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Forschungsanstalt WSL

Eidg. Forschungsanstalt WSL
Bestandesdynamik und Waldbau
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Artikel

Autor(en): Daniel Otto, Sven Wagner, Peter Brang
Redaktion: WSL, Schweiz
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Konkurrenz zwischen Stieleiche und Buche auf Lothar-Sturmflächen

Eichen wachsen in der Jugend auf Buchenwaldstandorten oft langsamer als andere Baumarten. In Eichenpflanzungen üben deshalb natürlich verjüngte Laubbäume oft starke Konkurrenz auf die Eichen aus und überwachsen sie. Wissenschaftler haben im Schweizer Mittelland den Konkurrenzdruck von natürlich verjüngten Buchen auf gepflanzte Stieleichen untersucht.

ehemalige Sturmfläche
Abb. 1 - Das Potenzial an Baumarten kann auf ehemaligen Sturmflächen gross sein (hier Fichte, Eiche, Buche, Kirschbaum), aber wenn sich die Ziel-Baumarten nicht von selbst durchsetzen, sollten sie – mit nur punktuellen, kostensparenden Eingriffen – begünstigt werden. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Koni Häne

Im Gegensatz zur Baumartenkombination Eiche-Weichlaubhölzer ist die gleichaltrige Kombination von Eiche und Buche im Jungwuchsalter nur unzureichend untersucht. Diese Kombination kann einerseits entstehen, wenn sich Eichen und Buchen nach Schirmhieben in Mischbeständen natürlich verjüngen. Andererseits ist sie auf Sturmflächen anzutreffen, wenn ein Buchenvorbestand sich gerade vor dem Ereignis noch natürlich verjüngen konnte, das Bestockungsziel aber trotzdem einen hohen Eichenanteil vorsieht und daher Eichen künstlich verjüngt werden.

Wissenschaftler der Forschungsanstalt WSL haben die Reaktion von Eichen im Dickungsstadium auf Buchenkonkurrenz untersucht. Dazu wählten Sie auf zwei jeweils 1,8 ha grossen Versuchsflächen, die in Lothar-Sturmflächen bei Habsburg (Kanton Aargau) und Murten (Kanton Freiburg) liegen, je 80 Eichen mit unterschiedlich starker Konkurrenz durch benachbarte Buchen aus. Die Entwicklung der gepflanzten Eichen und der Buchen-Naturverjüngung war aus Stichprobeninventuren bekannt, die in unterschiedlicher Intensität in den Jahren 2001, 2002, 2003 und 2004 stattgefunden hatten. Im Jahr 2007 wurde dann die Konkurrenzsituation erfasst. Mit dem Studie quantifizierten die Forscher insbesondere Konkurrenzwirkungen auf Höhen- und Dickenwachstum, Stabilität und Astigkeit der Stämmchen.

Mit Konkurrenzindizes (KI) wird versucht, die Konkurrenzsituation von Bäumen vergleichbar zu bewerten. Der Wert eines KI für einen Baum ist somit ein mathematischer Ausdruck für dessen Konkurrenzsituation in einem Bestand. Je grösser der berechnete Konkurrenzwert, umso stärker ist die Konkurrenz um Raum. In der vorliegenden Untersuchung verwendeten die Wissenschaftler den KI nach Schütz (1989). Dieser berücksichtigt das Konkurrenzverhältnis eines Zentralbaums zu jedem seiner Konkurrenten. Die Stärke der Konkurrenz hängt von den Kronenbreiten, der Kronenüberlappung und dem Höhenverhältnis von Zentralbaum und Konkurrent ab.

Die Forscher bildeten aus den KI-Werten folgende vier Konkurrenzindex-Stufen (vgl. Abb. 2):

I     keine Konkurrenz
II    geringe Konkurrenz
III   mässige Konkurrenz
IV   starke Konkurrenz

   
schwache Konkurrenz starke Konkurrenz
Abb. 2 - Konkurrenzsituationen zwischen Stieleiche (Pfeil) und Buchen. Links: Konkurrenzindex-Stufe I (keine Konkurrenz), rechts: Konkurrenzindex-Stufe IV (starke Konkurrenz). Anklicken zum Vergrössern.
Fotos: Daniel Otto
 
   

Resultate in Kürze

Das Höhenwachstum war umso grösser, je tiefer der KI im Jahr 2007 lag. Analog dazu waren die bis 2007 erreichten Brusthöhen- und Astdurchmesser auf beiden Versuchsflächen umso grösser, je niedriger der KI war. Auch der Schlankheitsgrad der Bäumchen (H/D-Wert) korrelierte mit dem KI auf beiden Flächen: je grösserer Konkurrenz eine Stieleiche ausgesetzt war, desto schlanker war im Schnitt das Bäumchen.

 
  • Diagramme zu den Resulaten mit ausführlicher Erklärung siehe Originalartikel (PDF)
 
Erfassung der Konkurrenz
Abb. 3 - Bei der Erfassung der Konkurrenz zwischen Buche (links) und Eiche (rechts) wurden Baumhöhen, Stammdurchmesser und die Abstände zwischen der Eiche und ihren Konkurrenten gemessen. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Daniel Otto

Buchenkonkurrenz beeinflusst das Höhenwachstum der Stieleichen in der Dickungsphase grundsätzlich negativ. Dabei scheint aber ein "Grenzkonkurrenzwert" zu existieren, bis zu dem Konkurrenz das Höhenwachstum kaum beeinträchtigt. Dieser Grenzkonkurrenzwert dürfte sich zwischen den KI-Stufen II und III befinden, also beim Übergang von geringer zu mässiger Buchenkonkurrenz. Ab KI-Stufe III nahm die Eichenhöhe mit zunehmendem Konkurrenzdruck auf beiden Versuchsflächen ab. Stieleichen reagieren also erst bei mässiger bis starker Buchenkonkurrenz mit einem Rückgang des Höhenwachstums.

Die physiologischen Gründe für die konkurrenzbedingten Höhenunterschiede waren nicht Gegenstand dieser Untersuchungen. Es ist davon auszugehen, dass das geringere Wachstum der Stieleichen bei mässiger bis starker Buchenkonkurrenz von Lichtmangel herrührt. Es sind aber auch Effekte im Wurzelraum denkbar.

Empfindlicher als im Höhenzuwachs reagierten die Stieleichen im Durchmesserzuwachs auf Buchenkonkurrenz. Auf beiden Versuchsflächen führte schon eine geringe Konkurrenz zu vermindertem Durchmesserzuwachs. Der mittlere BHD nahm von KI-Stufe I bis KI-Stufe IV um bis zu 30% ab. Dies lässt sich damit erklären, dass Stieleichen bei einer Einengung des Kronenraums kleinere Kronen ausbilden, ihre Photosyntheseleistung geringer ist und sie zuerst das Dickenwachstum und erst ab einem bestimmten Grenzkonkurrenzwert auch das Höhenwachstum einschränken. Bei den hier untersuchten jungen Stieleichen nahm daher der Schlankheitsgrad (H/D-Wert) mit zunehmender Buchenkonkurrenz zu.

Der mittlere Durchmesser der drei stärksten Eichenäste nahm mit zunehmender Buchenkonkurrenz sukzessive ab. Dieses Ergebnis ist kongruent mit der Beziehung zwischen KI und BHD, mit dem der Astdurchmesser straff linear zusammenhängt. Die deutliche Buchenkonkurrenz bei den KI-Stufen III und IV ist bezüglich der Astdurchmesser positiv zu werten. Dagegen besassen Stieleichen ohne oder mit nur geringer Buchenkonkurrenz (KI-Stufen I und II) bis über 3 cm starke Äste, weil hier Konkurrenten fehlten und der Bestand nicht geschlossen war. Das Längenwachstum der Äste wird erst bei Kronenkontakt mit Nachbarn gestoppt; bei grösserem Pflanzenabstand werden die Seitenäste folglich länger und stärker.

Praktische Schlussfolgerungen

Pflanzungen in Trupps oder Gruppen
Abb. 4 - Bei Pflanzungen von Eichen ist die Einbringung in Trupps oder Gruppen besser als Einzelmischung, weil sich die Konkurrenz leichter regeln lässt. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Daniel Otto

Möglichst artenreiche und feine Baumartenmischungen stellen heute ein wichtiges waldbauliches Ziel bei der Bestandesbegründung und -pflege dar. Feine Mischungen sind aber nur zweckmässig, wenn es sich um Baumarten handelt, die ähnliche ökologische Eigenschaften mitbringen, so zum Beispiel bezüglich Lichtansprüchen, Wachstumsgang und Lebensdauer. Bei asymmetrischen Konkurrenzbeziehungen setzen sich in der Regel eine oder wenige besonders wettbewerbsfähige Baumarten durch, während die unterlegenen Baumarten absterben.

Ein Beispiel für eine ungleiche Konkurrenzbeziehung sind gleichaltrige Eichen-Buchen-Mischbestände, die sich trotz anfänglicher Wuchsüberlegenheit der Eiche oft zuungunsten der Eiche entmischen. Auf den hier untersuchten Sturmflächen tritt diese Wachstumsüberlegenheit der Buche, bei annähernd gleichem Alter der beiden Baumarten, schon im frühen Dickungsstadium auf.

Mit waldbaulichen Mitteln lassen sich solche asymmetrischen Konkurrenzsituationen bei gleichaltrigen Eichen-Buchen-Mischbeständen vermeiden, insbesondere indem die konkurrenzschwachen Stieleichen in grösseren Mischungseinheiten (Trupp, Gruppe oder Horst) angeordnet werden. Bestehen die Konkurrenzsituationen aber schon, wie das auf den hier untersuchten Sturmflächen zum Teil der Fall war, werden Pflegeeingriffe nötig, wenn die Eiche erhalten bleiben soll.

Die interspezifische Konkurrenz zwischen Buchen und Eichen kann aber auch erwünscht sein, wie die Untersuchung gezeigt hat. So vermindern beigemischte Buchen das Durchmesserwachstum der Äste der Stieleichen. Die vollständige Beseitigung der Buchen in der Dickungsphase ist somit nicht sinnvoll, denn darauf würden die Eichen mit einem stärkeren Durchmesserzuwachs der Äste reagieren.

Aus den vorgestellten Ergebnissen folgt, dass weder das restlose Entfernen der Buchen noch das völlige Sich-selbst-Überlassen dieser Eichenjungbestände gerechtfertigt ist. Eine angemessene Förderung sollte, wie bei Eichen-Weichlaubholz-Mischungen, stark bedrängte Stieleichen stark und schwächer bedrängte Stieleichen weniger deutlich freistellen. Die Stärke des waldbaulichen Eingriffs sollte also proportional zur KI-Stufe erfolgen. Optimal entwickeln sich die Stieleichen in der Dickungsphase somit in den KI-Stufen II und III mit geringem und mässigem Konkurrenzdruck (zwei bis vier Konkurrenzbäume pro Stieleiche).

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