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Dr. Bertram Leder

Wald und Holz NRW
Lehr- und Versuchsforstamt Arnsberger Wald
Schwerpunktaufgabe Waldbau und Forstvermehrungsgut

Obereimer 2a
D - 59821 Arnsberg

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Obmann der Sektion Waldbau

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Artikel

Autor(en): Bertram Leder, Hilmar von Bodelschwingh
Redaktion: WUH, Deutschland
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Buchensaat unter Fichtenschirm

Zur Dynamik und Qualität von Buchen auf neunjährigen Buchen-Saatplätzen unter Fichtenschirm

Buchensaaten unter Fichtenschirm sind als Alternative zum Voranbau durch Pflanzung wiederentdeckt worden. Der Beitrag stellt einige Ergebnisse einer neunjährigen Beobachtung und Dokumentation einer Versuchsfläche in Ostwestfalen vor.

Buchensaaten unter Fichtenschirm gelten zunehmend wieder als Alternative zum Voranbau durch Pflanzung. Einerseits vereinfachen neue, rationelle Saatverfahren die Durchführung (vgl. MURL 1998), andererseits weisen viele Untersuchungen (u. a. Ammer et al. 2001 und Leder et al. 2002) auf unter bestimmten Bedingungen große Vorteile im Vergleich zur Pflanzung hin. Um die Dynamik innerhalb von 9-jährigen, manuell angelegten Buchensaatplätzen zu erfassen, wurden auf einer Versuchsfläche im Forstamt Hochstift (Ostwestfalen) des Landesbetriebs Wald und Holz NRW 60 ausgewählte Saatplätze aufgenommen (Leder u. Wagner 1996, Bodelschwingh 2007).

Buchen-Plätzesaat
Abb. 1: Manuelle Buchen-Plätzesaat unter Fichtenschirm (Foto: B. Leder)
Fichten-Naturverjüngung
Abb. 2: Fichten-Naturverjüngung ist auf der Versuchsfläche PB-27 im Höhenwachstum der Buche deutlich unterlegen (Foto: B. Leder)

Versuchsfläche und Methodik

Lage der Versuchsfläche: Ebene, submontane Lage auf 330 m über NN, Jahresniederschlag von 900 mm, Jahresdurchschnittstemperatur von 8,5°C.

Bodentyp: frische bis wechselfrische Pseudogley-Braunerde mittlerer Nährstoffausstattung über Hottenstein-Schlufflehm.

Zum Aufnahmezeitpunkt (August 2006) war der Fichtenaltbestand 83-jährig und mit einem Bestockungsgrad von 0,88 weitgehend geschlossen. Die durchschnittliche relative Beleuchtungsstärke betrug 10 % des Freilandlichtes. Auf der ganzen Fläche fand sich in teils hoher Dichte Fichten-Naturverjüngung (Abb. 2), die der Buche jedoch im Höhenwachstum in allen betrachteten Saatplätzen deutlich unterlegen ist.

Die Saat erfolgte 1997: auf vier jeweils 30 x 30 m großen Parzellen wurden in einem Verband von 2 x 2 m Saatplätze vorbereitet und der Mineralboden auf einer Fläche von etwa 0,4 x 0,8 m freigelegt. Anschließend brachte man pro Saatplatz 100 Bucheckern aus und übererdete sie leicht. Heute finden sich dort je nach Anwuchserfolg sowohl vollständig ausgefallene Plätze als auch solche mit mehr als 20 Buchen.

Jede Pflanze bekam eine Position innerhalb des Platzes zugeordnet: neben einer "Zentralbuche", die von einer maximalen Zahl anderer Buchen umstanden war, definierte man die weiteren Pflanzen als Buchen des inneren Rings oder als "Peripheriebuchen". Anschließend erfolgte die Vermessung jeder Buche nach Höhe, Länge des gestreckten Triebes und des Wurzelhalsdurchmessers (WHD). Als wichtiger Wachstumsparameter ließ sich dann der Quotient aus Länge und Wurzelhalsdurchmesser (L:WHD-Verhältnis) berechnen. Der Schiefstandswinkel gegen die Horizontale wurde für jede Saatbuche über deren Höhe und die Entfernung zwischen senkrecht nach unten gepeilter Gipfelknospe und dem Stammfuß berechnet. Abschließend ermittelte man die Anzahl lebender Äste für jeden Baum. Vor den Aufnahmen teilte man die Saatplätze in drei Straten: Stratum I umfasste Plätze mit weniger als sechs Buchen, Stratum II enthielt zwischen sechs und elf, Stratum III zwölf und mehr Buchen. Aus jedem Stratum wurden dann 20 ungestörte, möglichst gleichmäßig über die Fläche verteilte Saatplätze ausgewählt. In diesen 60 Saatplätzen ermittelte man zunächst über Ablotungen die Stand- und Schirmfläche des gesamten Platzes.

Ebenso wurde in jedem Platz die höchste Buche bestimmt; für diese sowie die "Zentralbuche" wurden zusätzliche Parameter aufgenommen. Hier sollte besonders die Neigung zur Bildung von Zwieseln beurteilt werden, wofür man die von Leder und Hillebrand (2001) entwickelte "Tendenz Zwieselbildung" verwendete. Dies ist eine Formel, welche die Stärke angibt, mit der ein Ast in Konkurrenz zum Terminaltrieb tritt. In diese Formel gehen die Position, Länge, Abgangswinkel und Durchmesser des Astes im Vergleich zum Haupttrieb ein. Dieser Wert wurde jeweils für den "stärksten konkurrierenden Seitenast" berechnet.

Ergebnisse

Mittlerweile bedecken die Schirmflächen der Saatplätze durchschnittlich 1 m2, wobei der am weitesten expandierte Platz 2,1 m2 einnimmt. Da durch die Anlage im 2 x 2 m Verband theoretisch jedem Saatplatz eine Fläche von 4 m2 zur Verfügung steht, ist ein seitlicher Schluss der Saatplätze noch nicht abzusehen. Die intraspezifische Konkurrenz findet damit noch weitestgehend innerhalb des Saatplatzes statt.

Unter dem relativ dichten Schirm des Altbestandes zeigten die Saatbuchen ein geringes Höhenwachstum: neun Jahre nach der Saat weisen die aufgenommenen Buchen eine durchschnittliche Höhe von 81 cm auf, die in einem weiten Rahmen zwischen 10 und 220 cm streut. Der Schiefstand ist allgemein sehr stark ausgeprägt. Lediglich 3 % der Buchen weichen um weniger als 10° von der Lotrechten ab; im Durchschnitt beträgt der Schiefstandswinkel gegen die Horizontale 60°. Auch das L:WHD-Verhältnis erreicht einen verhältnismäßig hohen Wert von durchschnittlich 138 über alle aufgenommenen Bäume.

Eine ähnlich weit gestreute Verteilung wie für die Höhe zeigt der WHD. Seine Häufigkeitsverteilung spricht nicht für eine Normalverteilung der Werte. Stattdessen finden sich mehrere Hochpunkte, die als Indiz für eine Dreiteilung innerhalb des Kollektivs gewertet wurden. Wie Abbildung 3 zeigt, können diese Hochpunkte auf drei jeweils normal verteilte Teilgruppen zurückgeführt werden, in denen unterschiedlich vitale Buchen zu finden sind. Um die Vitalität einer Saatbuche zu beschreiben, wurde deren Höhe als Prozentwert der vitalsten Buche im jeweiligen Platz angegeben. Die Aufteilung ist Tabelle 1 zu entnehmen.

Tab. 1: Übersicht über die Vitalitätsstufen
  Höhe in % der vitalsten Buche des Saatplatzes
Vitalitätsstufe 1
≥ 60 %
Vitalitätsstufe 2
40 - 60 %
Vitalitätsstufe 3
< 40 %

Als unterschiedliche Konkurrenzsituationen wurde zum einen die Anzahl gekeimter Buchen (ausgedrückt durch die drei Straten) und zum anderen die Position innerhalb des Saatplatzes ausgewertet. Über Varianzanalysen haben wir verschiedene Wachstumsparameter innerhalb dieser Kollektive verglichen, wobei jeweils die vitalsten Bäume der Vitalitätsstufe 1 betrachtet wurden.

Häufigkeitsverteilung des Wurzelhalsdurchmessers
Abb. 3: Häufigkeitsverteilung des Wurzelhalsdurchmessers für das Gesamtkollektiv und die Vitalitätsstufen

Unterschiede wichtiger Wachstumsparameter in den drei Straten gehen aus Tabelle 2 hervor. Besonders auffällig ist, dass Buchen in den sehr dichten Plätzen des Stratum III im Durchschnitt 14 cm höher sind, als solche im Stratum I. Steigende L:WHD-Verhältnisse verdeutlichen, dass der Wuchs schlanker wird, da das Durchmesserwachstum gegenüber dem Höhenwachstum reduziert worden ist. Dagegen sind keine Unterschiede in den Schiefstandswinkeln der einzelnen Straten festzustellen. Dichtstand fördert damit das Höhenwachstum, führt aber nicht erkennbar zu stärkerem Schiefstand. 

Tab. 2: Gegenüberstellung wichtiger Wachstums- und Qualitätsparameter in den einzelnen Straten (Mittelwerte mit unterschiedlichen Kleinbuchstaben unterscheiden sich signifikant auf dem 5 %-Niveau)
  Stratum I
Stratum II
Stratum III
Höhe 104 cm (b)
108 cm (b)
118 cm (c)
WHD 11,0 mm (a)
9,7 mm (b)
10,2 mm (a, b)
L:WHD-Verhältnis 110 (b)
132 (a)
137 (a)
Schiefstandswinkel 67 ° (a)
66 ° (a)
67 ° (a)

Beim Vergleich von Buchen auf unterschiedlichen Positionen des Saatplatzes konnten aufgrund des geringen Stichprobenumfangs keine statistisch abgesicherten Unterschiede zwischen den Zentralbuchen und den anderen beiden Kollektiven ermittelt werden. Wie Tabelle 3 zeigt, gibt es solche Unterschiede aber zwischen Buchen der Peripherie und dem inneren Ring: auch hier fällt ein Anstieg des L:WHD-Verhältnisses von Rand eines Saatplatzes zum inneren hin auf. Ursache dafür war jedoch - im Gegensatz zu der Untersuchung in den Straten - ein geringeres Durchmesserwachstum von inneren Buchen bei gleichen Höhenmittelwerten. Ebenso sank die Anzahl lebender Äste im inneren Ring des Platzes: pro Meter Höhe bildete ein Baum dort im Durchschnitt zwei Äste weniger als außen. Alle untersuchten Kollektive unterscheiden sich nicht im Schiefstand.

Tab. 3: Wachstum auf unterschiedlichen Positionen des Saatplatzes (Mittelwerte mit unterschiedlichen Kleinbuchstaben unterscheiden sich signifikant auf dem 5 %-Niveau)
  Zentralbuchen Innerer Ring
Peripheriebuchen
Höhe
107 cm (a)
115 cm (a)
112 cm (a)
WHD 9,6 mm (a, b)
9,7 mm (b)
10,5 mm (a)
L:WHD-Verhältnis 132 (a, b)
139 (a)
127 (b)
Schiefstandswinkel 65 ° (a)
68 ° (a)
67 ° (a)
Äste pro m
12 (a, b)
11 (b)
13 (a)

Die vitalsten Buchen fanden sich sowohl im inneren des Saatplatzes als auch an der Peripherie, ohne dass die Verteilung signifikant von der des Restkollektivs abwich. Damit scheint ihre Position zufällig verteilt zu sein. Die Zentralbuche besitzt im Vergleich zur vitalsten Buche keine erkennbar bessere Qualitätsausstattung.

Diskussion und Ausblick

Die Beurteilung der Qualität so junger Pflanzen ist unsicher und mit vielen Fehlerquellen behaftet. Daher können bisher nur Tendenzen abgeleitet werden. Bei der Interpretation der Daten müssen zwei grundlegende Einflussfaktoren gegeneinander abgegrenzt werden: Strahlungsgenuss und Wirkung der intraspezifischen Konkurrenz. Aufgrund der geringen Unterschiede im Strahlungsgenuss konnten keine direkten Wirkungen des Altbestandes auf die Saatbuchen nachgewiesen werden. Wie Weihs und Klaene (2000) zeigen, können neben dem geringen Höhenwachstum auch der kollektiv recht stark ausgeprägte Schiefstand und die hohen L:WHD-Verhältnisse hierauf zurückgeführt werden.

Dennoch zeigen sich Tendenzen für die Wirkung des extremen Dichtstandes in den Saatplätzen: Besonders deutlich tritt dies durch einen schlankeren Wuchs (höheres L:WHD-Verhältnis), geringere Astzahlen und einen höheren Grünastansatz zutage. Trotz nur sehr geringer Unterschiede zwischen den untersuchten Kollektiven besitzen offensichtlich Buchen aus Plätzen mit vielen Bäumen eine bessere Qualität.

Der Schiefstandwinkel zeigte unter höherem Konkurrenzdruck keine Reaktion. Befürchtungen, die Saatplätze würden seitlich auseinander fallen, haben sich bisher nicht bestätigt. Ebenso wenig führte eine hohe intraspezifische Konkurrenz zur Reduktion des Höhenwachstums.

Die natürliche Differenzierung innerhalb der Saatplätze ist zum jetzigen Zeitpunkt sehr deutlich und stark. Aktuell sind daher Eingriffe in die Saatplätze nicht nötig. Die hohe Zahl unterdrückter Bäume in den Plätzen unterstreicht die hohe Überlebenskraft der Buche. Daher ist zu erwarten, dass selbst unterdrückte Bäume relativ lange am Leben bleiben werden. Obwohl in der Wuchsdynamik unterlegen, können sie dennoch positiv auf die Qualitätsentwicklung der verbleibenden Buche(n) wirken.

Literatur

  • Ammer, Ch.; Mosandel, R.; El Kateb, H.; Stölting, R. (2001): Die Entwicklung von Buchensaaten im Vergleich zur Pflanzung. AFZ-DerWald 23: 1208-1210.
  • Bodelschwingh, v. H. (2007): Buchensaat unter Fichtenschirm – Wachstum und Qualität 9-jähriger Buchensaatplätze in Forstamt Paderborn. Diplomarbeit FH Hildesheim/Holzminden/Göttingen.
  • Leder, B.; Hillebrand, K. (2001): Überlegungen zur Charakterisierung der Qualitätsentwicklung in Buchen-Jungwüchsen. Forst und Holz 56: 44-49.
  • Leder, B.; Wagner, S.; Wollmerstädt, J.; Ammer, Ch. (2002): Bucheckern-Voraussaat unter Fichtenschirm – Ergebnisse eines Versuchs des Deutschen Verbandes Forstlicher Forschungsanstalten / Sektion Waldbau -. Forstw. Cbl. 122: 160-174.
  • Ministerium für Umwelt Raumordnung und Landwirtschaft (MURL) NRW (Hrsg., 1998): Merkblatt zu Bucheckern-Voraussaat unter Nadelholz-Schirm. Informationen für den Waldbesitzer.
  • Weihs, U.; Klaene, K. (2000): Wuchsdynamik und Qualität von Buchenvoranbauten unter Fichtenaltholz auf Basaltstandorten im Hessischen Forstamt Kassel. Forst und Holz 55: 177-181.

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