Waldumbau (eBook)

für eine zukunftsorientierte Waldwirtschaft

Konstantin Teuffel, Manuela Baumgarten, Marc Hanewinkel, Werner Konold, Udo Hans Sauter, Heinrich Spiecker, Klaus Wilpert (Herausgeber)

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2005
XVI, 422 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-27247-2 (ISBN)

Infos

Das Buch untersucht die Auswirkungen von Änderungen der Waldbewirtschaftung, derzeit vorwiegend von nadelbaumdominierten Reinbeständen in strukturierte Mischwälder. Innerhalb einer nachhaltigen und naturnahen Waldwirtschaft wird dieser Prozess als ökologischer Waldumbau bezeichnet. Er wird aktuell von den öffentlichen Forstverwaltungen in Deutschland und Mitteleuropa forciert.

Einleitend beschreiben die Autoren Ziele, Möglichkeiten und Erfordernisse des ökologischen Waldumbaus. Basierend auf wissenschaftlichen Untersuchungen werden die mit dem Waldumbau einhergehenden Probleme und die zu erwartenden Folgen unter ökologischen, naturschutzfachlichen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten, verständlich für das Fachpublikum wie auch die Praxis, beleuchtet. Schwerpunkte sind dabei Effekte des Waldumbaus auf das Ökosystem Wald und benachbarte Ökosysteme, auf Stoffhaushalt, Artenzusammensetzung und Biodiversität, ebenso wie die ökonomischen Risiken, der Einfluss der Besitzverhältnisse und die Technikfolgen.

Inhalt

Danksagung 6
Einführung 8
Inhaltsverzeichnis 10
1 Nachhaltige Waldwirtschaft in Deutschland 18
1.1 Nachhaltige, multifunktionale Waldwirtschaft 19
1.2 Zukunftsorientierte Waldwirtschaft: naturnaher Waldbau und ökologischer Waldumbau 20
1.2.1 Naturnaher Waldbau 21
1.2.2 Ökologischer Waldumbau 22
Literaturverzeichnis 24
2 Forschung für eine zukunftsorientierte Waldwirtschaft 28
2.1 Forschungsschwerpunkt - ökologischer Waldumbau 28
2.2 Der Projektverbund „Südlicher Schwarzwald“ - Möglichkeiten und Konsequenzen bei der Realisierung des ökologischen Waldumbaus am Beispiel des „Südlichen Schwarzwaldes“ 29
2.2.1 Charakterisierung der Forschungsregion „Südlicher Schwarzwald“ 30
2.2.2 Forschungsaufgaben und Fragestellungen 33
2.2.3 Struktur und beteiligte Institutionen 36
Literaturverzeichnis 39
3 Umbaubedarf in Fichtenwäldern Baden- Württembergs 42
3.1 Waldbauliche Situation in Baden-Württemberg 42
3.1.1 Zustandsdaten zum öffentlichen Wald 42
3.1.2 Entwicklung des Waldes und einige mittelfristige Ziele der 44
öffentlichen Forstverwaltung Baden-Württembergs 44
3.2 Herleitung des Umbaubedarfs für die Wälder Baden- Württembergs 47
3.2.1 Natürliche Verbreitung der Fichte 47
3.2.2 Erläuterung des Umbaubedarfs 49
3.3 Methodik zur Feststellung des potentiellen Umbaubedarfs 50
3.3.1 Kriterien für einen potentiellen Waldumbau 50
3.3.2 Datengrundlage und Auswertungsmethodik 53
3.4 Ergebnisse 55
3.4.1 Umbaubedarf für „ungeeignete Fichtenstandorte“ 55
3.4.2 Umbaubedarf für „wenig geeignete Fichtenstandorte“ Reduktion der Fichtenbeimischung „Umbauziel 30% Fichte + 70% Buche bzw. andere Laubhölzer“) 59
3.4.3 Umbaubedarf für „mögliche bis geeignete Fichtenstandorte“ 62
3.4.4 Zusammenfassung und Diskussion 64
Literaturverzeichnis 72
4 Der Zusammenhang zwischen Wuchsleistung und Standort bei Fichte, Tanne und Buche auf den wichtigsten Standortseinheiten des Südschwarzwaldes 76
4.1 Einleitung 76
4.2 Material und Methoden 78
4.2.1 Untersuchungsgebiet 78
4.2.2 Untersuchungsstandorte 78
4.2.3 Wuchsleistungsgruppen 80
4.2.4 Bestandes- und Baumauswahl 80
4.2.5 Erfassung der Baummerkmale 81
4.2.6 Analyse des Durchmesserwachstums 81
4.2.7 Höhenanalyse 81
4.2.8 Ermittelte Zuwachsgrößen 82
4.2.9 Alters-Höhen-Bonitierung 83
4.2.10 Ermittlung der Standflächen der Probebäume 84
4.2.11 Herleitung der Zuwachs- und Bonitierungswerte 85
4.2.12 Standortsfaktoren 87
4.2.13 Bestandesparameter 87
4.3 Ergebnisse 88
4.3.1 Schätzung der Oberhöhe im Alter 100 ho 88
4.3.2 Schätzung des durchschnittlichen Gesamtzuwachses im Alter 100 dGZ100 89
4.3.3 Schätzung des laufenden periodischen Zuwachses lZ 90
4.4 Diskussion 92
4.5 Zusammenfassung 97
Literaturverzeichnis 98
Anhang 100
5 Ökologische und landschaftliche Aspekte - Standort, Geschichte, Vegetation, Verjüngungsstruktur, Bodenfauna, Genetik 102
5.1 Einführung 102
5.2 Untersuchungsgebiet und Projektdesign 103
5.2.1 Untersuchungsgebiet - Lage, Standorte, Waldvegetation 103
5.2.2 Projektdesign 106
5.2.3 Wald- und Forstgeschichte 109
5.3 Projekte 113
5.3.1 Natürliche Baumartenzusammensetzung – Standortswald 113
5.3.2 Wald als Kulturlandschaft 117
5.3.3 Auswirkungen des Waldumbaus auf die Verjüngungsstruktur 122
5.3.4 Auswirkungen des Waldumbaus auf die Vegetation 127
5.3.5 Auswirkungen des Waldumbaus auf die Bodenfauna 130
5.3.6 Genetische Aspekte der Einbringung von forstlichem Vermehrungsgut beim Waldumbau: Genetische Zusammensetzung zugelassener Saatguterntebestände der Weißtanne - Überprüfung der Herkunftssicherheit der Buche durch Referenzproben 134
Referenzproben 134
5.4 Diversität 138
5.4.1 Diversität im Kontext des Waldumbaus 138
5.4.2 Landschaftliche Diversität 139
5.4.3 Einfluss des Waldumbaus auf die Bestandes- und Artendiversität 141
5.5 Ableitungen und Empfehlungen für den Waldumbau 151
5.5.1 Zusammenfassende Ableitungen 151
5.5.2 Detaillierte Empfehlungen zu einzelnen ökologischen Aspekten 152
5.6 Praxismethoden 156
5.6.1 Gewinnung von Vermehrungsgut 156
5.6.2 Wald als Kulturlandschaft 157
Literaturverzeichnis 159
6 Waldumbau und Stoffhaushalt 168
6.1 Stoffhaushaltskriterien für Bedarf und Möglichkeiten 168
6.1 Stoffhaushaltskriterien für Bedarf und Möglichkeiten von Waldumbau 168
6.1.1 Anthropogene Depositionen 169
6.1.2 Bodenversauerung 169
6.1.3 Kohlenstoff- und Stickstoffhaushalt 172
6.2 Wirkung des Waldumbaus auf Bestandes- und Landschaftsniveau 176
6.2.1 Bestandesstruktur und Stoffhaushalt (eine Ökosystemstudie) 176
6.2.2 Regionalisierung bodenchemischer Eigenschaften – Einschätzung der Verbesserung der Standortsnachhaltigkeit durch Waldumbau auf Landschaftsebene 181
6.3 Beitrag des Bodenskeletts zum Ionenvorrat von Böden 196
6.3.1 Austauschbare Nährelemente der Grobbodenfraktion in Waldböden des südlichen Schwarzwaldes 197
6.3.2 Sind Steine in Waldböden“hot spots“ der Nährelementaufnahme durch Feinwurzeln und Mykorrhizza-Pilze? 208
6.3.3 Zukünftige Integration des Nährelementvorrats des Grobbodens 213
6.3.4 Zusammenfassung zum Nährelementpotential von Steinen 221
6.4 Zusammenfassende Schlussfolgerungen zu Waldumbau und Stoffhaushalt 224
Literaturverzeichnis 227
7 Waldwachstumskundliche Aspekte des Waldumbaus 232
7.1 Einleitung 232
7.2 Das Zuwachspotenzial von Fichten (Picea abies [L.]Karst.) und Tannen (Abies alba Mill.) und deren Eignung für Überführungsvorhaben 233
7.2.1 Einleitung 233
7.2.2 Eine Methode zur Abschätzung des Zuwachspotenzials von Fichten und Tannen 235
7.2.3 Ergebnisse 238
7.2.3 Waldbauliche Konsequenzen aus dem Zuwachsreaktionsverhalten stark freigestellter Fichten und Tannen 243
7.3 Zum Wachstum älterer Buchen (Fagus sylvatica L.) in der Überführungsphase im südlichen Schwarzwald 244
7.3.1 Einleitung 244
7.3.2 Material und Methode 244
7.3.3 Ergebnisse 251
7.3.4 Diskussion 256
7.3.5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen für die Praxis 257
7.4 Folgerungen 258
Literaturverzeichnis 259
8 Finanzielle Konsequenzen des Waldumbaus und Methoden der Risikoprognose anhand von Fallbeispielen – Einführung 264
8.1 Finanzielle Konsequenzen des Waldumbaus – Analyse mit Methoden der Investitionsrechnung 265
8.1.1 Einleitung 265
8.1.2 Material und Methoden 266
8.1.3 Ergebnisse – Finanzielle Konsequenzen des Waldumbaus - ein Fallbeispiel 269
8.1.4 Sensitivitätsanalysen 275
8.1.5 Schlussfolgerungen 276
8.2 Risikoprognose mit neuronalen Netzen – am Beispiel von Umbaubetrieben 278
8.2.1 Einleitung 278
8.2.2 Ermittlung des Risikos mit Hilfe von neuronalen Netzen auf der Basis von Verbuchungsdaten 278
8.3 Quantifizierung von Risiko durch altersstufenweise Ermittlung von Übergangswahrscheinlichkeiten mit Hilfe von digitalisierten Forstkarten 286
8.3.1 Material und Methoden 286
8.3.2 Ergebnisse am Fallbeispiel Staatswald St.Blasien 288
8.3.3 Diskussion 292
8.3.4 Schlussfolgerungen zur Risikoanalyse 293
8.3.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung aus Risikoerfassung und ökonomischer Analyse 294
8.4 Die Waldbewirtschaftung im bäuerlichen Privatwald 295
8.4.1 Waldbauliche Situation im Privatwald 296
8.4.2 Anzahl der Betriebe und Flächenausstattung 297
8.4.3 Veränderung der Rahmenbedingungen durch den Agrarstrukturwandel 298
8.5 Akzeptanz und Umsetzung von Praktiken des ökologischen Waldumbaus und einer naturnahen Bewirtschaftung im Privatwald 301
8.5.1 Hintergrund 301
8.5.2 Theoretischer Rahmen, Material und Methoden 302
8.5.3 Wahrnehmung des Waldzustandes und der eigenen Einflussmöglichkeiten durch private Waldbesitzer 305
8.5.4 Soziale Einflüsse auf das Handeln der Waldbesitzer 306
8.5.5 Typen von Waldbesitzern 306
8.5.6 Empfehlungen zur Förderung der Waldumbautätigkeit im Privatwald 310
8.5.7 Zielgruppenspezifische Aspekte 311
Literaturverzeichnis 314
9 Aspekte der Holznutzung und der Technikfolgenabschätzung beim Waldumbau im südlichen Schwarzwald 318
9.1 Holznutzung im Dauerwald 321
9.1.1 Rahmenbedingungen für die Holznutzung 322
9.1.2 Arbeitsversuche zum Einsatz von Holzerntesystemen in Dauerwäldern 324
9.2 Konsequenzen aus der Holznutzung für Boden und Bestand im Sinne einer Technikfolgen-abschätzung 332
9.2.1 Bodenmechanische Wirkung von im Rahmen des Waldumbaus eingesetzten Maschinen 333
9.2.2 Systeme und Verfahren als Belastungsfaktoren - Probleme mit dem Einsatz moderner Holzerntetechnik 347
9.2.3 Bodenverformung und Wurzelraum 362
9.2.4 Bestandespfleglichkeit von Holzerntesystemen in Dauerwäldern 379
9.3 Holzerntetechnik im Nicht-Altersklassenwald – Entscheidungskriterien und Steuerungsmöglichkeiten 384
9.3.1 Hiebscharakteristika in Dauerwaldbeständen 384
9.3.2 Mensch 385
9.3.3 Bestand 386
9.3.4 Boden 387
9.3.5 Gesellschaft – adäquate Technik zur nachhaltigen Nutzung naturnaher Wälder 388
9.4 Erosionspotentiale beim Einsatz von Raupenvollerntern in Steillagen des Schwarzwaldes 390
9.4.1 Problemstellung 390
9.4.2 Material und Methoden 393
9.4.3 Modellierung 394
9.4.4 Messfeldvorbereitung und Oberflächenscanning 396
9.4.5 Feldversuche zur Abflussbildung 400
9.4.6 Ergebnisse 401
9.4.7 Diskussion 407
9.4.8 Folgerungen für die Praxis 409
Literaturverzeichnis 410
Waldumbau – eine Zusammenfassung 418
Flächendimension 418
Biodiversität und Landschaft 419
Stoffhaushalt 420
Waldwachstum 422
Ökonomie und Risiko 423
Sozioökonomie 425
Technikfolgenabschätzung 427
Autorenverzeichnis 432

Textauszug

6 Waldumbau und Stoffhaushalt (S. 151-152)

K. von Wilpert

6.1 Stoffhaushaltskriterien für Bedarf und Möglichkeiten von Waldumbau

K. von Wilpert

Böden sind der Reaktionsraum, in dem sich Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre und Biosphäre durchdringen und überschneiden. Hier finden spezifische Grenzflächenprozesse im Zusammenspiel verschiedener Raum- und Zeitskalen statt, die wesentliche Ökosystemeigenschaften und Systemfunktionen definierten. In der Raumskala ermöglichen sie einerseits das Vorhandensein der sich gegenseitig ausschließenden Gas-, Fest- und Flüssigphasen des Bodens. Andererseits bringen sie aber auch die weit auseinander liegenden Zeitskalen der extrem langsamen Silikatverwitterung und des in Sekunden ablaufenden Jonenaustauschs zusammen. Damit sind Böden der Transformationsraum, in dem Stoffe auf dem Weg zwischen Ökosphären gespeichert, gepuffert, umgewandelt und mobilisiert werden. Sie sind auch Grundlage der Primärproduktion von Ökosystemen und damit die Basis von Biosphärenprozessen. Die Entwicklung der chemischen und biologischen Rahmenbedingungen für Bodenprozesse wurde in Mitteleuropa in den vergangenen Jahrzehnten entscheidend von anthropogenen Depositionen bestimmt.

Die Forschungsarbeiten zum Thema Waldumbau und Stoffhaushalt, die in mehreren Teilprojekten des BMBF-Verbundprojektes „Forschung für eine zukunftsorientierte Forstwirtschaft" durchgeführt wurden, zielten darauf ab, (1) die durch den Stoffhaushalt der Böden aktuell gegebenen Möglichkeiten und Grenzen für einen Waldumbau zu erkennen und (2) das unter den aktuell wirksamen äußeren Rahmenbedingungen gegebene Stabilisierungspotential durch Waldumbau zu identifizieren.

6.1.1 Anthropogene Depositionen

Die Messungen von Stoffeinträgen in Wäldern, die im Depositionsmessnetz in Baden-Württemberg seit 1981 durchgeführt werden, sowie Stoffhaushaltsmessungen zeigen großflächig Säure- und Stickstoffeinträge, die auf nicht kalkhaltigen Böden über den kritischen Belastungen liegen, die in Waldböden gepuffert oder zurückgehalten werden können (Hepp und Hildebrand 1993). Stoffflussmessungen ergeben hohe Nettoausträge an basischen Kationen aus Waldböden, die zu Bodenversauerung und zur zunehmenden Einschränkung von Ausgleichs- und Pufferfunktionen der Waldböden führen. Die Geschwindigkeit, mit der Versauerungsprozesse in Waldböden während der vergangenen Jahrzehnte abgelaufen sind, lässt sich anhand des Vergleiches zwischen früheren bodenchemischen Messgrößen und deren heutiger Ausprägung einschätzen.

Die Höhe der Säureeinträge liegt mit aktuell 0.5 - 3 kmolc ha-1 a-1 in allen Regionen Baden-Württembergs (bis auf kleinräumige Ausnahmen) auf nicht kalkhaltigen Böden (ca. 70 % der Waldfläche) über der kritischen Belastungsgrenze. Diese wird definiert als die langfristige Pufferkapazität durch Nachlieferung aus Silikatverwitterung. Zu berücksichtigen sind natürliche Basenverluste und Basenentzüge mit der Biomassenernte in der Größenordnung von ca. 0.5 kmolc ha-1 a-1 (Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt 2003). Die Stickstoff-Einträge liegen bei 5 - 30 kg ha-1 a-1. Das langfristige N-Aufnahmevermögen von Wäldern wird auf nur 10 - 15 kg ha-1 a-1 geschätzt. Die Relation zwischen NH4 (Ammonium) und NO3 (Nitrat) beträgt ca. 1:1, regional bestehen jedoch Unterschiede, im Schwarzwald bestehen die N-Einträge zu 2/3 aus NO3, in Oberschwaben zu 2/3 aus NH4 (Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt 2003).

Geht man von der heutigen Depositionssituation aus, kann diejenige Summe der Gesamtsäurebelastung vorsichtig abgeschätzt werden, die in Wälder Baden- Württembergs über die gesamte jüngere Industrialisierungsphase hinweg eingetragen wurde. Wenn man annimmt, dass die heutige Belastung ca. 50 Jahre wirksam war, lag die Summe der Gesamtsäurebelastung in den letzten 50 Jahren zwischen 25 und 150 kmolc.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 31.8.2005
• Zusatzinfo: XVI, 422 S. 118 Abb.
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Biologie
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Geowissenschaften ► Geologie
• Themenwelt: Technik
• Themenwelt: Wirtschaft
• Schlagworte: Artenzusammensetzung • Biodiversität • Boden • Bodenkunde • Diversität • Fauna • Forstwissenschaft • Holznutzung • Mitteleuropa • Naturschutz • Ökosystem • Ökosystemforschung • Stoffhaushalt • Umweltmonitoring • Vegetation • Wachstum • Wald • Wälder • Waldwirtschaft
• ISBN-10: 3-540-27247-X / 354027247X
• ISBN-13: 978-3-540-27247-2 / 9783540272472