Abschätzung der Produktivität verschiedener Baumarten für ausgewählte Standorte auf der Grundlage von Höhenanalysen

Media type: E-Book

Title: Abschätzung der Produktivität verschiedener Baumarten für ausgewählte Standorte auf der Grundlage von Höhenanalysen

Contributor: Hillenmeyer, Katharina [Verfasser]; Spiecker, Heinrich [Akademischer Betreuer]; Kohnle, Ulrich [Akademischer Betreuer]

Corporation: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum und Dendroökologie ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen

imprint: Freiburg: Universität, 2021

Extent: Online-Ressource

Language: German

DOI: 10.6094/UNIFR/222793

Identifier:

Keywords: Baumart ; Zuwachs ; Standort ; Forsteinrichtung ; Produktivität ; Kohlendioxid ; (local)doctoralThesis

Origination:

University thesis: Dissertation, Universität Freiburg, 2021

Footnote:

Description: Abstract: Die Optimierung der Produktivität von Wäldern ist ein wichtiges Thema. Während die Optimierung des Reinertrages schon seit Langem im Fokus steht, rückt auch die Optimierung der Volumenproduktion und der CO2-Sequestrierung zunehmend in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Die vorliegende Studie sollte dazu mit Berechnungen zu ausgewählten Standorten im Beispielwaldbetrieb Forstgut Sattelmühle im Pfälzerwald einen Beitrag leisten. Datengrundlage der Arbeit war neben den eigenen Erhebungen die aktuelle Forsteinrichtung und Standortskartierung des Forstgutes für die naturale Produktion sowie die durchschnittlichen Holzpreise, durchschnittlichen Holzerntekosten und die Standardkosten-Kalkulationsbasis des Forstamtes Johanniskreuz für die ökonomischen Berechnungen. Nach Auswahl von drei für den Betrieb repräsentativen Standortseinheiten („frische Sande“, „mittlere mäßig arme Sande“, „trockene arme Sande“) und Erhebung der relevanten waldwachstumskundlichen Daten für die Kiefer (Pinus sylvestris L.), Fichte (Picea abies L.), Douglasie (Pseudotsuga menziesii Mirb.), Buche (Fagus sylvatica L.) und Traubeneiche (Quercus petraea (Matt.) Liebl.) vor Ort, wur-den auf Grundlage traditioneller Ertragstafeln standortspezifische Bonitierungen durchgeführt und mit Hilfe von Höhenanalysen unter Verwendung der Sloboda-Funktion aktualisierte Höhenwachstumsfächer erstellt. Auf deren Basis und unter zur Hilfenahme moderner Produktionsprogramme konnten aktualisierte, den gegenwärtigen Höhenwachstumsverlauf und die aktuelle Bestandesbehandlung besser darstellende, Ertragstafeln erzeugt werden. Zur Bestimmung des ausscheidenden Bestandes und der zu verkaufenden Sortimente wurden diese neuen Ertragstafeln und die Bestandessortentafel nach SCHÖPFER & DAUBER (1989) verwendet. Hiermit konnten die jährlichen Reinerträge aus der Holzproduktion je Hektar für die betrachteten Baumarten bei Zinssätzen von 0, 1, 2 und 3 % errechnet und verglichen werden. Unter Verwendung baumartenspezifischer Raumdichten konnten für die einzelnen Baumarten und Standorte die Kohlenstoffaufnahme im Derbholz errechnet und untereinander verglichen werden. Auf dem Standort „frische Sande“ sind bei höchsten Zuwächsen und C-Speicherungsraten auch die größten Reinerträge, auf „trockenen armen Sanden“, begründet durch schlechte Ertragsklassen, bei geringem Zuwachs und geringer C-Speicherung die niedrigsten Reinerträge aus der Holzproduktion zu erzielen. Bei allen Baumarten war bei Verwendung der traditionellen Ertragstafeln eine Bonitätsdrift erkennbar, die bei Kiefer und Buche am geringsten ausfiel. Die deutlichsten Bonitätsveränderungen zeigte die Douglasie. Beim Vergleich der Volumenzuwächse der einzelnen Baumarten schnitten Buche (4,5-7,8 Vfm/ha/a) und Kiefer (5,0-8,0 Vfm/ha/a) am schlechtesten ab. Die Eiche (5,6-11,7 Vfm/ha/a) wies gerade auf mittleren mäßig armen Sanden höhere Zuwächse auf. Die Douglasie (13,7-23,7 Vfm/ha/a) zeigte ihre Überlegenheit auf allen Standortseinheiten deutlich, wobei sie auf den frischen Sanden das größte Ausmaß erreichte und bis zu den trockenen armen Sanden kontinuierlich absank. Die Fichte (12,8-15,8 Vfm/ha/a) nahm eine Zwischenstellung zwischen Douglasie und Eiche ein. Die gemittelte dGz100-Bonität über alle drei Standortseinheiten bei aktueller Baumartenverteilung lag bei 8,7 Vfm/ha/a. Auch bei der Betrachtung der zu erwartenden Reinerträge aus der Holzproduktion zeigen Buche und Kiefer auf allen Standorten die geringsten Werte. Die höchsten Reinerträge – etwa 9- bis 10-mal so hoch wie bei Buche – sind durch die Douglasie zu erzielen. Die mit Fichte zu erzielenden Gewinne liegen in etwa bei 47 % (auf frischen Sanden) bzw. 62 % (auf mittleren mäßig armen Sanden) der Douglasien-Werte. Für Eiche, die bei 0 % Zins in der Lage ist, sehr hohe Gewinne zu erzielen (auf mittleren mäßig armen Sanden die höchsten), wirkt sich durch hohe Kosten zu Beginn des Bestandeslebens die Verzinsung sehr stark aus, sodass sie schon bei unter 2 % Verzinsung nicht mehr als wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu den beiden Nadelholzarten Douglasie und Fichte zu betrachten ist. Der durchschnittliche Reinertrag aus der Holzproduktion ohne Zinsberücksichtigung liegt für die betrachteten Standorte und die aktuelle Baumartenverteilung bei rund 341 €/ha/a. Auch ohne Berücksichtigung der betrieblichen Fixkosten liegt der interne Zinsfuß für alle Baumarten außer Douglasie (2,4 bis 4,0 %) und Fichte (2,2 bis 2,7 %) mehr oder weniger deutlich unter oder gleich 2 %, sodass davon ausgegangen werden muss, dass bei höheren Zinssätzen unter aktuellen Bedingungen kein positives Betriebsergebnis zu erzielen ist. Die Fähigkeit Kohlenstoff zu speichern unterscheidet sich bei den Baumarten aufgrund ihrer unter-schiedlichen Raumdichten und des Zuwachsverhaltens. Während auch hier auf allen Standorten die Douglasie aufgrund des hohen Volumenzuwachses und einer, mit Fichte verglichen, relativ hohen Raumdichte sehr hohe Werte verzeichnet, zeigt die Kiefer das geringste Potential (standortabhängig 35 – 38 % der Douglasie). Dies liegt begründet in geringen Volumenzuwächsen und verglichen mit den Laubbaumarten geringer Raumdichte. Aufgrund ihrer sehr hohen Raumdichten im Vergleich zu den Nadelhölzern, zeigen die Baumarten Eiche (56 – 101 % der Douglasie) und Buche (43 – 44 % der Douglasie), verglichen mit Fichte (61 – 75 % der Douglasie) und Kiefer, ein höheres Potential der jährlichen Kohlenstoffbindung. Die Sensitivitätsanalyse zeigte für alle drei untersuchten Größen, wie sich durch Umverteilung der Baumartenanteile auf den Standorten, Steigerung des Douglasienanteils bei gleichzeitiger Verringerung des Kiefernanteils oder durch eine Kombination beider Maßnahmen die Werte verbessern las-sen. So steigert sich die jährliche Kohlenstoffbindung im Derbholz und der Volumenzuwachs pro Hektar durch eine Steigerung des Douglasienanteils um 10 % und bei gleichzeitiger Umverteilung der Baumarten um beinahe ein Viertel im Vergleich zum aktuellen Zustand. Bei Betrachtung des Reinertrags aus der Holzproduktion wirken sich die Veränderungen noch deutlicher aus. Die Auswirkungen einer veränderten Bewirtschaftungsweise der Bestände (z.B. veränderte Ästung bei Douglasie, veränderte Bestandebegründung) wurden ebenfalls betrachtet und dargestellt. Die Ergebnisse stellen einen wichtigen Erkenntniszugewinn hinsichtlich der Produktivitätsunterschiede, der betriebswirtschaftlichen Ergebnisse und der Kohlenstoffaufnahme fünf wichtiger Baumarten auf verschiedenen Standortsausprägungen auf Sandstein dar. Ohne qualitative Beurteilung der ökologischen Auswirkungen können aus Sicht des Reinertrags, des Volumenzuwachses und der Kohlenstoffspeicherung folgende Empfehlungen gegeben werden: Eine angemessene Ausweitung des Douglasienanbaus fördert die Volumenproduktion, die ökonomische Leistungsfähigkeit und die C-Sequestrierung im Wald. Ein Zurückdrängen der ohnehin deutlich überwiegenden Kiefernbestände wird sich in gleicher Weise positiv auswirken. Dabei sollten die Douglasienbestände zur optimalen Ausnutzung ihrer Überlegenheit auf den wüchsigsten Standorten angesiedelt sein

Abstract: Optimising the productivity of forests is an important issue. While the optimisation of the net yield has long been the focus, the optimisation of volume production and CO2-sequestration are increasingly becoming the focus of attention. The present study contributes to this with calculations for selected locations in the forest estate “Forstgut Sattelmühle” in the Palatinate Forest. In addition to own sur-veys, the data basis of the work was the current forest management plan and site mapping of the forest estate for natural production. Economic calculations were based on average timber prices, timber harvesting costs and the calculation basis of standard costs from the forest district administra-tion “Johanniskreuz”. After the selection of site units, which are representative for the estate an based on specific soil properties (“fresh sands”, “medium moderately poor sands”, “dry poor sands”), the relevant forest growth-related data were collected on site. Site-indices were carried out on the basis of traditional yield tables and measured data. Additionally, it was possible to create updated height growth curves with the help of height analyses based on the Sloboda-function. With these height growth curves and with the help of modern production programs, updated yield tables could be generated that better depict the current height growth and stand treatment. The resultant yield tables alongside the stand level assortment table from SCHÖPFER & DAUBER (1989) were used to determine the harvesting volume and the assortments to be sold. Thereafter, it was possible to calculate and compare the annual net yields from wood production per hectare for Scots pine (Pinus sylvestris L.), Norway spruce (Picea abies L.), Douglas fir (Pseudotsuga menziesii Mirb.), European beech (Fagus sylvatica L.) and sessile oak (Quercus petraea (Matt.) Liebl.) for interest rates of 0, 1, 2 and 3 %. Using tree species-specific wood densities, it was possible to calculate the carbon uptake in the rough wood for the individual tree species and site units and to compare them with one another. On the fresh sands site, the highest net yields are obtained in conjunction with the highest increments and C storage rate, while on dry poor sands, warranted by poor yield classes, the lowest net yields from timber production are obtained in conjunction to low increments and low C storage. For all tree species, when the traditional yield tables were used, a site index drift was apparent, with pine and beech displaying the least drift. Douglas fir showed the most significant changes in site index. When comparing the increases in volume of the individual tree species, beech (4.5-7.8 m3 ha-1 yr-1) and pine (5.0-8.0 m3 ha-1 yr-1) performed the least favorably. Oak showed a higher rate of growth (5.6-11.7 m³ ha-1 yr-1). Douglas fir (13.7-23.7 m3 ha-1 yr-1) clearly showed its superiority on all sites, which was highest on fresh sands and decreased continuously to dry, poor sand sites. Productivity of Norway spruce (12.8-15.8 m3 ha-1 yr-1) was located between Dougals fir and oak. The averaged dGz100-site index across all three site units with the current tree species distribution was 8.7 m³ ha-1 yr-1. When looking at the expected net yield from wood production, beech and pine show the lowest values on all site units. The highest net yields - about nine to ten times higher than beech - can be achieved with Douglas fir. The profits that can be achieved with spruce are around 47 % (on fresh sands) and 62 % (on medium, moderately poor sands) of the Douglas fir values. For the oak, which is able to achieve very high profits at 0 % interest (on medium, moderately poor sands even the highest), the high costs at stand establishment present a strong effect when interest rates are considered, so far that it can no longer be regarded as an economically viable alternative to Douglas fir and spruce, even with interest rates around 2 %. The average net yield from wood production over all studied site units and with the current tree species distribution without taking interest into account is around 341 € ha-1 yr-1. Even without taking operational fixed costs into account, the internal rate of return for all tree species except Douglas fir (2.4 % to 4.0 %) and Norway spruce (2.2 % to 2.7 %) is distinctly below or equal 2 %, so that it must be assumed that with higher interest rates under current conditions no positive operating result can be achieved. The ability to store carbon differs between tree species due to their different spatial densities and growth behavior. While Douglas fir shows very high values at all locations due to the high volume growth and a relatively high spatial density compared to spruce, pine shows the lowest potential for C-sequestration (depending on the location 35 – 38 % of the Douglas fir). This is due to the small increase in volume and, compared to the deciduous tree species, lower spatial density. Due to their very high density compared to conifers, oak (56-101 % of Douglas fir) and beech (43-44 % of Douglas fir) show a higher potential for annual carbon sequestration compared to spruce (61 – 75 % of Douglas fir) and pine. Within the sensitivity analysis, all three examined variables showed how the values can be improved by redistributing the proportion of tree species on the sites, increasing the proportion of Douglas fir while reducing the proportion of pine, or by combining both actions. The annual carbon sequestration in the rough wood and the volume growth per hectare increases by increasing the Douglas fir proportion by 10 %. When redistributing the tree species at the same time it increases by almost a quarter compared to the current state. When looking at the net yield from wood production, the changes have an even more pronounced effect. The effects of changed management methods (e.g. modified pruning of Douglas fir, improved stand foundation) were also considered and presented. The results represent an important gain in knowledge with regard to the productivity differences, the economic results and the carbon uptake of five important tree species at various locations on sand-stone. Without a qualitative assessment of the ecological effects, from the point of view of the net yield, the increase in volume and the carbon storage the following recommendations are given. An appropriate expansion of Douglas fir cultivation promotes volume production, economic efficiency and C-sequestration in the forest. Reducing area of the already clearly predominant Scots pine stands will have a positive effect in the same way. The Douglas fir stocks should be located in the most vigorous locations in order to optimally exploit their superiority

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