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Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE)

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Artikel

Autor(en): Jan Engel, Dirk Knoche
Redaktion: LFE, Deutschland
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Energie aus dem Stock: Robinie im Schnellumtrieb

Robinien-Stockausschlag im ersten Jahr
Abb. 1: Nutzung des Zuwachs-Potenzials des Stock-
ausschlages für die Verjüngung von Robinienbeständen. (Foto: J. Engel, 2010)
 
Übersichtskarte Robinie in Brandenburg
Abb. 2: Verbreitungskarte der Robinie im Land Brandenburg (DSW 2010)

Zum Vergrößern bitte auf die Grafik klicken.

Die Robinie eignet sich auch auf schwachen und niederschlagsarmen Standorten für den Anbau zur energetischen Nutzung. Ein Modell-Projekt untersucht Methoden einer effizienten Verjüngung, Bestandesbehandlung und Vermehrungsgut-Gewinnung bei dieser Baumart in Brandenburg. Projektpartner sind das Landeskompetenzzentrum Eberswalde (LFE) und das Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften e.V. (FIB).

Im Rahmen des Verbundvorhabens "FastWOOD" soll das durch Kurzumtrieb mobilisierbare Biomassepotenzial der Robinie in Brandenburg bewertet werden. Die beiden Projektpartner  legten dazu in Brandenburg 9 Modellbestände in den Altersbereichen 20, 40, 60 Jahre an, um Konzepte für eine ertragreichere Bewirtschaftung und erfolgversprechende Verjüngung der dort auf rund 8.100 ha vorhandenen Robinienbestände zu etablieren.

Vier Behandlungsvarianten werden untersucht:

  • Niederwald I (1-jähriger Umtrieb)
  • Niederwald II (2-jähriger Umtrieb) jeweils mit ausschließlicher Energieholzproduktion
  • Mittelwald (4-jähriger Umtrieb) sowie Überhalt von hochwertigen Robinien (Zielstammzahl etwa 50 Stk. ha-1, ggf. Astung) mit bis zu 50-jähriger Umtriebszeit, Gewinnung von Vermehrungsgut
  • Hochwald (Referenzfläche) mit bis zu 80-jähriger Umtriebszeit

Robinienland Brandenburg

Nach Information des Bundesamtes für Naturschutz (2011) stocken in Deutschland etwa 14.000 ha Robinienbestände, wobei auf Brandenburg 8.100 ha entfallen (DSW 2009). Angesichts des prognostizierten Klimawandels dürfte diese vergleichsweise trockenresistente Baumart dort an waldbaulicher Bedeutung gewinnen. In Brandenburg kommt die Robinie im ganzen Land vor, hat den Schwerpunkt ihrer momentanen Verbreitung jedoch in den östlichen und südlichen Landesteilen (Abb. 2).

In die Analyse sind nur die rund 4.200 ha im Datenspeicher Wald (DSW) erfassten Reinbestände aus dem Oberstand eingeflossen. Rund 1650 ha (40%) dieser Bestände liegen im Altersbereich von 61 – 80 Jahren, gefolgt von der Altersklasse 41 – 60 Jahre mit einem Flächenanteil von rund 1.200 ha. In den jungen Altersbereichen <20 Jahre stocken lediglich 298 ha. Auffälig sind die geringen Flächengrößen der Robinienbestände, welche größenteils unter 1 ha liegen (Abb. 3).

Robinien-Bestandesgrößen in Brandenburg
Abb. 3: Bestandesgrößen (DSW 2011)


Tabelle 1 zeigt die durchschnittlichen Ertragskenndaten der Robinienbestände in Brandenburg, welche den schwachen Baumholzbereich repräsentieren.

Tab. 1:  Ertragskenndaten der Robinie in Brandenburg (DSW 2010). Über die Fläche gewogene Mittelwerte (8.100 ha Oberstand, alle Bestandesmischungen, alle Eigentumsarten)
BHD (D13): 26,3 cm
Mittelhöhe: 18,6 m
Vorrat pro ha: 221,4 Vfm
Zuwachs pro ha und Jahr: 5,0 Vfm

Vielversprechender Zuwachs im ersten Jahr

Auf den Versuchsflächen zeigte sich eine hohe Wüchsigkeit der Stockausschläge und der Wurzelbrut im ersten Jahr. Die durchschnittliche Biomasseproduktion über alle Altersstufen und -standorte beträgt 4,34 t pro ha·und Jahr. Die Erträge schwanken um den Faktor 10 zwischen 0,75 t pro ha und Jahr (Schwenow 3, Z2) und 7,65 t pro ha und Jahr (Schwenow 1, K2). Der auffällig geringe Biomasseertrag im Altersbereich 40 Jahre ist auf den besonders ertragsschwachen Standort Schwenow 3 zurückzuführen, der durch die im ersten Umtrieb noch fehlende Fläche Senftenberg deutlich stärker ins Gewicht fällt. Eine klare Alters- oder Standortabhängigkeit ist bisher nicht erkennbar (Abbildung 4).

Bisher konnte keine gesicherte Beziehung zwischen dem jährlichen Biomassezuwachs und dem Alter der Ausgangsbestände, des pH-Pufferbereiches und dem Bodenwasserhaushalt nachgewiesen werden. Jedoch unterstreichen zahlreiche Arbeiten hier die Bedeutung der Bodeneigenschaften, insbesondere des pflanzenverfügbaren Wassers, der Bodendurchlüftung und der Durchwurzelungstiefe in Robinienbeständen (vgl. Bongarten et al. 1992). Das Massenverhältnis Wurzelbrut zu Stockausschlag variiert von 13% bis 57% (Ø 34%). Aufgrund des relativ hohen Rindenanteils liegt der mittlere Wassergehalt der einjährigen Ruten zum Erntezeitpunkt bei beachtlichen 43,8 M.-%.

Robinie Erntemengen im ersten Jahr
Abb. 4: Biomasseproduktion in einjähriger Rotation (erstes Jahr der Bewirtschaftung)

Zum Vergrößern bitte auf die Grafik klicken

Der hohe und möglicherweise noch zunehmende Anteil der Wurzelbrut eröffnet Perspektiven für waldbauliches Handeln über die reine Energieholzproduktion hinaus. Problematisch wird zum jetzigen Zeitpunkt der Einsatz geeigneter Erntetechnologie für kleine Flächen und einen gering dimensionierten einjährigem Aufwuchs sowie der hohe Wasseranteil bei der Ernte gesehen. Dieser erfordert für waldfrische Ware kurze Transportwege zum Verbraucher bzw. Lagermöglichkeiten zur Trocknung.

Hoher Heizwert

Im Rahmen der Untersuchungen des Projektes Fast-WOOD wurden über alle Flächen 297 Stammholz-Proben der Ausgangsbestände und 72 Proben aus dem einjährigen Aufwuchs durch das Labor der Professur für Forstnutzung der TU Dresden – Fakultät für Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften u. a. auf die Darrdichte untersucht.

Der Mittelwert der Darrdichte für das untersuchte Stamm- holz liegt bei 0,7458 g/m³ (s=0,0544) und für die einjährigen Stockausschläge bei 0,5552 g/cm³ (s=0,0664). Dieser Unterschied erklärt sich nach Dünisch et al. (2008) durch die höhere Dichte des Kernholzes und den im Verhältnis geringeren Rindenanteil bei Stammholz. Der Vergleichswert für Hybrid-Pappeln im Kurzumtrieb liegt im Mittel zwischen 0,33 und 0,47 g/cm³ (Sachsse 1979, Dinus et al. 1990). Dadurch haben Robinien-Hackschnitzel eine höhere Energiedichte, was z. B. reduzierte Transport kosten zur Folge hat. Der Heizwert (Tabelle 2) wurde nach DIN 51900 anhand von 33 Proben (Stammholz) und 28 Proben (einjährige Ruten), die repräsentativ nach Altersbereich, Standort und Qualitätsstufe ausgewählt wurden, bestimmt.

Tab. 2: Heizwerte (kJ/kg wasserfrei) von Robinien-Stammholz und Ruten aus einjährigem Umtrieb im Vergleich
  Stammholz Ausgangs- bestände (n=33) % vom Mittel Kernholz Stockausschlag

(1.Umtrieb) (n=28)

% vom Mittel Splintholz
Mittelwert Kernholz 18.538 100,0    
Mittelwert Splintholz 18.208 98,2 17.493 100,0
Mittelwert Rinde 18.672 100,7 19.090 109,1

Ausblick

Auf 9 Versuchsflächen im Land Brandenburg werden neue waldbauliche Konzepte für eine energetische und stoffliche Verwertung der Robinie erprobt. Ziel ist die Mobilisierung bisher ungenutzter, aber nachhaltig verfügbarer Holzreserven im Sinne des "Nationalen Biomasseaktionsplans für Deutschland" (BMELV & BMU 2009). Keinesfalls verbindet sich damit ein flächenrelevanter Robinienanbau zu Lasten standortheimischer Laubbaumarten ("Grüner Ordner", MLUR 2004). Es geht vielmehr um betriebswirtschaftlich sinnvolle Behandlungsalternativen für vorhandene, waldbaulich schwierige Ausgangsbestände.

Als problematisch wird neben den gesetzlichen Anforderungen einer ordnungsgemäßen Waldbewirtschaftung (Einstufung als Kurzumtriebsplantage, Mindestumtriebszeiten) insbesondere der Einsatz rationeller Erntetechnologien für kleine Flächen mit gering dimensioniertem, aber stammzahlreichem Aufwuchs angesehen. So dürften die reinen Erntekosten etwa 90 % des Bewirtschaftungsaufwandes ausmachen (vgl. Bally et al. 1997). Zwar entfallen in niederwaldartiger Nutzung Investitionen für Bestandesbegründung und -pflege, im Gegensatz zu Agrarholz ist jedoch eine flächige Befahrung aus Bodenschutzgründen (Zertifizierung) und zur Sicherung des Stockausschlagvermögens nicht möglich. Zudem erfordert der hohe Wassergehalt des feldfrischen Robinienholzes kurze Transportwege oder eine örtliche Vortrocknung von Ruten bzw. Hackschnitzeln. Für die nächsten Rotationszyklen gilt es verlässliche Zuwachszahlen, die ertragsbestimmenden Erklärungsvariablen und plausible Ertragsfunktionen zu ermitteln. Hierauf basierend lässt sich der optimale Erntezeitpunkt festlegen und eine betriebswirtschaftliche und technologische Verfahrensbetrachtung durchführen. Schließlich soll ein Kriterienkatalog zur Auswahl geeigneter Ausgangsbestände abgeleitet werden.

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