivität und Ende der kambialen Aktivität. Für jedes Kalenderjahr ist die Anzahl der auf dieses Jahr datierten Probebäume aufgetragen. Die Abbildung gliedert sich in die Häufigkeitsverteilungen der einzelnen Stichproben und in eine Häufigkeitsverteilung, in der alle Probebäume zusammengefaßt sind.
Probeflächen 2 und 3
(Alle bestandesbildenden Waldföhren auf homogenen Flächen)
Die beiden Probeflächen umfassen alle bestandesbildenden Waldföhren auf kleinen, standörtlich homogenen Flächen. Sie sind für den ganzen Waldbestand «La Vouarda 1»
repräsentativ und erlauben Aussagen über den prozentualen Anteil der absterbenden Bäume. Sowohl die Jahre des Wachstumsbeginns beziehungsweise der Wachstumshem
mung variieren in den gleichen Zeiträumen wie bei der Probefläche 1 . In der Probefläche 2 ist um das Jahr 1933 eine verstärkte Häufung zu verzeichnen. In der Probefläche 3 tritt wiederum das Schadenjahr 1942 ganz deutlich hervor. Ein hoher Anteil der untersuchten Föhren, in beiden Probeflächen je 55 Prozent, stellte seine kambiale Aktivität vor 1977 ein. Auch wenn diese Bäume zum Teil noch grüne Nadeln tragen, werden sie in wenigen Jahren tot sein. Es ist bemerkenswert, daß sich ausgerechnet in der hydrologisch vorteil
haften Probefläche 3 eine stärkere Konzentration von Wuchshemmungen in den Haupt
schadenjahren 1942, 1944 und 194 7 zeigt als beispielsweise bei der durch Trockenheit geprägten Probefläche 2. Es ist somit anzunehmen, daß nicht Trockenheit allein für die Wachstumshemmungen verantwortlich gemacht werden kann.
Der Waldbestand «La Vouarda 1» scheint in den Jahren 1942, 1944, 194 7 und wenig ausgeprägt auch 1933 stark geschädigt worden zu sein, wobei das Schadenjahr 1942 dominiert. Die Wuchshemmungen konzentrieren sich auf wenige Jahre. Der Anteil der abgestorbenen oder absterbenden Bäume des Waldbestandes beläuft sich auf 50-60 Pro
zent der Stammzahl. Daraus wird geschlossen, daß der Bestand in den nächsten Jahren zusammenbrechen wird.
Probefläche 5
42 Waldbestand «La Vouarda 2»
(Geschädigte Waldföhren auf uneinheitlichem Standort)
In der Probefläche 5 wurden nur die geschädigten Föhren des Waldbestandes «La Vouarda 2» erfaßt. Sie unterscheidet sich von der nach gleichen Kriterien ausgewählten Probefläche 1 (siehe dazu Kapitel 4 1) in folgenden Punkten:
Der Beginn der Wachstumshemmung zeigt zwei Maxima, nämlich in den Jahren 1933/1934 und 1942.
Das Ende der kambialen Aktivität ist relativ gleichmäßig verteilt.
Probefläche 6
(Alle alten bestandesbildenden Waldföhren auf einer homogenen Fläche)
Die Probefläche 6 erlaubt Aussagen über den Gesundheitszustand des gesamten Waldbestandes «La Vouarda 2», da sämtliche bestandesbildenden Föhren erfaßt worden sind. Der Gesundheitszustand ist ebenfalls als schlecht zu bezeichnen, schwankt doch der prozentuale Anteil an absterbenden Bäumen um 60 Prozent. Die Schadenjahre des Waldbestandes 2 treten nicht so markant hervor wie beim Nachbarbestand 1. Zudem 427
zeigt sich ein zusätzliches Schadenjahr, nämlich 1933/1934. Der Gesundheitszustand des Bestandes 2 unterscheidet sich von jenem des Bestandes 1 kaum. Auch er wird wahr
scheinlich in den nächsten Jahren zusammenbrechen.
Probefläche 7
(Junge Waldföhren auf einer homogenen Fläche)
Aus den bisher erwähnten Diagrammen könnte der Schluß gezogen werden, daß die Wachstumshemmung im höheren Alter von 80 bis 90 Jahren eintritt und die kambiale Aktivität etwa 20-30 Jahre nach dem Auftreten der Wuchshemmung endet. Bestätigte sich diese Aussage in sämtlichen Probebäumen, würde dies auf einen natürlichen Absterbe
prozeß infolge Überalterung hinweisen oder diesen mindestens nicht ausschließen. Die Resultate der Probefläche 7 sprechen gegen eine Überalterung als einzige Schadenursache.
In dieser homogenen Fläche stocken nur junge Föhren. Wäre die Wachstumsstörung ein natürliches Alterungsphänomen, so dürften in diesem Jungbestand praktisch keine Schä
den auftreten. Das Gegenteil ist der Fall. Obschon diese Föhren den ersten Jahrring in Brusthöhe erst um 1930 bildeten, beginnen sie bereits in den Jahren 1942/1943, 1944 und später abzusterben. Es handelt sich dabei um die gleichen Schadenjahre, die auch bei alten Bäumen zum Absterben führten.
43 Tote, liegende Waldföhren aus beiden Waldbeständen (Probefläche 4)
Um die Hypothese des rein altersbedingten Absterbens weiter zu prüfen, wurden tote, liegende Bäume aus beiden Waldbeständen untersucht. Es sind Waldföhren, deren kam
biale Aktivität in den fünfziger und frühen sechziger Jahren endete. Diese Bäume sind also durchschnittlich 10-15 Jahre früher abgestorben als jene der anderen Probeflächen.
Handelte es sich um einen natürlichen Absterbeprozeß, müßte der Beginn reduzierter kambialer Aktivität bei diesen Bäumen analog um 5-15 Jahre vorverlegt sein, also in die Jahre 1920 bis 1930 fallen. Obschon das extremste Trockenjahr des Jahrhunderts 1921 (absolutes Minimum des Jahresniederschlags) nebst weiteren Trockenjahren 1925, 1928 und 1932/1933 in diese Periode fallen, treten die Hauptschadenjahre ebenfalls 1942 bis 1944 auf. Das Ergebnis beweist, daß die extremen Trockenjahre 1921 und 1932/1933 nicht die gleiche Wirkung hatten wie die Jahre nach 1940. Es scheint, daß es sich bei die
sen in den fünfziger Jahren abgestorbenen Bäumen um jene Individuen handelt, die auf die schädigenden Einflüsse der frühen vierziger Jahre am empfindlichsten reagierten und sehr schnell abstarben.
5 Diskussion
In der Einleitung wurde erwähnt, daß im Untersuchungsgebiet nebst den Fluorimmis
sionen auch Einflüsse natürlicher Faktoren zu berücksichtigen sind, die das Baumwachs
tum einschränken können. Nach den Ergebnissen in den Kapiteln 42 und 43 scheint eine
Überalterung der Bestände nicht die einzige Schadenursache zu sein. Es bleibt die Hypo
these eines Absterbeprozesses infolge anhaltender Trockenheit in gewissen Jahren. Da es sich bei beiden Waldbeständen um ausgesprochene Trockenstandorte handelt, wurde der Einfluß des Niederschlags in folgender Hinsicht überprüft:
Führen Trockenjahre zu einem vermehrten Absterben der Bäume?
Ist neben der Trockenheit ein zusätzlicher Faktor wirksam, der die Wirkung des Was
sermangels erhöht?
Aufgrund der Erkenntnisse von ScHWEINGRUBER et al. (1979), bestimmen im Wallis die Niederschlagssummen von April bis September die kambiale Aktivität der Bäume durchschnittlich am intensivsten. Deshalb wurde für die Untersuchung des Nieder
schlagseinflusses für die Jahre 1901 bis 1976 der Sommerniederschlag berechnet. Als Grundlage dienten die Aufzeichnungen der monatlichen Niederschlagssummen der Beobachtungsstation Martigny-Ville in den Jahren 1901 bis 1976 (UTTINGER, 1965;
MZA, 1966-1976).
In der Abbildung 2.7 ist der Sommerniederschlagskurve von 1901 bis 1976 die Gesamtanzahl Waldföhren mit Beginn der Wuchshemmung gegenübergestellt. Ein Ver
gleich der beiden Kurven läßt vermuten, daß die Hauptschadenjahre mit Trockenperio
den zusammenfallen. In Jahren mit geringem Sommerniederschlag ist die Anzahl von Bäumen mit reduziertem kambialem Wachstum groß, z. B. 1942, 1944, 1947. Diese Ver
mutung wird durch die Tatsache gestützt, daß bei gesunden Waldföhren dieser Gegend E soo
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Aktivität (= Wachstu mshemmung) in % aller Probebäume
1 901 1 9 1 0 1 920 1 930 1 940 1 950 1 960 1 970 Abbildung 2. 7 Beziehung zwischen den Sommerniederschlägen und der Anzahl Bäume mit Wachstumshemmungen. Für die Jahre 190 1 bis 1976 sind die Niederschlagssummen
der Monate April bis September sowie die prozentuale Anzahl Waldföhren mit Wachstumshemmungen aufgetragen.
429
die Hauptschadenjahre mit Jahren geringer Jahrring- und Spätholzbreite zusammen�
fallen, also Jahre schlechter Wuchsbedingungen darstellen. Wir sind uns jedoch bewußt, daß die Niederschläge vorausgehender Monate teilweise im Boden gespeichert bleiben und den Bäumen unter Umständen zur Verfügung stehen. So ist beispielsweise die Scha
denperiode 1932-1934 im Vergleich zu den Sommerniederschlägen nicht erklärbar. Da jedoch die Niederschläge der dem Holzwachstum vorausgehenden Monate (Oktober bis März) teilweise sehr gering waren, kann dies als Ursache der Schädigungen angenommen werden. In der Abbildung 2.8 wird die Abhängigkeit der Wuchshemmung vom Sommer
niederschlag näher betrachtet. Die Gesamthäufigkeiten von Bäumen mit Wuchshem
mung, dargestellt in den Abbildungen 2.6 (unten) und 2.7, sind als Funktion des Sommer
niederschlags der betreffenden Jahre aufgetragen. Der Einfluß der Trockenheit äußert sich in der negativ geneigten Regressionsgeraden. Bei geringen Niederschlägen ist die Wachs
tumshemmung häufiger. Obschon diese Beziehung weder eng noch umkehrbar ist, ist der Einfluß der Trockenheit deutlich erkennbar. Auffällig ist, daß der Wert des Jahres 1942 (Abbildung 2.8) weit außerhalb des Punkteschwarmes liegt. Schon in der Abbildung 2. 7 fällt dieses Jahr auf, so daß anzunehmen ist, daß im Jahre 1942 zusätzlich zum Wasser
mangel noch ein anderer Faktor wirksam war. In diesem Zeitpunkt muß der Einfluß von Fluorimmissionen in Betracht gezogen werden. Ein latenter Schadeneinfluß hätte sich
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Niederschlagssumme April- September in mm
Abbildung 2.8 Beziehung zwischen den Sommerniederschlägen und der Anzahl Bäume mit Wachstumshemmungen. Für jedes Jahr ist die Summe der Bäume mit Beginn reduzierter
kambialer Aktivität als Funktion des Sommerniederschlags in dem betreff enden Jahr (Niederschlagssumme April-September in mm ) aufgetragen.
demnach am ehesten in den klimatisch sehr ungünstigen frühen vierziger Jahren verhee
rend ausgewirkt. In den späteren Trockenjahren 1944, 194 7 und 1949 sind die Wachs
tumsstörungen vermutlich deshalb weniger häufig, weil die Zahl der noch nicht betroffe
nen Bäume zunehmend kleiner wurde und die verbleibenden Individuen möglicherweise die resistenteren Bäume waren. Der Fluoreinfluß kann unmöglich kausal nachgewiesen werden, ist aber eine plausible und stichhaltige Interpretation der vorliegenden Ereignisse.
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