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Prof. Dr. Sebastian Hein

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Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Waldbau & Waldwachstum

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Artikel

Autor(en): Sebastian Hein
Redaktion: FVA, Deutschland
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Wertholzproduktion mit Buche, Eiche, Esche und Ahorn

Hilfen für eine zielgerichtete Wachstumssteuerung

Vorgaben zu Produktionszielen werden aus Wachstumsgesetzmäßigkeiten abgeleitet.

Dabei sind folgende Größen wie vier unzertrennliche Geschwister:

  • Zieldurchmesser
  • Produktionszeit
  • Z-Baum-Anzahl
  • astfreie Schaftlänge

Eine einfache Beschreibung wichtiger waldwachstumskundlicher Aspekte eines Produktionsziels muss mindestens folgende Elemente beinhalten: den Zieldurchmesser des Baumes zum Zeitpunkt seiner Hiebsreife, die Produktionszeit innerhalb der ein gewünschter Zieldurchmesser erreicht werden soll und die Anzahl der Bäume, die im Endbestand vorhanden sein können. Zusätzlich ist eine Angabe zur Qualität sinnvoll; meist wird die astfreie Schaftlänge als Maß für die Astreinigung angegeben.

Vier ausgewählte waldwachstumskundliche Elemente eines Produktionsziels
Abb. 1: Vier ausgewählte waldwachstumskundliche Elemente eines Produktionsziels.

Die vier Elemente eines waldwachstumskundlichen Produktionsziels hängen voneinander ab (Abb. 1 ): Bei der Vorgabe eines Zieldurchmessers, den eine Baumart im Endbestand erreichen soll, kann die Anzahl der Bäume im Endbestand errechnet werden und zugleich auch die Produktionszeit innerhalb der ein gewünschter Zieldurchmesser erreicht wird.

Weil die zugrundeliegenden Wachstumsgesetzmäßigkeiten klar quantifizierbar sind, können damit auch lokale Produktionsziele oder Vorgaben auf Landesebene auf innere Konsistenz überprüft werden. So wäre es z. B. mit keiner der vier hier behandelten Laubbaumarten möglich, 150 Bäume mit einem Brusthöhendurchmesser von 60 cm auf 1 Hektar Platz finden zu lassen. Selbst bei einer Produktionszeit von 150 Jahren ginge es nicht.

Produktionsziele sind somit nur innerhalb der Wachstumsmöglichkeiten einer Baumart wählbar. Diese vier Teile eines Produktionsziels sind jedoch auch unzertrennliche Geschwister in dem Sinne, dass man nicht beliebig die astfreie Schaftlänge maximieren kann, ohne den gewünschten Zieldurchmesser nach unten korrigieren zu müssen. Damit sind Zielkonflikte gegeben. Diese grundsätzlichen Überlegungen gelten für alle vier Baumarten.

Wie viele Z-Bäume haben im Endbestand Platz?

Zwischen der Kronenbreite und dem Brusthöhendurchmesser besteht ein straffer funktionaler Zusammenhang. Mit steigendem Brusthöhendurchmesser nimmt auch die Kronenbreite zu. Kronenbreitenmessungen an allen vier Baumarten zeigen jedoch, dass zusätzlich das Baumalter eine Rolle spielt. Im Vergleich zweier Bäume gleichen Brusthöhendurchmessers wird der jüngere Baum die größere Kronenbreite aufweisen. Der Einfluss des Standorts auf diesen Zusammenhang ist sehr gering. Bei einem bestimmten Brusthöhendurchmesser und Baumalter ist weitgehend unabhängig vom Standort eine bestimmte Kronenbreite zu erwarten.

Aus dem Zusammenhang zwischen Kronenbreite, Brusthöhendurchmesser und Baumalter können nun Produktionsziele wie Zieldurchmesser, Produktionszeitraum und Anzahl der Bäume im Endbestand für verschiedene Wachstumsgeschwindigkeiten abgeleitet werden (Tab. 1, Spalten 1, 2 und 3).

Soll beispielsweise eine Buche mit einem Zieldurchmesser von 60 cm in einer Produktionszeit von 100 Jahren produziert werden, muss durchschnittlich ein BHD-Zuwachs von 6 mm pro Jahr geleistet werden. Bei einem BHD-Zuwachs von 8 mm pro Jahr ist das Produktionsziel schon in 75 Jahren erreichbar. Beide Wachstumsgeschwindigkeiten können von der Buche auch erreicht werden. Es passen dabei jedoch nur 65 oder 60 Buchen dieser Dimension auf 1 Hektar! Mehr geht nicht. Weniger ist möglich, es zeigen sich dann jedoch unter Umständen inakzeptable, flächenbezogene Verluste im Volumenzuwachs.

Tab. 1: Produktionsziele (Angabe der Bonität als Oberhöhe im Alter von 60 Jahren).
Tabelle mit Produktionszielen

Hier zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den Baumarten: Für diese beiden Varianten des BHD-Zuwachses passen etwas weniger Buchen als Eichen oder Eschen (jeweils 70 bzw. 65 /ha) auf die gleiche Fläche. Der Bergahorn ist noch etwas kleinkroniger als die ersten drei Baumarten: hier haben bei sonst gleichen Bedingungen 80 bzw. 70 Bäume pro Hektar Platz.

Die vier Baumarten zeigen somit leichte Unterschiede hinsichtlich der Anzahl der Bäume im Endbestand. Es gilt jedoch für alle: die oberen Grenzen können nicht überschritten werden. Bei Schulungen hat es sich für das Verständnis dieser Zusammenhänge immer wieder bewährt, an beispielhaften Bäumen, die den Zieldurchmesser in der gewünschten Zeit erreicht haben, Kronenablotungen durchzuführen. Bei einer Überschirmung von 70 % wird man leicht auf die genannten Baumzahlen kommen. Da im Endbestand nicht mehr Bäume Platz haben, lohnt es sich auch nicht, mehr Z-Bäume auszuwählen und zu markieren. Sind nicht genügend vorhanden, sind die Anforderungen zu hoch. Alternativ könnte im seltenen Einzelfall auch auf eine Festlegung verzichtet werden.

Astfreie Schaftlänge und Durchforstung

Auch die Dynamik der Astreinigung lässt sich mit ähnlichen Zusammenhängen quantitativ beschreiben. Allerdings sind diese Prozesse mehr vom Zufall geprägt und damit weniger straff.

Grundsätzlich gilt: Der Fortschritt der Astreinigung ist je nach Bonität unterschiedlich. Auf besseren Bonitäten verläuft die Astreinigung etwas schneller als auf schlechteren Bonitäten. Stark durchforstete Bestände zeigen eine langsamere Astreinigung als undurchforstete Bestände. Das wird auch am Einzelbaum deutlich (Tab. 1, Spalte 4). Die Astreinigung wurde hier als die astfreie Schaftlänge dargestellt, die zum Ende der Produktionszeit erreicht werden kann. Beispielsweise ist bei einer Buche (Zieldurchmesser 60 cm, Produktionszeit 100 Jahre, Bonität 27 m zum Zeitpunkt 60 Jahre) zum Ende der Produktionszeit eine astfreie Schaftlänge von ca. 16 m zu erwarten.

Wird stärker durchforstet, sodass sich die Produktionszeit auf 75 Jahre verkürzt, wird die astfreie Schaftlänge mit 14 m deutlich niedriger ausfallen. Ein ähnliches Muster zeigt sich auch bei allen anderen Baumarten.

Welche der vier Baumarten hat nun die schnellere Astreinigung? Unterschiede spiegeln hier die unterschiedliche Schattentoleranz wider, aber auch das Verrottungsverhalten abgestorbener Äste. Bei einem Vergleich muss von gleichem Standort ausgegangen werden. Dies ist beispielsweise bei einer Bonität von 27 m (im Alter von 60 Jahren) bei Buche/Eiche und bei einer Bonität von 30 für Esche/Bergahorn gegeben: Unter den Bedingungen "60 cm Zieldurchmesser, Produktionszeit 100 bzw. 75 Jahre" wird die erwartete astfreie Schaftlänge bei Buche ca. 16 bzw. 14 m betragen. Bei Eiche wird sie mit 11 bzw. 9 m niedriger liegen. Bei Bergahorn mit 14 bzw. 12 m etwas höher. Die Esche zeigt hier ihr arttypisches Verhalten: ihre Äste sterben frühzeitig ab, gleichzeitig verrotten sie auch schnell genug, sodass eine hohe, astfreie Schaftlänge erwartet werden kann (18 bzw. 14 m), die zudem stark auf Durchforstungen reagiert.

Wie ästig ist das Schaftinnere?

Für vorgegebene Kombinationen von Zieldurchmesser und Produktionszeit (und damit BHD-Zuwachs) lässt sich berechnen, wie die Ästigkeit im Stamminneren aussieht (Abb. 2). Bei einem langfristig durchschnittlchen BHD-Zuwachs von beispielsweise 8 mm pro Jahr wird sich im Schaftinneren auch ein breiterer asthaltiger Kern einstellen als bei schwächeren Durchforstungen, die zu geringeren BHD-Zuwächsen führen (z. B. 6 mm pro Jahr). Es verändert sich somit nicht nur die astfreie Schaftlänge, auch das Ausmaß des asthaltigen Kerns ändert sich mit der Durchforstung und der Bonität. Durch die schnellere Astreinigung junger Bäume gegenüber alter Bäume ist der asthaltige Kern im unteren Schaftbereich deutlich schmaler als in größeren Schafthöhen.

Längsschnitt durch einen modellhaften Schaft
Abb. 2: Ein Längsschnitt durch einen modellhaften Schaft: innere Ästigkeit bei Eiche (links) und Bergahorn (rechts) (Zieldurchmesser = 50 cm, Bonität 27 m, bzw. 30 m [im Alter von 60 Jahren]).

Eine weit verbreitete Möglichkeit um ein kontinuierliches Fortschreiten der Astreinigung zu verhindern und einen breiteren asthaltigen Kern zu vermeiden, ist die Anwendung eines zweiphasigen Pflegekonzeptes.

Dabei wird in der ersten Phase der Schwerpunkt der Wachstumssteuerung auf die Astreinigung und Sicherung weiterer Qualitätseigenschaften – bei reduziertem Durchmesserwachstum – gelegt, in der zweiten Phase wird mit der Auswahl der Z-Bäume das Hochrücken der astfreien Schaftlänge vorerst gestoppt und das Dickenwachstum mittels Durchforstungen stark beschleunigt.

Sobald die angestrebte astfreie Schaftlänge erreicht ist, findet mit dem Übergang von der ersten zur zweiten Phase die Z-Baum-Auswahl statt. Da die Dynamik der Astreinigung vom Höhenwachstum abhängt, spiegelt der Zeitpunkt der Z-Baum-Auswahl auch die standörtlichen Verhältnisse wider. Aufgrund des schnellern Höhenwachstums und der besonderen Astreinigung bei Esche und Bergahorn wird dieser Zeitpunkt generell frühzeitiger als bei Buche und Eiche erreicht. Da die Höhenzuwächse bei diesen beiden Baumarten früh kulminieren, und bereits ab 30 bis 40 Jahren stark nachlassen, muss eine Freistellung auch sehr frühzeitig erfolgen, um eine Förderung des Dickenwachstums noch erreichen zu können.

Die Folgen eines solchen zweiphasigen Pflegekonzeptes für die innere Ästigkeit sind eindeutig: die erste Phase führt zu einem deutlich reduzierten asthaltigen Kern im untern Schaftbereich (Wertholz), die zweite Phase lässt den gewünschten Zieldurchmesser in kurzer Zeit erreichen.

Folgerungen

Zur einfachen, aber sinnvollen Zielbeschreibung bei der Wertholzproduktion gehören Angaben zu Zieldimension (Zieldurchmesser), zur Qualität (astfreie Schaftlänge) sowie Vorgaben zum zeitlichen und räumlichen Bezug (Produktionszeit und Anzahl der Z-Bäume). Aufgrund der baumarttypischen Wachstumsgesetzmäßigkeiten der vier genannten Laubbaumarten kann in relativ kurzer Produktionszeit stark dimensioniertes Wertholz erzeugt werden. Diese exemplarische Gegenüberstellung darf jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass für jede Baumart eigene Randbedingungen gelten, die zusätzlich Berücksichtigung finden müssen: Dazu gerhören bei der Buche der Rotkern, bei der Esche der Braunkern und bei der Eiche die zum Teil gewünschten engen Jahrringe sowie ihre Gefährdung durch Wasserreiser bei plötzlicher Freistellung.

Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen jedoch klar, dass die vier Baumarten grundsätzlich einer ähnlichen Wachstumsentwicklung folgen. Arttypische Abweichungen finden sich insbesondere bei der Astreinigung und der inneren Ästigkeit.

Übersetzung/Translation

  • Eine japanische Übersetzung des Artikels kann hier heruntergeladen werden (PDF, 0.4MB)
  • You can download a Japanese translation of this paper here (PDF, 0.4MB)