Das Landesforstinventar der Schweiz

Eidgenössische Anstalt

für das forstliche Versuchswesen CH 8903 Birmensdorf

Institut federal

de recherches forestieres CH 8903 Birmensdorf lstituto federale di ricerche forestali CH 8903 Birmensdorf Swiss Federal Institute of Forestry Research CH 8903 Birmensdorf

Januar1983 Nr.247

Berichte Rapports Rapporti Reports

Oxf.: 524.61 : 587 : (494)

Felix Mahrer, EAFV

Christoph Vollenweider, BFF

Das Landesforstinventar der Schweiz

BFF EAFV

Die Verwirklichung des Landesforstinventars

ist eine gemeinsame Aufgabe des Bundesamtes für Forstwesen (BFF) und der Eidgenössischen Anstalt für das forstliche Versuchswesen (EAFV).

A 21107

Die Verantwortung für den Inhalt der vorliegenden Publikation tragen diese beiden Bundesstellen gemeinsam.

Herausgeber:

Dr. W. Bosshard, Direktor

Am 12. August 1981 beschloß der Bundesrat, dem Konzept eines Landesforstinventars (LFI) mit Ge- samtkosten von 7,5 Mio Franken zuzustimmen und zu diesem Zwecke einen Verpflichtungskredit von 6,5 Mio Franken für fünf Jahre zu bewilligen. Mit der wissenschaftlich-technischen Durchführung be-

traute er die Eidgenössische Anstalt für das forst- liche Versuchswesen (EAFV). Das Bundesamt für Forstwesen (BFF) erhielt den Auftrag, die Erstel- lung des Inventars zu begleiten, die Koordination mit allen Interessierten zu übernehmen sowie diese um einen Beitrag von mindestens einer Million Franken anzugehen.

Mit diesem Bundesratsbeschluß wurde eine erste wichtige Hürde auf dem Weg zur Realisierung des Landesforstinventars genommen.

Leitung Organisation 1 nterpretation Auswertung Publikation

terrestrische Stichproben 3,1 Mio Fr. (41,3%)

enstich proben

1,9 Mio Fr. (25,3%)

Abbildung 1

Das Budget für die Durchführung der ersten Phase des Lan- desforstinventars auf der Berechnungsbasis des Bundesrats- beschlusses 1981.

1 Geschichtlicher Rückblick

Die Vorphase

Die Idee eines generellen Waldinventars wurde zum ersten Mal von Prof. Dr. A. Kurt anläßlich des Schweizerischen Wald- und Holztages 1956 vorge- bracht und 11 Jahre später von der Konferenz der kantonalen Forstdirektoren wieder aufgenommen.

In der Folge bearbeitete eine Arbeitsgruppe mit Beteiligung des damaligen Oberforstinspektorates (OFI), der EAFV, des Schweizerischen Verbandes für Waldwirtschaft sowie der Forstwirtschaftlichen Zentralstelle dieses Projekt soweit, daß es 1970 dem Vorsteher des E idg. Departementes des Innern vorgestellt werden konnte. Nach der grundsätz- lichen Zustimmung durch die Kantonsoberförster im März 1970 nahm der Bundesrat auf Vorschlag des OF I die Erstellung des Landesforstinventars in die Regierungsrichtlinien 1971-1975 auf und betraute die EAFV mit den Vorbereitungsarbeiten.

1973 wurde die Abteilung „Landesforstinventar"

an der EAFV gegründet.

Die Entwicklung des Inventurkonzeptes

Der erste umfassende Konzeptentwurf war 1974 fertiggestellt. Da man die Kantone als Aussage- einheiten bestimmte, wurde mit einem dichten Stichprobennetz und einer Gesamtaufnahmezeit von 12 Jahren gerechnet. Eine umfassende Diskus- sion an der Kantonsoberförsterkonferenz ( KO K) 1975 sowie zahlreiche Anregungen, Änderungs- und Reduktionswünsche weiterer interessierter Kreise der Wald- und Holzwirtschaft führten zur Überarbeitung und schließlich 1977 zu einem be- reinigten Konzept, welches als Grundlage für den Großversuch Nidwalden diente (Aufnahmen 1977 bis 1979).

Die KOK vom 6. März 1981 nahm schließlich vom definitiven Konzept des LFI unter Berück- sichtigung der beschränkten finanziellen Möglich- keiten zustimmend Kenntnis.

Das nun in Ausführung begriffene LF I umfaßt als Aussageeinheit die ganze Schweiz. Eine zweite Phase wird mehr und vertiefte Aussagen auf der Stufe „Kanton" erlauben. Zu gegebener Zeit ist für beide Phasen eine Wiederholung vorgesehen. Der vom Bundesrat bewilligte Kredit bezieht sich allein auf die Erstaufnahmen im ganzen Land.

Auf dem langen Weg des LF I ist man immer mehr von der ursprünglichen Idee eines intensiven, alles umfassenden Waldinventars abgerückt und hat das Maximal- zu einem Optimalprogramm redu- ziert, das die Erreichung der wichtigsten Ziele, be- zogen auf die ganze Schweiz, garantiert.

5

2 Ziele des Landesforstinventars

Das schweizerische Landesforstinventar bildet eine tragfähige Grundlage für die Forstpolitik auf Bundes- ebene. Nur umfassende, nach einheitlichen Gesichtspunkten erworbene Kenntnisse über Zustand und Entwicklung des Schweizer Waldes ermöglichen es dem Bund, aber letztlich auch den Kantonen, die Wirksamkeit ihrer bisherigen und die Ziele ihrer zukünftigen Tätigkeiten zu überprüfen. Es gilt einerseits, im Zeichen des sich laufend wandelnden wirtschaftlich-politischen Umfeldes die bisher getroffenen Maß- nahmen im Bereiche der traditionellen Wald- und Holzwirtschaft zu überdenken, und anderseits, für kommende Auseinandersetzungen mit wichtigen, gesamtschweizerischen Fragen wie Raumplanung und Landesversorgung gewappnet zu sein. Das Landesforstinventar ist deshalb eine nationale Aufgabe.

Lücken in der bisherigen Datenerfassung

In der Forstwirtschaft werden seit langer Zeit zahl- reiche Daten gesammelt und gespeichert. Sowohl Forstbetriebe als auch private Verbände ermitteln periodisch Zahlen über die Wald- und Holzwirt- schaft, die kantonale und bundeseigene Stellen publizieren. Von der EAFV durchgeführte Unter- suchungen haben aber erhebliche Lücken in der bisherigen Datenerfassung aufgezeigt, die zum einen auf die unterschied I ichen Erhebungsmetho- den, zum andern auf die Nichterfassung großer Teilbereiche - zum Beispiel des Privatwaldes, der auf etwa 30 Prozent der Waldfläche mehr als 40 Prozent der Holzproduktion erbringt - zurück- zuführen sind.

Es ist nicht möglich, aus den verschiedenen vorhandenen Grundlagen ein LF I zusammenzu- stellen, das die erforderlichen Informationen zu bieten vermag und geeignet wäre, Entwicklungen aufzuzeigen. Eine von Grund auf überdachte Erhebung ist wesentlich rationeller als die Ergän- zung und Aufbereitung zahlreicher und unzweck- mäßiger, jeweils für besondere Teilziele erstellter Statistiken.

Möglichkeiten und Grenzen

Das Landesforstinventar muß wiederholt durch- geführt werden. Die Erstaufnahmen umfassen nur den heutigen Zustand des Schweizer Waldes, nicht aber seine Entwicklung. Über Zu- und Abnahme der Waldfläche in der Schweiz können beispiels- weise erst nach Folgeaufnahmen Aussagen gemacht werden. Die Aussagegenauigkeit genügt für die Stufen „ Land'; ,,Großregion" und „größere Kan- tone''. Keine gesicherten Ergebnisse sind für den Forstkreis oder gar den Betrieb möglich. Die ge- wählte Methode hat den großen Vorteil, für bei iebig gewählte Regionen ausreichender Größe Informa- tionen zu liefern. Zum Beispiel wird es möglich sein, Vorrat und Nutzungspotential allerWaldungen um Luzern in einem Umkreis von 50 km zu berech- nen.

Das LFI ist ein Instrument zur Beschaffung von Unterlagen, wie sie zur Behandlung und Lö- sung von forstpolitischen Problemen erforderlich sind. Erst die aufgrund der LFl-lnformationen getroffenen, forstpolitischen Maßnahmen kommen dem einzelnen Betrieb zugute.

Waldfläche und Waldzustand

Das LFI liefert bisher fehlende aber notwendige Daten für die Walderhaltungs- und Waldförderungs- politik. Erstmals wird mit einer einheitlichen Wald- definition die Waldfläche gesamtschweizerisch erhoben. Eine Folgeaufnahme wird Aussagen über die Wa ldf lächenveränderu ngen zu lassen. Bisher war man - gerade bei Auseinandersetzungen mit der Landwirtschaft und im Rahmen der Raumpla- nung - nur auf Vermutungen und Schätzungen

angewiesen. Das LF I wird, bezogen auf die ganze Waldfläche der Schweiz, Aussagen über• den Ge- sundheitszustand des Waldes ermöglichen, welcher bis heute, wenn überhaupt, nur lokal erfaßt wird.

Mit den Angaben über Erschließungsgrad und -zustand sowie über Struktur und Zustand des

Waldes werden Grundlagen zur optimalen Verwen-

dung der öffentlichen Geldmittel geschaffen.

....

Reproduziert mit Bewilligung des Bundesamtes für Landestopographie vom 21.1.1983 Abbildung 2

Luftbildausschnitt Rüthi SG.

Die Erfassung der Waldflächenveränderungen setzt eine Walddefinition mit meßbaren Kriterien voraus. 7

Erfassung des Nutzungspotentials

In der Schweiz steht einer totalen Nutzungsmenge von rund 4 Mio m³ ein Verbrauch von etwa 6 Mio m³ (Rundholzäquivalente) gegenüber. Der Bedarf der einheimischen Holzindustrie kann somit durch die lnlandnutzung nicht gedeckt werden.

Unser Land wird in absehbarer Zukunft vermehrt auf einheimisches Holz angewiesen sein, weil welt- weit ein Holzmangel bevorsteht. Dazu können

Krisenzeiten kommen, in denen dem Energieträger und Industrierohstoff Holz größte Bedeutung zukommt.

Wir wissen zwar, daß das Nutzungspotential des Schweizer Waldes größer ist als die gegen- wärtig bezogene Nutzung. Schätzungsweise 40 Pro- zent der Waldungen werden heute, unter anderem wegen ungenügender Erschließung, nicht genutzt.

Genauere Kenntnisse darüber, in welchen Regionen wieviel Holz in welcher Zeit und mit welchem technischen und finanziellen Aufwand genutzt werden kann, ist für die Ausgestaltung der Forst- und Holzwirtschaftspolitik in normalen Zeiten und besonders bei plötzlich eintretenden Mangel- lagen unerläßlich. Im LFI werden die Höhe und die Verfügbarkeit des Nutzungspotentials im Schweizer Wald erfaßt.

Die Beurteilung der Waldfunktionen

Für die Beurteilung der Waldfunktionen bzw. Wald- leistungen sind Merkmale, die auf der Waldstich- probe erhoben werden (z.B. Entwicklungsstufe), andere, die auf die Waldstichprobe bezogen werden (z.B. Distanz zur nächsten lastwagenbefahrbaren Straße) und solche außerhalb des Waldes, die auch außerhalb des Waldes zu erheben wären (z.B. Be- rücksichtigung eines zu schützenden Objektes, zu erwartende Schneemenge über der Waldgrenze), von Bedeutung. Die Erhebungen im Rahmen des LFI sind auf die Waldfläche und innerhalb dieser auf Stichproben beschränkt. So werden im LF 1 lediglich jene Teilaspekte einer Waldleistung erfaßt, die innerhalb der Waldfläche im Rahmen einer Stichprobeninventur beurteilt werden können.

Diese im LFI erfaßten Teilaspekte sind mit den speziellen Anforderungen, die von außen an den Wald gestellt werden (z.B. raumplanerische Über-

legungen zum Schutze einer Verkehrsachse) in Beziehung zu bringen. Diese Beziehung herzu- stellen, bzw. die verschiedenen Teilaspekte zu über- lagern, ist Sache des Anwenders der LF !-Daten.

Im LFI werden zu folgenden Waldleistungen Teilaspekte aus der Zustandserfassung abgeleitet:

Waldleistung abgeleitet aus

Rohstoffunktion Standortsbonität, vorhandenem Vorrat, möglicher Nutzung, Ver- fügbarkeit der Nutzung

Schutzfunktionen Topographie, Grob- und Fein- relief, Bestandesaufbau (Wald- typ, Entwicklungsstufe, Mi- schungsgrad, Struktur) Erholungsfunktion Topographie, Grobrelief,

Bestandesaufbau, Waldzustand, Erschließung, Zivilisations- spuren

3 Methoden der Informationserhebung

Die Inventurmethode LFI hat sich nach dem Informationsbedarf und den erforderlichen Genauigkeiten für die gewünschten Informationen, bezogen auf die Größe der Aussageeinheiten, zu richten. Ausgehend von diesen allgemeinen Inventurzielen stellt sich zunächst die Frage, ob die Methode von anderen, bestehenden Großrauminventuren im Ausland übernommen werden kann. infolge unterschiedlichen Informations- bedarfs (Erfassung von Entwicklungen), verschiedener Wald- und Erschließungsverhältnisse und spezieller erhebungstechnischer Randbedingungen (es steht gutes und aktuelles Luftbild- und Kartenmaterial zu Verfügung) war die Übernahme einer bereits praktizierten Inventurmethode nicht möglich. Bei der Er- arbeitung einer geeigneten Inventurmethode für das LFI waren nicht nur die vom Bundesrat beschlossene erste Zustandserhebung, sondern auch die beabsichtigten Folgeinventuren zu berücksichtigen. Es war Auf- gabe der Methodenforschung, ein Inventurverfahren LFI zu entwickeln, das die Erreichung der Inventur- ziele mit den geringsten Kosten erlaubt.

Diese Optimierungsaufgabe ist komplex. Die gewünschten Informationen umfassen ein breites Spek- trum, und oft ist nur eine gutachtliche Wertung dieser Informationen möglich. Die Inventurmethode, die alle Informationsbedürfnisse gebührend berücksichtigt, ist ein Kompromiß (z.B. würde eine Flächenerfas- sung allein eine andere Inventurmethode erfordern als eine Vorratsinventur). In diesem Sinne ist die Optimierung nicht als bloße Rechenaufgabe zu verstehen.

Zur Abklärung verschiedener methodischer Probleme im Rahmen des Inventurkonzeptes wurde im Kanton Nidwalden eine Versuchsinventur durchgeführt, die das ganze Kantonsgebiet umfaßte. Die gewählte Inventurmethode für die Durchführung des LF I ist somit nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch abgestützt. Aus den Ergebnissen für diesen vielfältigen Kanton konnten die notwendigen Daten- grundlagen für die Inventurmethode gewonnen werden. Die Grundsätze dieser Inventurmethode LFI

sollen, ausgehend von den entsprechenden Inventurzielen, in der Folge dargestellt werden.

Abbildung 3

Feldequipe bei der Einmessung der Probebäume auf der terrestrischen Stichprobe. 9

,.

Der Informationsbedarf - eine Zusammenstellung der wichtigsten Informationen aus dem LFI

Sachgebiete

Waldfläche Waldaufbau

Waldzustand

Vorrat

Verj üngu ngsverhä ltn isse

Bestandesstabilität

wichtige Merkmale im Zusammenhang mit den genannten Sachgebieten

Wald/Nichtwald, Waldtypen, Nutzungskategorien (Blößen, Straßen usw.) Waldtypen, Waldformen, Bestandesdaten, (Entwicklungsstufe, Alter,

Mischungs-und Schlußgrad, Struktur), Baumarten, Stammzahlen, Vorratsdaten waldbaulicher Zustand, Schäden und Krankheiten, genutzte/nicht genutzte

Flächen

Tarife (BHD, D7, Baumhöhen), nach Baumarten, Qualitätsklassen, Sorti- menten gegliedert; Schäden und Krankheiten

Stammzahlen, Baumarten, Verjüngungsarten, Wildschutzmaßnahmen, Wild- schäden, andere Schäden

Bestandesdaten, Vitalität, Kronenform, waldbaulicher Zustand, Schäden und Krankheiten;

anhand einer gutachtlichen Ansprache wird die Stabilitätsrelevanz der genannten Merkmale bestimmt (Modellbildung)

Standort, Standortsbonität Höhenlage, Exposition, Neigung, Relief, Grobregionen;

Bestimmung der Standortsbonität als Auswertung der genannten Merkmale Bestandesbonität Bestandesdaten, Vorratsdaten als Eingangsgrößen in die Ertragstafeln Eigentumskategorien öffentlich/privat nach diversen Kategorien

Erschließungsverhältnisse Straßendichten nach Straßenkategorien, Transportentfernungen Rückeverhältn isse Rücked istanzen, differenziert nach R ückemethoden

Nutzungsprognose Vorratsdaten, Baumarten, Bestandesbonitäten, Stammzahlen, Bestandesdaten, Schicht-und Kronenklassen, Schäden und Krankheiten

Verfügbarkeit der Nutzung Erschließungs- und Rückeverhältnisse, Bedingungen für die Holzernte ( Behinderungen), Bestandes- und Vorratsdaten

0

Wie genau soll eine gewünschte Information sein?

Die Planung einer Stichprobeninventur muß in erster Linie davon ausgehen, wie genau bestimmte Schlüsselinformationen geschätzt werden sollen. ¹ n diesem Zusammenhang wird die Genauigkeit mit der noch zulässigen Abweichung von einem „wah- ren" Wert, dem „Standard'; ausgedrückt. Je zahl- reicher die Stichproben, desto mehr nähern wir uns

dem wahren Wert. Das Fehlerprozent (zu erwar- tende positive oder negative Abweichung in Pro- zenten des „wahren" Mittelwertes) für die Schätzung einer solchen Schlüsselinformation ist abhängig von der Stichprobendichte und dem Ausmaß der zu schätzenden Information.

Mio m³ Gesamtvorrat

0 0 LO

0 0

0 0

(V) N

5

0 0

10

0

LO LO

N

15

o_

0

20 o_

LO

LO_

N

25

0 o_

30

0 LO

ci

LO N

6

35 Fehlerprozent mit p = 95%

Abbildung 4

Zu erwartender Fehler für den nach Kantonen geschätzten Gesamtvorrat. Als Berechnungsbasis wurde ein terrestrisches Stichprobennetz in einer Dichte von einer Stichprobe je Quadratkilometer angenommen. 11

Mit der Genauigkeitsanforderung verknüpft ist die Frage nach dem „Wert" einer Information, also die Frage nach dem Beitrag einer solchen Informa- tion zur Behandlung und Lösung forstpolitischer Probleme. Häufig wird ein unstratifiziertes Gesamt- ergebnis wenig aussagekräftig sein. So ist zum Bei- spiel eine Differenzierung zwischen Wald in priva- tem Eigentum und öffentlichem Wald in forst- politischer Hinsicht meist von großer Bedeutung.

Mit zunehmender Differenzierung einer Informa- tion nimmt die Zahl der für die Auswertung zur Verfügung stehenden Stichproben ab, und damit steigt der Fehler.

Am Beispiel der Vorratserhebung zeigt Abbil- dung 5:

- je kleiner die Fläche, desto größer der prozen- tuale Fehler;

- je feiner die Aufgliederungen nach Vorrats- kategorien, desto größer der prozentuale Fehler

Land

Normalwald beweidet

@ @

Abbildung 5

Normalwald

s

d Südseite 4%

beweidet

@

Zu erwartende Fehler für die Schätzung des Gesamtvorrates nach verschiedenen Aussageeinheiten bei zunehmender Dif- ferenzierung der Vorratsinformation (während z. 8. der Fehler auf Landesebene 1 Prozent beträgt, liegt er im Privat- wald des Juras bei 5 Prozent usw.).

Der Bundesratsbeschluß zur Durchführung des LF 1 verlangt in der ersten Phase gesicherte Aussagen auf der Stufe „Land''. Die dazu erforderliche ter- restrische Stichprobendichte wird mit einer Stich- probe pro Quadratkilometer angenommen. Auf eine geschätzte Waldfläche von 1,3 Mio ha fallen somit 13 000 Stichproben. Der geschätzte Fehler für den Gesamtvorrat, bezogen auf die ganze Wald- fläche der Schweiz, beträgt dabei rund 1 Prozent und liegt bezogen auf die meisten Kantone immer noch unter 10 Prozent. Einzig für die Kantone mit einem geschätzten Gesamtvorrat unter 2,5 Mio m³

(Zug, Nidwalden, Appenzell Außer- und lnner- rhoden, Genf und Basel-Stadt) beträgt der Fehler nach der Fehlerprognose über 10 Prozent.

Der Gesamtvorrat ist eine wichtige Schlüssel- i·nformation für die Fehlerprognose. Ein anderes Beispiel einer wichtigen Schlüsselinformation ist die gesamte Waldfläche der Schweiz. Ausgehend von den Ergebnissen der Versuchsinventur des Kantons Nidwalden, beträgt der geschätzte Fehler für die gesamte Waldfläche der Schweiz etwa 0 ,5 Prozent.

Ein entscheidendes Kriterium im Zusammen- hang mit der Stichprobendichte ist die Möglichkeit der Netzverdichtung für gesicherte Aussagen auf der Stufe Kantone (zweite Phase LF 1 ). Während in der ersten Phase des LFI mit einem einheitlichen Stichprobennetz im Quadratverband gearbeitet wird, können die verschiedenen Kantone in der zweiten Phase mit einem individuellen Netz ver- sehen werden. Diese verschiedenen Netze sollen aber so gelegt werden, daß jedes gröbere im feine- ren Netz vollständig enthalten ist (siehe Abb. 6).

Die Informationsbedürfnisse der Kantone las- sen sich auf diese Weise differenziert berücksichti- gen. Nach statistischen Gesetzen verlangt eine Verdoppelung der Genauigkeit gegenüber der ersten Phase LF I eine Verdichtung des Stichprobennetzes um den Faktor 4 auf eine Stichprobe je 25 ha (siehe ,,mittlerer Kanton" in Abb. 6).

Abbildung 6

-0

---- 0

--·---·- .

Stichprobennetz ,,Land"

1 Stichprobe /100 ha

Stichprobennetz ,,großer Kanton"

1 Stichprobe/ 50 ha

Stichprobennetz ,,mittlerer Kanton"

1 Stichprobe / 25 ha

Stichprobennetz ,,kleiner Kanton"

1 Stichprobe/ 12,5 ha

Reproduziert mit Bewilligung

des Bundesamtes für Landestopographie vom 23.12.1982

Kombinierte Stichprobennetze verschiedener Dichte für eine differenzierte Erfassung der Kantone.

Die Erfassung von Entwicklungen ist wichtiger als die Erfassung von Zuständen

Das LF I als Erstinventur stellt zunächst Zustands- größen fest. In allen Planungsphasen des LF I wurde aber festgehalten, daß eine bloße Zustandserfas- sung nicht genügt und die Priorität bei der Erfas- sung der Zustandsveränderungen liegen muß, da die periodische Feststellung der Veränderungen das wesentlichste Element der forstlichen Planung auf allen Ebenen ist. Solche Zustandsveränderungen können nur als Differenz zwischen zwei Inventur- erhebungen erfaßt werden. Schon bei der Erst- inventur muß dieses Ziel berücksichtigt werden.

Die Aussagekraft dieser Differenzen ist im Falle wiederholter Messungen am genau gleichen Ort (permanente oder „fixe" Stichproben) wesent- lich größer als bei Messungen an zufälligen Punkten (temporäre oder „fliegende" Stichproben). Um Aussagen gleicher Genauigkeit über Vorratsverände- rungen zu machen, braucht es 4- bis 5mal mehr temporäre als permanente Stichproben. Da perma- nente Stichproben auch bei Erstinventuren nicht 4- bis 5mal teurer sind als temporäre, verlangt eine Optimierung auf Aussagen über Entwicklungen ein 1 nventu rkonzept mit permanenten Stichproben. 13

Aktuelles Luftbildmaterial steht zur Verfügung -

eine Chance zur Ausnützung dieses wichtigen Informationsträgers

1 n ausländischen Großrauminventuren scheitert eine intensive Anwendung des Luftbildes meist an den hohen Beschaffungskosten aktuellen Luftbild- materials. In der Schweiz sind wir in der glücklichen Lage, daß zur Nachführung der Landeskarte alle sechs Jahre Luftbilder im Maßstab von etwa 1•25000 nach einem festen Flugprogramm her- gestellt werden. Das Budget des LF I wird also durch die Befliegungskosten nicht belastet.

Das LFI will Messungen am Luftbild mit Mes- sungen im Gelände kombinieren. Die Luftbild- interpretation erfolgt an denselben Punkten (Stich- proben) wie die Inventur im Gelände. Messungen am Luftbild sind erheblich billiger als Messungen im Gelände. Das Hauptziel der Versuchsinventur

N idwalden war die Beantwortung der Frage nach dem optimalen Verhältnis der Anzahl Luftbild- stichproben zur Anzahl terrestrischer Stichproben. Als wichtigste Meßparameter zur Schätzung des Gesamtvorrates erwiesen sich die Bestandeshöhe und die Bestandesdichte. Die Auswertung des umfangreichen Datenmaterials (600 Stichproben) zeigte, daß der Vorrat dann optimal geschätzt wird, wenn das terrestrische Stichprobennetz mit einem 4 ma I dichteren Luftb i ldstichproben netz komb i- n iert wird. Das Stichprobennetz auf dem Luftbild, eine Stichprobe je 25 ha, wird wie das terrestrische Netz im Ouadratverband gelegt; jede vierte im Wald liegende Luftbildstichprobe fällt mit einer terrestri- schen Stichprobe zusammen.

Neben der Vorratsschätzung hat die Luftbild- auswertung im LF I in folgenden Anwendungsberei- chen eine zentrale Bedeutung:

Erfassung der Bodennutzung (Wald/Nichtwald, Waldtypen)

Es ist für die Inventurkosten von großer Bedeutung, daß die Frage, ob eine Stichprobe im Wald liegt oder nicht, vorher auf dem Luftbild geklärt werden kann, damit keine unnötigen Wegzeiten für die Feldequipen entstehen. Für jede der insgesamt 160 000 Luftbildstichproben muß diese Entschei- dung einzeln getroffen werden.

Auch in der Neuauflage der Arealstatistik, die wie das LF I aufgrund eines Bundesratsbeschlusses in den Jahren 1984-1986 durchgeführt wird, er- folgt die Waldflächenbestimmung mittels perma- nenter Luftbildstichproben in einer Dichte von einer Stichprobe je ha. Dabei werden für die Er- fassung der Waldfläche und der Waldtypen die Definitionen aus dem LF I übernommen.

Ausscheidung von Bestandestypen, Festlegung der Aufnahmeintensitäten für die terrestrischen Stichproben

Im Bereich der Luftbildstichprobe (50 m x 50 m, vgl. Abb. 7) werden die Bestandestypen ausge- schieden und für die terrestrischen Aufnahmen festgelegt. Bei Beständen, die im Luftbild als Gebüschwald angesprochen werden, erfolgt keine terrestrische Aufnahme.

Lokalisierung der terrestrischen Stichprobenzentren Die permanenten Stichproben im Gelände werden, ausgehend von Fixpunkten mit bekannten Koordi- naten, eingemessen (Abb. 9). Das Fixpunkteangebot für die Einmessung ist auf der Landeskarte, insbe- sondere im Gebirge, oft ungenügend und würde sehr lange Einmeßdistanzen ergeben. Deshalb wurde ein Verfahren entwickelt, welches das Bestimmen und Auffinden von geeigneten Fix- punkten mit Hilfe des Luftbildes im Feld ermög- licht.

Abbildung 8

Der Gebüschwald wird nur im Luftbild interpretiert. Bei- spiel eines Gebüschwaldes im Kanton Tessin.

Jede dieser genannten Teilaufgaben verlangt eine genaue Übertragung der Stichprobenpunkte in das Luftbild. Die hohen Anforderungen an diese Lage- genauigkeit und an die Präzision der Messungen (Baumhöhen) setzen voraus, daß die Luftbild- auswertung am absolut orientierten Stereomodell erfolgen kann. Das Verhältnis „Fixaufwand"

(Orientierung der Luftbilder) zu „variabler Auf- wand" (Interpretationen und Messungen auf den

Luftbi ldstichproben) ist für das LF I von besonde- rer Bedeutung. Damit die Orientierung der ins- gesamt etwa 4500 Luftbildpaare rationell erfolgen kann, wurde ein computergesteuertes Auswerte- system beschafft, das eine Investition von rund 0,5 Mio Franken erforderte (Abb. 10).

15

Abbildung 9

Einmessen der Stichprobenzentren, ausgehend von Fix- punkten mit bekannten Koordinaten aus Luftbild oder Karte.

Abbildung 10

Luftbild-Auswertegerät (Analytical Plotter) DSR 1 der Firma Kern.

17

Das Auswahlverfahren der Probebäume auf den terrestrischen Stichproben

Ein weiterer wichtiger Baustein im Methoden- konzept ist die Bestimmung der Probebäume, die in eine terrestrische Stichprobe fallen sollen. Damit verbunden ist die Frage nach der Probeflächen- größe. Jede . Einzelbauminformation (Vorrat, Stammzahl, Schäden u.a.m.) hat bezüglich Aus- wahlwahrscheinlichkeit der Probebäume und der Probeflächengröße ihr informationsspezifisches Optimum. Die Stichprobendichte, die Permanenz, die Verdichtungsmöglichkeiten in der zweiten Phase des LFI und das Einbeziehen des Luftbildes müssen bei der Entscheidung des Auswahlverfah- rens mitberücksichtigt werden.

Festkreis

14Q

160

2 2 0

36

3 0 0

- 1 8 14Q

b ⁹⁰

^{2 4 . 28}

14.

SPZ.

100*

-

^{.16 46}

40 18

100

90

0

₁₄₀

14

Konzentrische Kreise

14Q 16

40

140

Linienprobe, Zählfaktor 4

rnQ 220

14

Winkelzählprobe, Zählfaktor 4

14Q

rnQ

220

30

ü ⁰¹⁸

140

160

0

400

¹⁸

100

320 0

0

¹⁸

14

36

14

14

In den Forstinventuren haben die vier gezeig- ten Auswahlverfahren praktische Anwendung ge- funden, nämlich:

- die BHD-unabhängige, Stammzahlproportio- nale Auswahl (Festkreis)

- die vom BHD linear abhängige Auswahl (z.B. Linienstichprobe nach Strand)

- die vom BHD abhängige Auswahl in Form einer von der Kluppierungsschwelle abhängi- gen Probeflächengröße (konzentrische Kreise) - die vom BHD abhängige Probeflächengröße

(Bitterlich-Auswahlverfahren)

Unter Leitung der Abteilung Inventar und Ertrag wurden folgende Auswahlverfahren in einem Ver- such auf rund 100 Stichproben getestet und Zeit- aufwand und Stichprobenfehler verglichen. Die wesentlichen Resultate dieses Versuches sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Stichproben- Standardfehler Größe Aufwand Anzahl

verfahren der Auf- auf der Bäume

(Kluppschwelle: nahme- Probe in pro

12cm) gruppe Mann- Probe-

Stamm- Vorrat Anzahl arbeits- punkt zahl/ha m³/ha Leute minuten

Festkreis:

3a 18,3 18,7 3 21,9 10,5

Linienproben:

Länge 20 m,

Zählfaktor 4 19,4 17,4 2 28,6 9,3

Konzentrische Kreisproben:

BHD 12-36: 2 a

18,2 16,9 2 14,2 9,2 BHD

>

^{36: 5a}

Winke/zähl- proben:

Zählfaktor 4 27,2 18,5 2 14,2 6, 1

19

Die ersten drei Verfahren sind bezüglich der Stan- dardfehler praktisch gleichwertig. Tendenzmäßig erzielt man mit den konzentrischen Kreisproben die genauesten Schätzungen für die Stammzahl und den Vorrat. Die Winkelzählproben liefern deutlich ungenauere Stammzahlschätzungen als die andern Verfahren.

Beurteilt man den Aufwand, so sind Winkel- zählproben und die konzentrischen Kreisproben am günstigsten. Festkreisproben wären auch mit Zweimann- statt Dreimanngruppen aufwendiger.

Linienproben sind wegen der Installierung der 20-m-Linie aufwendig und in schwierigem Gelände praktisch nicht mehr durchführbar. Die Grenz- baumkontrollen sind bei den Winkelzählproben am aufwendigsten.

Bei der Probenahme nach dem Bitterlich- Prinzip (Winkelzähl- und Linienproben) bleibt - selbst wenn sehr aufmerksam gearbeitet wird - die Tendenz, einzelne Bäume nicht aufzunehmen, bestehen. Bei den andern Verfahren ist dieser systematische Fehler kleiner.

Da die Proben permanent angelegt werden, sind die verschiedenen Aspekte bei den Folge- aufnahmen und der Schätzung der Zustandsverän- derungen sowie von Zuwachs und Nutzung einzu- beziehen. Festkreis und konzentrische Kreisproben weisen nach den Versuchsergebnissen die größeren Vorteile auf. Unter Berücksichtigung aller Aspekte, vorab der gleichzeitigen Betrachtung von Aufwand und Genauigkeit, sind nach den Versuchsergebnis- sen die konzentrischen Kreisproben am günstigsten, das heißt, bei gegebenem Aufwand sind die klein- sten Standardfehler zu erwarten.

Die Einzelbaum-Volumenbestimmung - eine wichtige Forderung bei großräumigen Extensivinventuren

Im Zusammenhang mit der zentralen Bedeutung der Information über Vorrat im LFI steht auch die Methode zur genauen Einzelbaumvoluminierung als Grundlage für die Tarife. In einer großräumigen Extensivinventur, wo mit wenigen Stichproben sehr viele verschiedene Standorte erfaßt werden und sich systematische Fehler besonders stark aus- wirken, ist eine gute Tarifbestimmung besonders wichtig. Im LFI kommt die von Dr.

P.

Schmid-Haas und Mitarbeitern an der EAFV für die Betriebs- inventur entwickelte und in der Praxis eingeführte Einzelbaum-Volumenbestimmung (Regression) mit den drei Eingangsgrößen „Brusthöhendurchmesser';

„Durchmesser in 7 m Höhe" und „Baumhöhe" zur Anwendung.

Die Umfrage - eine wichtige Informationsquelle Nicht alle Informationen im LFI können mittels Stichproben erhoben werden. Verschiedene zu- sätzliche Merkmale werden aus vorhandenen Sta- tistike·n erfaßt. Weitere Angaben müssen durch eine Umfrage direkt beim örtlichen Forstdienst erhoben werden. Da es sich bei dieser Umfrage um stich- probenbezogene Fragen handelt, muß diese Er- hebung getrennt von Forststatistik und Betriebs- zählung durchgeführt werden. Die Umfrage betrifft die Themenkreise Eigentumsverhältnisse, mögliche Nutzung und Verfügbarkeit dieser Nutzung.

1 n diesem Zusammenhang werden erhoben:

Stufe Forstkreis:

- Erschließung (nachgeführtes Straßennetz nach Straßenkategorien) ·

- E igentu msverhä ltn isse (500-m-St ichproben- netz)

- bezogene Nutzung (genutzte oder nicht ge- nutzte Stichprobe, 500-m-Stichprobennetz) - Eingriffsart für die vorgesehene Nutzung

(500-m-Stichprobennetz) Stufe Forstrevier (Ausführung durch Gruppenleiter der Aufnahmegruppe):

- Eigentumsverhältnisse (1-km-Stichprobennetz) - Rückemethoden und Rückedistanzen

Die Umfragen werden 1983 beginnen und größten- teils in den Wintermonaten 1983/84 bis 1985/86 ausgewertet.

Das Auswertekonzept - für beliebig abgrenzbare, großräumige Regionen müssen Informations- bedürfnisse differenziert berücksichtigt werden können

Die LFI-Daten werden kontinuierlich kontrolliert und aufbereitet. Sie stehen am Rechenzentrum der ETH in Zürich für Auswertungen zur Verfügung. Ein Computerprogramm stellt die Verbindung zwi- schen dem Datenbenützer und den Daten her. Der Kunde bedient sich einer einfachen Benützer- sprache, die es ihm ermöglicht, mit geringem Auf- wand Auswertungswünsche zu formulieren und aus der Datensammlung LFI seine Informationen zu beziehen. Das EDV-Team steht beratend zur Ver- fügung· und veranlaßt die gewünschte Auswertung.

Die LF !-Daten werden in Tabellen, Säulen- darstellungen, Summenkurven und thematischen Rasterkarten dargestellt. Jede erdenkliche Kombi- nation von Merkmalen in einer der genannten Dar- stellungsformen ist möglich.

21

Nach Abschluß der Erhebungen wird eine Sammlung von Auswertungen publiziert werden, die mit verschiedenen Praktikern und Forstpoliti- kern diskutiert worden ist und von der angenom- men werden kann, daß sie von allgemeinem Inter- esse ist. Diese Publikation wird nur eine Auswahl von Tabellen und Darstellungen umfassen und soll aufzeigen, wie die LF I-Daten ausgewertet werden können. Daneben besteht die Möglichkeit, belie- bige, auf die individuellen Bedürfnisse des Anwen- ders ausgerichtete Auswertungen anzufordern.

Eine Sonderauswertung umfaßt folgende Mög- lichkeiten:

Wahl der Auswerteeinheiten

Daten der Stichproben können nach Wunsch aus- gewählt und für eine Auswertung bereitgestellt werden. Als Stichprobenauswahlkriterium können beispielsweise Regionen (Produktions-, Wirtschafts- und Entwick lu ngskonzeptreg ionen) oder Kantone verwendet werden. Aber auch ein Einzelmerkmal einer Waldstichprobe kann zur Bildung einer Aus- werteeinheit herangezogen werden (z.B. alle Stichproben über 1000 m Höhe). Es besteht aber auch die Möglichkeit, mit Hilfe eines nach den Bedürfnissen des Benützers frei wählbaren Polygon- zuges und unabhängig von definierten Regionen oder erhobenen Merkmalen eine beliebige Aus- werteeinheit zu bilden und zur Darstellung zu bringen.

Tabellen

Die Wahl des Kriteriums für das Tabellenthema (z.B. Vorrat, Standardfehler u.a.m.) ist ebenso frei wählbar wie die Merkmalskombinationen in Tabel-

lenkolonne und -zeile. Die gewählten Merkmale können, im Rahmen einer beschränkten Anzahl Klassen, beliebig klassiert werden.

Säulendarstellungen, Summenkurven

Innerhalb einer Auswerteeinheit können Häufig- keitsverteilungen und Summenkurven von allen

Mit dieser Vielzahl von möglichen Sonderauswer- tungen können die verschiedensten Interessenkreise differenziert bedient werden. Das hier vorgestellte Auswertekonzept ermöglicht eine vollständige Aus- schöpfung des in den Daten I iegenden I nforma- tionsgeha ltes.

660 665

670 675

680 685

.,,,,,,,,.,, ,,

,,,,,,,,,,,, .,,,,,,

205---+---+---+r~:r,~r;n;n;n;, ;,;---~' r :;~~;~; ~ ;~;,;7;7;7~7 ~ r ~ - :;:; -~ -~----+---+--

,,,,"'"""' ,,,,,,,,.,,,,,,,,,

:: ✓ (/////~ :;:;::;~~~:::;::::::~~~~

!~(!)••· ,:;:;

. : : . :t?:::: . ... .,,,,,,,,:;:::;

. . ... :;;:;:::;::::::::::::::::::::

...

... ^{/ /} ,, :;:;:;:::;:;:;:;:::::::::;:;:;:; ,,,,,,,,,,,,.,,,,,,

: : : : : :;:; :;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;,,,,,,, ,, , ., , , ,,, ,,,,,, .,, ,,, ,,, , ,,, , .,,,, ,,, ^/ ,,,, ,, ,, , ,,, , , ,,, ,,

:: ... :::::~

~~~~~~~ ~~~~~ ~~~~

...

,,,,,,,

200---+-- - - ----+---~.;..,..;..,...,...,..~

C)

Normalwald

*

Gebüschwald

1 · Kleingehölze

Abbildung 12

,, ,,

(!)(,>::

.?i!T;

-'t

aufgelöste Bestockungen

• Nichtwald / See

Rasterkarte Kanton Nidwalden. Arealkategorien, Waldfläche gegliedert nach Waldtypen.

,,,,, , ,,,,,,,

/ / / / / / / / / / / / / / / / / ,,,,,,,.,,,,,,,,, , ,,,, , , , ,, ,, , ,,, , ,, ,, , ,, , , , ,, ,, , ,,, , ,,, ., ,, , , ,,, ,, , , ,

.

:;:; :;:; :: :;:;:; :;:; :;:;:;; :;:; :; , , , , :;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;:;~,

23

4 Der Zeitplan

In den Jahren 1983-1985 erfolgen die Aufnahmearbeiten im Gelände, auf Luftbildern und Karten. In diese Phase fällt auch die definitive Erstellung der Auswerteprogramme. Anschließend sollen die Erhebun- gen ausgewertet und publiziert werden. Abbildung 13 zeigt die Aufnahmeregionen, abgestimmt auf den Befliegungsplan des Bundesamtes für Landestopographie, nach den entsprechenden Aufnahmejahren.

Zeitlicher Ablauf der terrestrischen Aufnahmen

Der Ablauf der terrestrischen Aufnahmen richtet sich - um mit möglichst aktuellen Luftbildern und Karten arbeiten zu können - nach dem Beflie- gungsplan zur Revision der Landeskarten. Das

/"".3 J-\ /

Jh J',

L, r 1984

V ^Nordwest

/ _••• ...

^'

^{••• ••• • •• • ••}

<

{ 1984

~/' Südwest

/ 1983

J

West

j

'

^{I'\ / ~}

^--7

l \

^,t

r ^{/ ,}

~ -Süd ¹⁹⁸⁵ , ^('

Aufnahmejahr für eine bestimmte Region kann der Abbildung 13 über den Ablauf der Erhebungen ent- nommen werden.

...,,...,

_{I\_}

,I

_--

~

- - -

""- r

"' · ^~

1985 ?

Nordost ,

I

,

_~

-

M

-

►••·

•••

'--

^I'\...

_- -

¹

1983

1

Ost _~

r ~-

^{) 1}

J

"'\.II l

5 \ 1985 '

^{1 ~}

.I

J < ^Süd

^{I 1-,...,J ~}

^~

~ J

~ ~ t

Arbeitskräfte

Für die Planung der Anzahl notwendiger Arbeits- kräfte wird von der Stichprobenzahl ausgegangen, die in den verschiedenen Aufnahmeregionen pro Jahr erhoben werden müssen.

Abbildung 14 zeigt, ausgehend von einer Stich- probenzahl für die ganze Schweiz von insgesamt 13 000 terrestrischen Waldstichproben, jene Anzahl Stichproben, die in den drei Erhebungsjahren 1983-1985 bearbeitet werden müssen.

Für die Feldarbeit in Zweiergruppen ergibt sich folgender Arbeitskräftebedarf:

- etwa 5 Forstingenieure in kontinuierlicher An- stellung, befristet auf drei Jahre, als Leiter der Aufnahmegruppen, für die Durchführung der Umfrage und für die Kartenauswertungen - 2-5 Forstingenieure in aussetzender Beschäf-

tigung, jeweils Februar bis November als Leiter der Aufnahmegruppen

- etwa 10 forstliche Arbeitskräfte, jeweils Fe- bruar bis November als Mitarbeiter in den Aufnahmegruppen

Der Erleichterung der Aufnahmearbeiten durch den örtlichen Forstdienst kommt eine große Bedeutung zu. Mit dem Wissen der Ortskundigen wird der Auf- wand für Stichprobenaufnahme und Umfrage stark reduziert.

1984:

5518 Stichproben (41,2%)

1983: 4038 Stichproben

(30,1%)

Abbildung 14

1985:

3850 Stichproben (28,7%)

Verteilung der terrestrisch aufzunehmenden Waldstich- proben nach Aufnahmejahren.

25

5 Ausblick

Das LF I bringt eine entscheidende Verbesserung der Datengrundlagen für Fragen der forstlichen Praxis und Forschung, für Fragen verschiedener anderer Fachbereiche und im speziellen für die Aus- gestaltung der Forstpolitik des Bundes und der

Kantone.

- Die Erhebungsmethode basiert auf gezielter Forschung und entspricht dem neuesten Stand der Wissenschaft. Sie ist koordiniert mit den Erhebungen der neuen Arealstatistik.

- Klar definierte Erhebungskriterien und ein permanentes Stichprobennetz erlauben bei einer periodischen Wiederholung der Inventur die Erfassung von Entwicklungen.

- Das anpassungsfähige Auswertekonzept er- laubt auch einen Einbezug weiterführender und zusätzlicher Erhebungen für spezielle Frageste 11 u nge n.

- Das Stichprobenkonzept und die elektroni- sche Datenverarbeitung ergeben ein flexibles und benützerfreu nd I ich es Auswertekonzept. Es können beliebige Stichproben zu einer geo- graphischen Auswerteeinheit zusammengefaßt werden. Die erhobenen Merkmale lassen sich beliebig kombinieren. Der forstlichen Praxis, der Forschung und weiteren Anwendern, kön- nen auf spezifische Fragestellungen ausge- richtete Auswertungen rasch und kosten- günstig zur Verfügung gestellt werden.

Wald und Holz sind seit über 100Jahren Gegen- stand einer nationalen Politik. Unter Beachtung langfristiger Zielkomponenten wird sich die Forst- politik entsprechend den veränderten gesellschaft- lichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten weiter- entwickeln müssen. Da die Auswirkungen forst- politischer Maßnahmen oft langfristiger Natur und schwierig abzuschätzen sind, braucht es sichere Grundlagen für forstpolitische Entscheide.

Das Landesforstinventar vermittelt einen Überblick über den gegenwärtigen Zustand und die Entwicklungstendenzen des Waldes und ist damit eine wichtige Planungs- und Entscheidungsgrund- lage für die schweizerische Forstpolitik.