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FQRÜM Erkenntnisse aus
F Ü R W , S SE N Zuwachsuntersuchungen
F Dr. Otto Ulrich Bräker
1 9 9 2 WSL, Birmensdorf
Während ihrer Lebensspanne wachsen die Bäume und Sträucher vom Keimling zum ausgewach- senen Individuum heran. Dieses Wachstum ist gut fassbar, wenn wir periodisch die Baumhöhe, den Stammdurchmesser oder auch die Trieblängen messen und daraus die Zunahme in der Zeit bestimmen, zum Beispiel den jährlichen Durchmesserzuwachs auf Brusthöhe. Die Zuwachsgrössen sind von inneren und äusseren Faktoren abhängig: je nach Art, Rasse und Standort unterscheiden sich die Zuwachsleistungen über das gesamte Leben oder nur in einzelnen Lebensabschnitten.
Klima und Nälırstoffangebot variieren im Laufe der Zeit; die Witterung, das Umfeld von Krone und Wurzeln verändern sich im Laufe des Jahres. Schnee, Wind, Pathogene (Pilze, Insekten) und Gifte können Einbrüche im Zuwachs, allenfalls den Tod auslösen. Von Natur aus limitierend für das Wachstum sind - neben den Staııdortsfaktoreıı - die Konkurrenz durch Nachbarn um Stand-
raum und Nährstoffe sowie Alterungsprozesse. I
Im Wirtschaftswald ist der Forstmann bestrebt, die Konkurrenzkraft der qualitativ besten Stämme aktiv zu fördern. Konkurrenten werden genutzt, weniger vitale Bäume scheiden aus dem Hauptbestand aus oder sterben später gar ab.
'Erhebungen von Zuwachsgrössen
In der forstlichen Praxis sind die Messgrössen_
Baumhöhe, Stammdurchmesser, die Stamm- grundfläche (Basalfläche), das Schaftvolumen gebräuchliche Masszahlen für das Holzwachs- tum am lebenden Baum. Entsprechende Werte lassen sich nicht nur am Einzelbaum verfolgen, sondern sind auch .in Bezug zur Fläche als Summe eines Baumkollektivs wichtige forstli- che Produktions-Informationen (Biomasse). Im Forstbetrieb werden mit periodischen Inventu- ren vor allem die Stammzahl-, Volumen- resp.
Vorrats-Veränderungen und damit auch Zu- wachs-Datenerhoben. Diese bestimmen unter anderem auch die künftigen Nutzungen in den Beständen.
Zuwachsdaten für das Schaftwachstum lassen sich recht einfach an stehenden Bäumen durch Bohrspan-Entnahmen oder an Baumscheiben gefällter Bäume erheben. Die so ermittelten vieljährigen Zuwachskurven der Jahrring- breiten zeigen gut» die variierende kambiale Aktivität in der Vergangenheit an. Diese Schwankungen weisen auf die spezifischen Vitalitätsverhältnisse hin, belegen damit aber nur einen Teilaspekt der Lebenskraft des Baumes, das Dickenwachstum. '
Die klassische Rauchschadenforschung be- legte bereits nach der Jahrhundertwende in
Industrienähe die distanzabhängige Schad-Wír- kung von Immissionen auf das Baumwachstum.
Neuerdings hat die Forschung die Schadein- flüsse der heutigen komplexen Immissions- situation auf das Pflanzenleben im Freien zu bestimmen. Im Rahmen der Waldschaden- forschung stellt sich die Frage, ob sich die beobachteten Kronen-Unterschiede auch 'im Zuwachsverhalten widerspiegeln. `Welche zeit- liche Entwicklungen im Zuwachs lassen sich beobachten und sind allenfalls Rückschlüsse auf Beginn und Ursachen von Schäden aufgrund der Zuwachsmuster möglich?
Sofern die äusseren Einflussgrössen mit- erfasst oder dokumentiert sind, lässt sich deren Wirkung auf den Zuwachs direkt feststellen oder mit Modellen nachvollziehen. Andernfalls sind die Indizienschlüsse auf mögliche för- dernde oder hemmende Einflüsse in der Ver- gangenheit wenig gesichert.
Zuwachsdaten von Einzelbäumen in der Schweiz und in Nachbarländern
An der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) liegen viele Zuwachsdaten zum Stammwachstum von Einzelbäumen vor. Die Mehrheit dieser Daten ist jedoch im Rahmen der Waldschaden- forschung nicht direkt interpretierbar, weil die Zeitreihen Mitte der siebziger Jahre enden, auch für andere Fragestellungen erhoben wur- den oder keine ergänzenden Beobachtungen der Kronen oder anderer Vitalitätsmerkmale erfolg- ten.
56 _ FORUM für W_iSSgl'l 1992 Otto Ulrich Bräker Erfahrungen aus früheren Projekterızeigen,
dass die wichtigsten Unterschiede im Zuwachs- niveau der Bäume durch die Standortsgüte und die Bestandesstruktur gegeben sind. Die mar- kantestcn mittelfristigen Entwicklungen inner- halb eines Baumlcbens werden durch die Alte- rung, durch die Bestandesdynamik und Bewirt- schaftung ausgelöst, während die grössten kurzfristigen Zuwachs-Schwankungen vor allem durch die Witterung und eventuell plötzliche Schadeinwirkungen verursacht werden.
Grossräumige Untersuchungen
Der jährliche Waldschadenbericht 1988 der Schweiz belegt in ciner Zusammenstellung den Zusammenhang des Durchmesserzuwachses 1985 bis 1988 und der Kronenansprache 1988:
Für Fichten ergibt sich bei grösserem Nadelver- lust ein Trend zu kleinerem Zuwachs, aber auch Strafen ohne deutlichen Trend wurden ermit- telt. Für Buchen sind keine einheitlichen Ten- denzen ersichtlích, teilweise mangels genügen- der Probenanzahl. Zur langfristigen Zuwachs- Entwicklung fehlen hier aber Angaben.
Eine erste, für die Schweiz repräsentative Zuwachs-Erhebung mit Bohrkerncn erfolgte im Rahmen der Sanasilva-Inventur 1984. Wie auch analoge grossräumige Untersuchungen in Baden-Württemberg, Bayern, den Vogesen und dem französichen Jura für Nadelholz zeigen, unterschieden sich die Zuwachsmuster für Fichte und Tanne der verschiedenen Kronen- Schadklassen-Kollektive: Je spärlicher bekront, desto kleiner der Zuwachs, vor allem bei höhe- ren Schaclklassen.
Die Zuwachskurvcn für Nadelhölzcr fächern sich ab einem bestimmten Zeitpunkt auf. Zu- wachsreduktionen höherer Kronen-Schadklas- sen beginnen mit oder kurz nach einem witte- rungsbedingten Extremjahr (Trockenheit, Käl- tejahr, Frost). Je nach Holzart, Schadklasse und Gebiet liegt der Startpunkt für die Differenzie- rung jedoch bei anderen Jahren: Markante Peri- oden finden sich in den Dezenien der siebziger Jahre (1976, trocken), sechziger (1962/63, trok- kcn), fünfziger (1956, Winterfrost, Tanne), vier- zíger Jahre (1947/48, trocken, Folgejahr), teil- weise sogar zurück bis in die zwanziger Jahre (1921/22, trocken) oder ins letzte Jahrhundert.
Bei der Aufbereitung und Interpretation von Zuwachskurvcn für Baumkollcktive sind me- thodische Probleme zu berücksichtigen. Die Einflüsse dcr Alterung werden rechnerisch eliminiert; je nach gewähltem Verfahren (Inde- xierung) werden damit auch Unterschiede des Standorts und der sozialen Stellung berück- sichtigt. Alterungsprozesse und eine mögliche Schadensentwicklung verlaufen parallel. Die Modellierung des Alterseinflusses ist daher in
der Waldschadenforschung ein kritischer Ar-
beitsschritt. _
Alterungsbereinigte Zuwachsentwicklungen der «gesundem Bäume zeigen im Gegensatz zu spärlich bekronten in neuerer Zeit erhöhte Werte an. Aufgrund der Zuwachsreduktionen einzelner schwächerer Individuen im Bestand profitieren andere Bäume und steigern ihren Zuwachs teilweise kräftig. Werden die ver- schiedenen Kronen-Schadklassen entsprechend ihrer Anteile zu einer mittleren Zuwachskurve vereint. resultiert für Fichte eine leichte Zu- wachsstcigcrung. Für die Tanne verbleibt ein Einbruch nach 1956 bis in die siebziger Jahre, wie er bereits in frühen Untersuchungen zum
«Tannet'ıSterben›› im Berner Mittelland ermittelt wurde; anschliessend jedoch erholt sich der Zuwachs der Tanne auf normale Werte.
Die Zuwachsentwicklungen in schweizeri- schen Tcilgebieten Jura, Mittelland, Voralpen und Alpenraum widersprechen teilweise den für die ganze Schweiz ermittelten Verhältnis- sen. Einzelne Kronen-Schadklasscn unterschei- den sích untereinander nicht im Zuwachs oder sie erreichen in neuester Zeit wieder normale Zuwachswerte. Auch geschädigte Baumkollek- tive steigern mittelfristig ihren Zuwachs, Ein- zelbäumc sind kurzfristig zu massiven Erho- lungsleistungen fähig.
' Solche Befunde widerlegen die Interpreta- tion der Zuwachsrückgänge von Tcilkollektiven durch grossräumige, nicht stoff- oder quellen- spezifische Immissionseinwirkungen. Nahclie- gender ist die Erklärung der Zuwachscntwick- lungen mit den normalen Differenzierungsvor- gängenim Bestand nach natürlichem Stress.
Diese Differenzierung wird sich auch im Kro- nenzustand manifestieren. Immissions- oder Depositionswirkungen können durchaus zusätz- lich synergistisch wirken, ihre Unterscheidung von den starken natürlich verursachten Varia- tionen ist hcutc aber noch nicht möglich.
Zuwachsdaten aufgrund von Bohrkernen be- legen die Verhältnisse des Bestandes in frü- heren Zeiten nur mangelhaft. Die damalige so- ziale Stellung der ausgewerteten Bäume im Be- stand ist nicht bekannt; sie kann eine andere als die heutige sein. Auch fehlen in früheren Zu- wachsmítteln diejenigen Baumexcmplare, die abgestorben oder genutzt worden sind. Im Wirt- schaftswald ist jedoch anzunehmen, dass die verbliebenen Bäume schon damals zuwachsstar- ke, die ausgeschiedenen Bäume eher zuwachs- schwache Exemplare waren; das Zuwachs-Mit- tel würde daher in früheren Zeiten eher nach unten gedrückt, der steigende Zuwachs-Trend eher noch stärker betont. Veränderungen der Bestandesdichte sind ebenfalls mögliche Ursa- chen für diese Zuwachs-Trends
FORUM für Wissen 1992 Otto Ulrich Bräker l Ä 57
Lokale Untersuchungen, Fallstudien
An mehreren Orten wurden in Zusammenhang mit Vitalitätsfragen auch Fallstudien erarbeitet:
Orbe/VD, Baulrnes/VD, Yverclon/VD, Neuen- dorf/SO, Sihlwald/ZH", Zürichberg/ZH, Prat- teln/BL, Liestal/BL, Leventina/Tl, Wallis/VS u.a. Alle Studien bestätigen generell die oben genannten Tendenzen. Bei Fallstudien können geschädigte Kollektive gezielter gesammelt werden, sie sind eventuell überrepräsentiert; die Zuwachsmuster mit Rückgängen und Erholun~
gen werden damit sicherer ermittelt. Auch hier zeigen aber gezielte Auswertungen mit Aus- nahme der Tanne eher eine langfristige, leichte
Zuwachssteigerung der Bäume an. Sogar in bal- lungsraumnahen Föhren- und Eichenwäldern am Beispiel Berlin werden Zuwachssteigerun- gen belegt.
Zuwachsclaten von Beständen in der Schweiz und in Nachbarländern
Forst-Inventuren werden in Abständen von Dezenien erhoben. So ermittelte Zuwachsdaten haben eine geringe zeitliche Auflösung und können über Veränderungen meist nicht sofort
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Zuwachsverlauf verschiedener Baumarten in der Schweiz; altersbereinigte Jahrringdaten (Indizes) von herrschenden und mitherrschenden, über 40 Jahre alten Bäumen und jeweils entsprechende Glättungskurven mit Tiefpassfilter (Binomialfilter 31 Glieder): F
A = Mittelkurven für Fichte Schweiz, aufgeteilt nach den Kronen-Schadstufen O-10%, 15-25%, 30-60%
Nadelverlust (von oben nach unten). Sanasilva Wald- schaden-lnventur 1984.
B = Mittelkurve für Fichte Sihlwald, alle Schad~
stufen, letzter Messwert 1986, Fallstudie S-ihlwalcl 1990.
C = Mittelkurve für Fichte Schweiz, alle Schad- stufen, letzter Messwert 1983, Sanasilva Wald- schaden-Inventur 1984.
D = Mittelkurve für Tanne Sihlwald, alle Schad- stufen, letzter Messwert 1986, Fallstudie Sihlwalcl 1990.
E å Mittelkurve für Tanne Schweiz, alle Schadstufen, Sanasilva Waldschaden-Inventur 1984.
F = Míttelkurve für Buche Sihlwald, alle Schad- stufen, letzter Messwert 1986, Fallstudie .Sihlwald
1990. '
58 › FORUM für Wissen 1992 Otto Ulrich Bräker In der Schweiz ist im Rahmen des Landes-
forstinventars (LFI) eine Erstinventur ausge- führt, die zweite Erhebung ist geplant; landes- weit liegen noch keine Zuwachsdaten zur Inter- pretation vor. Aus den langfristig beobachteten ertragskundlichen Versuchsflächen der WSL zeigen sich auf Plenterflächen für Tanne keine Zuwachsveränderungen, in einzelnen Flächen liegen die letzten Werte zum Derbholzzuwachs über dem langfristigen Mittel. Auswertungen von einigen Betriebsinventuren im Mittelland belegen starke lokale Zuwachsunterschiede zwischen den Probeflächen; deren Erklärung mit natürlichen Ursachen ist fraglich, anderer- seits fehlen Daten zur Erklärung mit Immissio- nen.
Ausblick p
Schlecht benadelte Einzelbäume zeigen über Jahrzehnte zurückreichende Zuwachsreduktio- nen. Je nach Gebietswahl und Standort sind die Zuwachsmuster von Baumkollektiven in Bezie- hung zu Kronenzustand und Schadenshypothe- sen wiclersprüchlich. Die mittlere Zuwachs- entwicklung für Einzelbäume und Bestände belegt - abgesehen von spezifischen Aus- nahmen bei Tannen - keinen' Zuwachsrückgang, sondern eher Zuwachssteigerungen zu früher und früheren Generationen.
In Hypothesen werden als plausible Ursa- chen diskutiert: klimatische Verbesserungen aufgrund eines globalen Temperaturanstiegs, des Treibhauseffektes; günstigere Witterungs- verläufe, verbesserte Nährstoffversorgung durch forstliche Bewirtschaftung und CO2-Anstieg;
<<Düngung>› durch atmosphärische Depositionen (Stickstoff). Beweiskräftige Daten aus Unter- suchungen im Wald liegen noch nicht vor; zum einen sind die gesuchten Zusammenhänge als Signal zu schwach und durch andere kräftigere Einflüsse überdeckt, zum andern fehlen für diese Ansätze die notwendigen vielen und grossräumigen Datenerhebungen oder Experi- mente.
Die mit der Waldschadenforschung anvisier- ten ökosystemaren Veränderungen, als mögli- che Folge von Immissionen, lassen im allgemei- nen keine Zuwachseinbrüche erkennen. Viele Untersuchungen belegen mittelfristig verbes- serte Zuwachsverhältnisse. Die Wirkungen durch vermehrte Einträge auf die Waldernäh- rung und Produktionskraft bleiben aber auch für die Zuwachsforschung weiterhin ein aktuel- les Untersuchungsthema. Mögliche Risiken und negative Folgen dieser Prozesse auf spezifi- schen Standorten müssen verfolgt werden.
Weiterführende Literatur: ›
BECKER, M.; BRÄKER, O.U.; KENK, G.;
SCHNEIDER, 0.; SCHWEINGRUBER, FH., 1990:
Kronenzustand und Wachstum von Waldbäumen im Dreiländereck Deutschland-Frankreich-Schweiz in den letzten Jahrzehnten. AFZ 11: 263~274.
Sanasilva-Tagungsbericht, 1989: Waldwachstum und Waldschäden. Tagung ETH-Zürich vom 14.Juni 1989,
WSL. - J I
SCHLAEPFER, R.; HAEMMERLI, F., ,1990: Das
«Waldsterben›› in der Schweiz aus heutiger Sicht.
Schweiz. Z. Forstwes., 141, 3: 163-188.
SCHWEINGRUBER, F.H., 1983: Der Jahrring. Haupt, Bern. ›
