Brassel, P., & Stierlin, H. R. (1992). Terrestrische Waldschadeninventur (WSI). In B. Oester (Ed.), Berichte der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft: Vol. 334. Sanasilva Abschlussbericht (pp. 12-17). Eidgenössische Forschun

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2 Terrestrische Waldschadeninventur (WSI)

Peter Brasse/, Hans Rudolf Stier/in

2.1 Problemstellung

Anfangs der achtziger Jahre wurden in der Bundesrepu- blik Deutschland grossflächig Vitalitätseinbussen von Waldbäumen und das Absterben von Waldbeständen beobachtet; dies in Gebieten ausserhalb der klassischen, durch Immissionen bedingten Waldschadengebieten der Ostblockländer. Zur Abklärung der vermuteten Schädigung des Waldes durch unbekannte Ursachen wurde der Waldzustand und seine Veränderungen sy- stematisch beobachtet. Als einfach erfassbares Mass für die Baumvitalität drängte sich die Kronentransparenz auf, die in extremen Erscheinungsformen (Dürrständer sind tot, üppige Kronen gehören zu vitalen Bäumen) plausibel ist. Die Waldbeobachtung musste repräsenta- tiv und reproduzierbar sein. Seit 1985 ist die Sektion LFI der WSL mit der Durchführung der WSI betraut.

2.2 Ziel des Projektes

Die Sanasilva-Waldschadeninventurwurde für die gross- räumige Überwachung des Gesundheitszustandes und dessen Veränderungen konzipiert. Alljährlich werden die Kronen von repräsentativ ausgewählten Bäumen beur- teilt. Die Taxierung der Nadel-/Blattverluste basiert auf der Annahme, dass die Krone den Gesundheitszustand des Baumes widerspiegle. Die Waldschadeninventur ist im Schweizerischen Landesforstinventar (LFI) integriert und liefert sowohl Ergebnisse für die ganze Schweiz, wie auch für die Regionen Jura, Mittelland, Voralpen, Alpen und Alpensüdseite. Der Zustand des Gesamtwaldes wird nach Baumarten und Verlustklassen dargestellt.

Die Reproduzierbarkeit der Kronenansprache wird durch intensive Schulung und durch eingehende Kon- trolle der Feldaufnahmen gewährleistet.

Aussagen über kleinere Gebiete, insbesondere Kan- tone, sind nicht möglich. Auch über lokale Schadensitua- tionen können wegen des zu groben Stichprobennetzes keine Aussagen gemacht werden. Den Zielsetzungen entsprechend, ermöglicht die aktuelle Waldschadenin- ventur keine Ursachenerklärungen.

2.3 Methoden

Die Waldschadeninventur ist eine Stichprobenerhe- bung und wird jährlich von der Sektion Landesforst- inventar der Eidgenössischen Forschungsanstalt für

Wald, Schnee und Landschaft (WSL) organisiert und durchgeführt. Die Probeflächen liegen in einem quadratischen Vierkilometernetz, welches ein Teil des quadratischen Kilometernetzes des ersten Schweizerischen Landesforstinventars ist. Damit wird jede sechzehnte Stichprobe des Landesforstinventars bei der Wald- schadeninventur erfasst. Die Probefläche besteht aus zwei konzentrischen Kreisen mit 500 bzw. 200 m² Fläche. Auf dem kleineren Kreis werden alle Bäume mit einem Durchmesser von mindestens 12 cm in 1,3 m Höhe (Brusthöhendurchmesser) erfasst. Auf dem grös- seren Kreis werden nur Bäume mit einem Brusthöhen- durchmesser von über 35 cm taxiert. Die auf den Probeflächen erfassten Daten erlauben die Herleitung repräsentativer Ergebnisse für den gesamten Schwei- zer Wald sowie Aussagen über Regionen oder die häufigsten Baumarten.

Für die Berechnung der Anteile in den Verlichtungs- stufen wird jeder einzelne Baum mit dem Quadrat seines Durchmessers gewichtet. Dickere Bäume erhalten somit grösseres Gewicht. Diese Gewichtung ist deshalb sinnvoll, weil dickere Bäume eine grössere Fläche beanspruchen und für den Bestand und die Stabilität des Waldes von grösserer Bedeutung sind.

Das für sämtliche europäischen Waldschadenin- venturen gewählte Merkmal zur Beurteilung des Ge- sundheitszustandes eines Baumes ist der in der Pro- blemstellung erwähnte Nadel- respektive Blattverlust.

Als Hilfsmittel zur Schätzung des Nadel-/Blattverlustes dient eine Farbfotoserie von Kronenbildern, die seit 1986 verwendet wird (MÜLLER und STIERLIN 1990). Die Bilder werden zur vergleichenden Beurteilung der Baum- kronen benutzt.

Die Kronenverlichtung der Bäume wird zunächst gesamthaft geschätzt (alle Verluste). Sind in den Baum- kronen Schäden mit bekannter Ursache festzustellen, wird ihr Anteil am gesamten Nadel- bzw. Blattverlust geschätzt und vom Gesamtverlust abgezogen. Im vor- liegenden Bericht werden nur Nadel-/Blattverluste mit unbekannten Ursachen ausgewiesen.

2.4 Projektablauf

Am Anfang aller Erhebungen über die Kronenverlich- tung im Schweizer Wald stand 1983 eine Umfrage beim schweizerischen Forstdienst. Diese Umfrage war aber

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in keiner Weise repräsentativ und spiegelte lediglich die Meinung der Waldbewirtschafter. Die 1983 ausgewie- sene Situation kann aber in keiner Weise mit den nachfolgenden, systematischen Inventuren verglichen werden.

Zu Beginn der grossräumigen Kronenbeobachtung im Schweizer Wald wurde eine Inventur mit geklumpten Stichproben (Trakte) im öffentlichen und erschlossenen Wald etabliert. Diese Traktinventur erlaubte damals eine schnelle Beantwortung der Frage nach den Kro- nenverlichtungen in der Schweiz. Das später eingerich- tete System war allerdings mit der Traktinventur nicht vergleichbar.

für die Feldaufnahmen. Mit diesem grossen Aufwand wird eine gut reproduzierbare Kronenansprache erreicht.

Die Häufigkeitsverteilungen in den erfassten 5-Pro- zent-Klassen werden für die internationale Vergleich- barkeit und für die Verbesserung der Anschaulichkeit in Schadstufen klassiert (Tab. 1).

Tab. 1. Bezeichnung der Schadstufen aus den 5-Prozent- Klassen der einzelbaumweisen Beurteilung der Nadel-/Blatt- verluste

Nadel-/Blattverlust In den Jahren 89-91 Stufe in Prozenten verwendete Bezeichnung

Seit 1985 wird die WSI in einem quadratischen Vierkilometernetz durchgeführt; dieses ist Teil des quadratischen Kilometernetzes des Landesforstinventars.

0,5, 10 15,20,25

30-60 65-95 100

tmgeschädigt 0

Warnstufe

(schwach geschädigt) 1 mittelstark geschädigt 2 stark geschädigt 3

abgestorben 4

Die Feldaufnahmen wurden jeweils mit fünf bis sechs Aufnahmegruppen und einer bis zwei Kontrollgruppen im Juli und August durchgeführt. Die Taxatoren_ wurden in lnstruktionskursen eingehend für ihre Arbeit ausge- bildet. Der Ausbildungs- und Kontrollmodus erfuhr in den sechs Inventuren wesentliche Verbesserungen. Für die Schulung stehen neun permanent angelegte Wald- schadenparcours in allen Landesteilen zur Verfügung.

Der Zustand und die Entwicklung der Baumkronen werden jährlich festgestellt. Der Schulungs- und Trai- ningsaufwand der Aufnahmegruppen umfasste 1991 schliesslich rund einen Viertel der gesamten Arbeitszeit

Nadel-/Blattverluste von 15, 20 und 25 Prozent werden gemäss internationalen Konventionen in der Verlichtungsstufe «Warnstufe» zusammengefasst. Der nationale und regionale Gesamtschaden wird als Anteil der Bäume mit mehr als 25 Prozent Nadel-/Blattverlust (Schadstufen 2-4) dargestellt. Damit ist gewährleistet, dass die Daten international vergleichbar sind. Die gleich- Tab. 2. Die Waldschadeninventuren im Schweizer Wald im Überblick

Jahr Erhebungsmethode Datenumfang Inventurergebnisse

Nadel-/ Nadel-/

Blattverlust Blattverlust

> 10% >25%

1983 Umfrage bei den Revierförstern, nicht 1429 Fragebogen 14% der Bäume kränkelnd, vergleichbar mit den Inventuren 1984-1990 krank, absterbend oder tot

1984 Traktinventur im öffentlichen und erschlossenen 371 Trakte, 34% 8% nicht vergleichbar

Wald (= 48% der Waldfläche der Schweiz) 26927 Bäume mit Umfrage

1985 Wiederholung der Traktinventur von1984 im 361 Trakte, 34% 5%

öffentlichen und erschlossenen Wald, 25467 Bäume erste Aussage Ober Entwicklung

1985 LFl-Einzelstichproben; erste Inventur 766 Probeflächen, 36% 8% nicht direkt vergleich-

im gesamten Schweizer Wald 8065 Bäume bar mit Traktinventur

1986 LFl-Einzelstichproben; zweite Inventur im 766 Probeflächen, 50% 13%

gesamten Schweizer Wald; erste Aussage 8059 Bäume Ober Entwicklung im gesamten Wald

1987 LFl-Einzelstichproben; dritte Inventur 766 Probeflächen, 56% 15%

im gesamten Schweizer Wald 8068 Bäume

1988 LFl-Einzelstichproben; vierte Inventur 766 Probeflächen, 43% 12%

1989 LFl-Einzelstichproben; fünfte Inventur 766 Probeflächen, 43% 12%

1990 LFl-Einzelstichproben; sechste Inventur 766 Probeflächen, 61% 17%

1991 LFl-Einzelstichproben; siebte Inventur 766 Probeflächen 68% 19%

Ber. Eldgenöss. Forsch.anst. Wald Schnee Landsch. 334, 1992

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zeitige Darstellung der Schadstufen 1 bis 4 und 2 bis 4 ermöglicht den Vergleich der Resultate mit den Wald- schadeninventuren aus früheren Jahren.

Neben den Nadel-/Blattverlusten wurden auf der Probefläche verschiedene zusätzliche Merkmale erho- ben, die den Bestandesaufbau und die Wuchsbe- dingungen beschreiben. Die Aufnahme anderer Schäden mit bekannten Ursachen wie zum Beispiel Holzernte, Insekten oder Pilze, Wind, Steinschlag usw. soll beim Vergleich der Zustandsentwicklung die Differentialdia- gnose erleichtern.

Der Aufwand für die Feldaufnahmen der Waldscha- deninventur wurde vom Sanasilva-Programm gedeckt.

Der infrastrukturelle Aufwand wie Fahrzeuge und insbesondere Organisation, Ausbildung, Kontrolle, Datenauf- bereitung, Auswertung, statistische Analysen und Be- richterstattung wurden mit LFl-Krediten gedeckt (Tab. 2).

2.5 Aktivitäten

Die Durchführung der landesweiten WSI bedingt die periodische Überprüfung und zweckmässige Erweite- rung des Merkmaikataloges, die Präzisierung der Auf- nahmeanleitung, die Erweiterung der Bildbasis für die Kronenansprache, die Intensivierung der Ausbildung der Aufnahmegruppen, Verbesserungen betreffend Daten- erfassung und Plausibilitätskontrolle. Die Reproduzier- barkeit der Kronenansprache konnte mit einer laufend verbesserten Anlage der Kontrollproben quantifiziert

Anteile in Prozenten 100

werden. Die Qualität der Kroneninventur konnte mit diesen Massnahmen auf einen guten Stand gehoben werden. Bei der Ansprachemethode wurde besonders auf die Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit früheren Inventuren geachtet.

Die Methoden der schweizerischen WSI ist mit dem ECE-Standard kompatibel. Die permanenten internationalen Kontakte gewährleisten die Vergleichbarkeit der Kronenansprachen zwischen den europäischen Ländern.

Vom guten methodischen Standard der landesweiten WSI profitieren die Kantone mit eigenen, verdichteten Inventuren hinsichtlich Bildmaterial, Ausbildung, Kontrolle und Auswertung. Die kantonalen WSI benutz- ten dieselben permanenten Probeflächen wie die lan- desweite Inventur und beurteilten dort die gleichen Bäume.

2.6 Ergebnisse

Die Resultate der WSI wurden in den Jahren 1984 bis 1991 in den Waldschadenberichten jährlich der Öffent- lichkeit vorgestellt (Abb. 1-4). Dem Ziel der Inventur entsprechend, stehen Zustand und Entwicklung der Kronenverlichtungen im Vordergrund. Die Resultate werden als Anteile in den Schadstufen für das ganze Land, die fünf forstlichen Grossregionen Jura, Mittel- land, Voralpen, Alpen und Alpensüdseite sowie für die Hauptbaumartgruppen dargestellt.

90-+--____,l--- -+--- +---+- --+---4 10-+----l---+---+----+--6-1-+--....:.,.,:J

40 30 20 10 0

1985 1986 1987 1989 1990

- - - Bäume mit Nadel-/Blattverlusten von 15 bis 100% (Stufen 1-4) Bäume mit Nadel-/Blattverlusten von 30 bis 100% (Stufen 2-4) Abb. 1. Gewichteter Anteil geschädigter Bäume 1985-1991 in Prozenten.

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Nicht-Berggebiet

Berggebiet

Anteile in Prozenten

90-+---+----+----+----+----+----I 80-+----+----+----+---+----+---t 60-+----+----+----+----+----+---....i 50 ; - - - - + - - -_:.:: - - - < > - - - - t - - - -

40

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991

Anteile in Prozenten

100-r---...,...--... ----.---.---.----.

90-+----+----+---+---+---+---·

80-t----+---t----+---+----+--7f 60-+---

50

20 10 0

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991

- - - Bäume mit Nadel-/Blattverlusten von 15 bis 100% (Stufen 1-4) Bäume mit Nadel-/Blattverlusten von 30 bis 100% (Stufen 2-4) Abb. 2. Gewichteter Anteil geschädigter Bäume im Nicht-Berggebiet und im Berggebiet in den Jahren 1985-1991.

1988 1989 1990

Laubbäume

67 68 45 35

c::::J

0-10% Blattverlust 1:,:,:,:,:,:,:4 15-25% Blattverlust - 30-60% Blattverlust - > 60% Blattverlust

Stufe

o

Stufe 1 Stufe 2 Stufen 3 und 4

Abb. 3. Vergleich der gewichteten Verlustprozentanteile 1985- 1991 für die Laubbäume.

1988 1989 1990 1991

Nadelbäume

61 48

52 53 37 31

c::::J

0-10% Nadelverlust

f:::::::,:,::::::! 15-25% Nadelverlust

- 30-60% Nadelverlust - > 60% Nadelverlust

Stufe O Stufe 1 Stufe 2 Stufen 3 und 4

3 2 2

Abb. 4. Vergleich der gewichteten Verlustprozentanteile 1985- 1991 für die Nadelbäume.

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Die Ergebnisse der Waldschadeninventur haben für die Forstpolitik auf Bundesebene in den vergangenen acht Jahren grosse Bedeutung erhalten und beeinflussten die damals laufende Umweltschutzgesetzgebung.

Die Erklärung der Ursachen der Veränderungen der Kronenverlichtungen ist mit einer Grossrauminventur nicht möglich. Die für die Jahre 1992 bis 1995 geplante Erweiterung der Waldschadeninventur durch Immis- sions- und Depositionsmessungen soll es erlauben, Hypothesen über Ursache-Wirkungsbeziehungen her- zuleiten.

Für Aussagen über den Waldzustand auf Kantons- ebene verdichteten verschiedene Kantone das landes- weite Vierkilometernetz auf eine jeweils den Bedürfnis- sen entsprechende Dichte (Tab. 3).

Tab. 3. Verzeichnis der Kantone, die in den Jahren 1985 bis 1991 eine WSI durchgeführt haben

Jahr AG BE FR GR LU NE SG SH TG Tl VD ZH

1985

. . . . . . .

1986

. . . . . . . . .

1987

. . . . . . .

1988

. . . . . . . . .

1989

. . . . .

1990

. . . . . . .

1991

. . . .

Im Nationalpark wurden zwei Inventuren im Kilome- ternetz gemacht. Im Fürstentum Liechtenstein wurde 1985 eine WSI durchgeführt. Die Zusammenarbeit zwischen den Kantonen und der Projektleitung WSI gestaltete sich intensiv und umfasste neben der grund- legenden methodischen Koordination die Ausbildung der Aufnahmegruppen, die Kontrolle im Vergleich mit den jeweiligen Proben der landesweiten Inventur, die Datenvorgabe aus dem LFI, die Datenaufbereitung, Datenverwaltung und die Auswertung. Die Durchfüh- rung der Inventur und die Berichterstattung oblag den beteiligten Kantonen.

2.8 Mitarbeiter

Die Feldaufnahmen im Juni, Juli und August erforder- ten die Rekrutierung von sieben bis acht temporär angestellten Aufnahmegruppen. Insgesamt waren im Lauf der Jahre 1985 bis 1991 52 Personen in den Feldaufnahmen tätig. Für die Entwicklung der Metho- den, Planung, Organisation, Ausbildung, Kontrolle, Auswertung, Berichterstattung und Koordination waren die Mitarbeiter der Sektion Landesforstinventar zuständig, es sind dies namentlich:

Rochus Faderer

Feldaufnahmen, Instruktion 1988-1989 Hans Gfeller

Feldaufnahmen, Instruktion 1985-1987 Karin Hägi, Datenverarbeitung 1985-1988 Dr. Markus Keller, Datenverarbeitung 1989-1991 Felix Mahrer

Gesamtleitung 1985-1989

Viktor Oeschger, Datenverarbeitung 1985-1987 Markus Raths

Feldaufnahmen, Instruktion 1990-1991 Andreas Schwyzer

Feldaufnahmen, Instruktion 1988-1991 Hans Rudolf Stierlin

Leitung Feldaufnahmen, Methoden-

entwicklung für die Kronenansprache 1985-1991 Giorgo Walther

Feldaufnahmen, Instruktion 1985-1987 Johann Wey, Datenverarbeitung 1988-1991

2.9 Publikationen

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KOHL, M.; GERTNER, G.: GeostatistischeAuswertungsmöglich- keiten für Waldschadeninventuren: Methodische Überle- gungen zur Beschreibung räumlicher Verteilungen. Ein- gereicht zur Veröffentlichung im Forstwissenschaftlichen Centralblatt.

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STIERUN, H.R.; WALTHER, G., 1986: Terrestrische Waldscha- deninventur, Aufnahmeanleitung. Birmensdorf, Eidge- nössische Anstalt für das forstliche Versuchswesen. In- terner Bericht, 53 S.

STIERLIN, H.R.; WALTHER, G., 1988: Terrestrische Waldscha- deninventur, Aufnahmeanleitung. 3. Aufl. 1988. Birmens- dorf, Eidgenössische Anstalt für das forstliche Versuchs- wesen. Interner Bericht, 54 S.