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Prof. Dr. Ulrich Kohnle

PD Dr. Ulrich Kohnle

Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA)
Abteilungsleiter Waldwachstum

Wonnhalde 4
D-79100 Freiburg i. Breisgau

Tel. +49 761 4018 251
Fax +49 761 4018 333

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Artikel

Autor(en): Elke Lenk und Georg Kenk
Redaktion: FVA, Deutschland
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Langfristiges Wachstum Schwarzwälder Plenterwälder

Plenterwaldversuch 17/2 Bad Rippoldsau-Schapbach
Abb. 1a: Plenterwaldversuch 17/2 Bad Rippoldsau-Schapbach, Zieldurchmesser 80 cm, Aufnahme Mai 2005. (Foto: E. Lenk)
 
Info:

"Der Plenterwald ist eine mehrstufige, meist naturnah gemischte Dauerbestockungsform, in der auf kleinster Fläche ein struktureller Gleichgewichtszustand durch baum- bis truppweise Mischung von Ober-, Mittel- und Unterstand mit Unterschieden hinsichtlich Höhe, Durchmesser und Alter erreicht wird. Der Plenterbetrieb bedient sich zur gleichzeitigen Verjüngung, Erziehung, Ausformung und Ernte des Waldes ausschließlich des Plenterhiebes für die Erreichung eines annähernden Gleichgewichtszustandes mit nachhaltig höchster Wertleistung des Einzelbestandes" (Leibundgut 1946).

 
Tanne im Plenterwald
 Abb. 1b: Größenvergleich: Tanne im Pw 15/3 Wolfach. (Foto: E. Lenk)
 
Hinweis für die Abb. 2-10: Um eine vergrößerte Ansicht der Abbildungen zu erhalten, einfach die jeweilige Grafik anklicken.
Lage der Versuche
Abb. 2: Lage der PlenterwaldVersuchsflächen.
 
Periodisch jährlicher Durchmesserzuwachs über Durchmesserstufe
Abb. 3: Periodisch jährlicher Durchmesserzuwachs über Durchmesserstufe (im Mittel aller Plenterwaldversuchsflächen).
 
BHD-Zuwächse nach Durchmesserstufen 1950-2001
Abb. 4: BHD-Zuwächse nach Durchmesserstufen 1950-2001 (Plw 16/2 Todtmoos, Zieldurchmesser 80 cm, Tannen & Fichten).
 
Mittlerer jährlicher Höhenzuwachs über Durchmesserstufe
Abb. 5: Mittlerer jährlicher Höhenzuwachs über Durchmesserstufe (Plenterwaldversuchsflächen Schwarzwald).
 
h/d-Wert über Durchmesserstufe
Abb. 6: h/d-Wert über Durchmesserstufe (Plenterwaldversuchsflächen Schwarzwald, Versuchsflächen Ta 212+213 Triberg).
 
Verteilung des Volumenzuwachses nach Stärkeklassen
Abb. 7: Verteilung des Volumenzuwachses nach Stärkeklassen (Mittelwerte über die gesamte Beobachtungsdauer).
 
Verteilung des Volumens (BB) auf Stärkeklassen
Abb. 8:Verteilung des Volumens (BB) auf Stärkeklassen (Mittelwerte über die gesamte Beobachtungsdauer).
 
Vorrat und Zuwachs 1903-2001
Abb. 9: Vorrat und Zuwachs 1903-2001 (Plw 15/2 Wolfach, Zieldurchmesser 60 cm).
 
Volumenzuwachs nach Stärkeklassen 1903-2001
Abb. 10: Volumenzuwachs nach Stärkeklassen 1903-2001 (Plw 15/2 Wolfach, Zieldurchmesser 60 cm, gleitendes Mittel).

Tannendominierte Plenterwälder mit Fichten und geringen Buchenanteilen dienen v.a. in den Bauern- und Gemeindewäldern des mittleren Schwarzwaldes traditionell der Starkholz-Erziehung. Ihre waldbauliche Wertschätzung unterlag in der Vergangenheit erheblichen Schwankungen (Schütz 2001). Gegenwärtig wird ihnen im Schwarzwald ein Anteil von rund 8 % (Sonderauswertung zur BWI2, FVA Freiburg Abt. BuI, 2005) zugerechnet. Plenterwälder werden heute als erstrebenswerte Formen einer Dauerbestockung im Fichten-Tannen-Buchen-Bergmischwald annähernd ebener Lagen angesehen (LFV BW 1999, Schütz 2001) . Allerdings sind ihre Struktur und ihr Gleichgewicht nur über ständige und wohl überlegte Eingriffe zu erhalten (Bachofen 1999, Kenk 1993, Schütz 2001).

Der vorliegende Beitrag stellt für den Zeitraum 1950 bis 2001 die Ergebnisse der sieben langfristig von der baden-württembergischen FVA betreuten Plenterwald-Versuchsflächen dar. Damit werden frühere Beiträge von Zimmerle (Zimmerle 1936, 1941) und Mitscherlich (Mitscherlich 1952, 1961, 1963) mit detaillierten Aussagen zum Wachstum aktualisiert und ergänzt.

Die Versuche und ihre Behandlung

Drei Versuche mit fünf Feldern (Abb. 2) liegen auf Buntsandstein des mittleren Schwarzwaldes zwischen Wolfach und Freudenstadt (760 und 835 m ü. NN, Jahresniederschlag rund 1.540 mm und Jahresdurchschnittstemperatur 6,8°C); ein Versuch mit zwei Feldern befindet sich im Südschwarzwald (Todtmoos) auf Gneis (1.000 m ü. NN, bei Jahresniederschlägen von 1.870 mm und Durchschnittstemperaturen von 6,0°C). Die Versuchsfelder sind zwischen 0,4 und 1,0 ha groß und überwiegend eben bis schwach geneigt. Es dominiert mit Ausnahme einer Versuchsfläche mit über 60 % die Tanne, es folgt die Fichte mit 30 bis 40 %, die Buche ist mit max. 10 % vertreten. Die Aufnahme- und Behandlungsintervalle liegen bei rund 5 Jahren.

Die Behandlung der Versuche orientiert sich an numerisch definierten Vorgaben und weiteren Gesichtspunkten: Ausgehend vom Ziel eines langfristigen Gleichgewichtszustandes zwischen Zuwachs und Nutzung mit fallweise errechneten Gleichgewichtskurven und der auf Zieldurchmesser von 60 bzw. 80 cm BHD ausgerichteten Ernte, spielen die notwendige Entnahme beschädigter Bäume, die Förderung der Verjüngung, die Auflösung zu dichter Partien und die Regulierung der Mischungen eine Rolle. Mit dem Programmpaket "PEP" (Klädtke, Yue 2003) steht seit 2001 ein Instrument zur Verfügung, das die Strukturanalyse und die Berechnung von Gleichgewichtskurven erleichtert und optimierte Nutzungsvorschläge als Entscheidungshilfe ableitet bzw. die Auswirkungen definierter Nutzungen für die Strukturdynamik prognostiziert.

Die Plenterwald-Versuchsflächen erfuhren während ihrer z. T. mehr als hundertjährigen Betreuung auch Störungen durch Sturm, Schneebruch und Trockenheit im regional üblichen Umfang. Sie repräsentieren in ihrer aktuellen Struktur durchaus unterschiedliche Entwicklungszustände, die sich zwischen fortgeschrittener Überführung (z. B. Plw 16 Todtmoos) und annäherndem Plentergleichgewicht (z. B. Plw 15/2 Wolfach) bewegen.

Ergebnisse - Zuwachsdaten

Durchmesser

Entsprechend den sehr unterschiedlichen Standraum- und Standortsbedingungen variieren die Durchmesserzuwächse erheblich. Sie steigen mit zunehmenden Brusthöhendurchmessern (BHD).

Die Zuwächse der Fichte liegen bis zu einem BHD von etwa 40 cm über denen der Tanne (Abb. 3); vermutlich ein Ergebnis unterschiedlicher Überschirmung während der Entwicklung vom Schwach- zum Mittelholz: Im Gegensatz zur Fichte vermag sich die Tanne auch noch bei stärkerer Überschirmung zu halten. Zusätzlich zur Überschirmung wirkt die gegenseitige Konkurrenz in Verjüngungsgruppen bei beiden Baumarten als Wachstumsbremse. Ab einem BHD von 18 bis 25 cm stehen die Bäume eher in größeren Abständen. Das Wachstum wird jetzt stärker von der Überschirmung beeinflusst . Erst ab einem BHD von ca. 40 cm gehören die meisten Bäume zur Oberschicht und können weitgehend frei von Konkurrenz/ Überschirmung wachsen. Die Kulmination der Durchmesserzuwächse im Oberholz sieht Schütz bei BHD 90 (Schütz 2001).

Die Tannen und Fichten bei Durchmessern bis 10 und selbst bis 20 cm bleiben lange im Unterstand. Sie haben beispielsweise auf Versuchsfläche Plw 16/2 Todtmoos in gut 50 Jahren lediglich einen Durchmesserzuwachs von 8 bzw. 9 cm. Bäume mit BHD 20 bis 30 cm leisten mit rund 17 cm bereits den doppelten Zuwachs, solche mit 40 bis 50 cm BHD erreichen mit im Mittel 26 cm den dreifachen Durchmesserzuwachs während des Beobachtungszeitraums.

Im zeitlichen Verlauf (Abb. 4) sind bei allen Plenterwald-Versuchsbeständen relativ hohe Durchmesserzuwächse Mitte der 50er und in den 60er Jahren festzustellen. Es folgt ein Absinken in den 70ern und danach ein Anstieg auf das frühere, bei einigen Versuchsflächen auch auf ein zuvor noch nie erreichtes höheres Niveau. Ein entsprechender Anstieg ist auch bei den periodischen Volumenzuwächsen in fast allen Plenterwaldversuchsflächen festzustellen, unabhängig vom Entwicklungszustand bzw. von der Bestandesbehandlung. Die beiden Versuchsfelder in Todtmoos (Plw 16/1+2) haben dabei (auch aufgrund ihres relativ hohen Fichtenanteils) im Vergleich zu den anderen fünf Feldern noch den geringsten Anstieg.

Zusammenhänge mit der Witterung liegen nahe: Nach den Trockenjahren 1947/49 sind die frühen 50er Jahre warm-trocken. Zwischen 1955 bis 1970 fallen mit wenigen Ausnahmen außergewöhnlich hohe Niederschläge während der Vegetationszeit (Spiecker 1986). Die 60er Jahre sind eher kühl und die 70er Jahre geprägt von Wärme und Niederschlagsarmut. Mit den relativ niederschlagsreich beginnenden 80er Jahren und ihren überdurchschnittlichen Temperaturen steigen die Durchmesserzuwächse wieder an (Fischer, Konnert 1989).

Höhenzuwachs

Im Höhenwachstum liegt die Fichte von Jugend an etwas über der Tanne. Bei einem BHD von 80 cm sind die Fichten im Durchschnitt 1,5 bis 2 m höher. Aus den mittleren Durchmesserzuwächsen (Abb. 3) und den Einheits-Höhenkurven für Fichte und Tanne ist im Anhalt an Mitscherlich (Mitscherlich 1961) der periodisch jährliche Höhenzuwachs berechnet (Abb. 5). Die Fichte liegt mit einem mittleren jährlichen Höhenzuwachs von 20 cm zunächst deutlich über der Tanne, kulminiert mit Werten von über 25 cm jedoch früh bei einem BHD von etwa 16 cm (entsprechend einer Höhe von 12 m) und fällt ab einem BHD von 20 cm relativ stark ab. Dagegen erreicht die Tanne ihre Spitzenwerte von (nur) 18 cm erst bei einem BHD von 27 cm (bei Höhen von 19 m). Danach fällt sie allerdings weniger stark ab und bleibt im Höhenzuwachs über dem Niveau der Fichte. Die Höhenzuwachskurven von Fichte und Tanne schneiden sich bei einem BHD von 38 cm bzw. einer Höhe von 25 m. Die größeren Endhöhen der Fichte resultieren also aus ihrer Überlegenheit bis zu diesem Zeitpunkt.

h/d-Werte

Die höchsten mittleren h/d-Werte treten bei Fichten und Tannen in den Plenterwaldversuchen bei einem BHD um 15 cm bzw. einer Höhe von 13 m auf (Abb. 6). Aufgrund der erheblichen Streuung der Einzelbaumwerte können dabei Extremwerte von über 150 erreicht werden. Viele Schneebrüche sind die zwangsläufige Folge. Bei etwa 50 cm BHD liegen die mittleren h/d-Werte um 60; sie können im Starkholz bis auf 40 absinken. Tendenziell liegen die h/d-Werte der Fichte bei gleichem BHD etwas höher als die der Tanne. Die Unterschiede sind jedoch so gering, dass sie nicht zwingend auf eine geringere Stabilität der Fichte schließen lassen.

Für einen Vergleich mit einem ±gleichaltrigen Bestand werden die h/d-Werte von Bäumen der Versuchsflächen Ta 212 und Ta 213 im Stadtwald St. Georgen (ehem. Forstbezirk Triberg) herangezogen. Die Bestände stammen aus längerfristiger Naturverjüngung und werden seit 1933 hochdurchforstet. Die h/d-Werte der Grundflächenmittelstämme beider Bestände liegen in der Jugend mit >90 deutlich über den Mittelwerten der Plenterwaldbäume, nähern sich ihnen jedoch mit der Zeit an. Im Gegensatz dazu liegen die h/d-Werte der 200 stärksten Bäume je ha von Beginn an deutlich unter den durchschnittlichen Werten im Plenterwald und bleiben bei größeren Durchmessern mit 60 bis 70 im engeren Streurahmen der Plenterwalddaten. Dies zeigt, dass das "Knochengerüst" zielorientiert gepflegter, gleichaltriger Bestände dem Plenterwald vergleichbare Stabilitäten aufweisen kann. Darüber hinaus sind die Bäume in gleichaltrigen Beständen nicht wie im Plenterwald durch von Alt-"Tannen" herabstürzendem Schnee gefährdet.

Vorrat und Volumenzuwachs

Im Durchschnitt aller Versuchsflächen liegt der absolute Volumenzuwachs seit 1950 bis 2001 bei rund 11 Vorratsfestmeter/Jahr/ha. Dies entspricht den Ergebnissen von Mitscherlich im Jahr 1952 (Mitscherlich 1952), damals hergeleitet aus 12 badischen Plenterwaldversuchen mit Beobachtungszeiträumen von 26 bis 70 Jahren. Über die letzten 5 Jahrzehnte hinweg ist eine Variationsbreite des periodischen Zuwachses (5-Jahresperioden) von bis zu 70 % um den jeweiligen Mittelwert einer Fläche zu festzustellen.

Über alle Plenterwälder hinweg werden drei Viertel des Zuwachses vom Starkholz erbracht (Abb. 7), obwohl sein Anteil am Vorrat lediglich ein starkes Drittel ausmacht (Abb. 8). Dies entspricht annähernd dem von Schütz (Schütz 2001) für Schweizer Plenterwälder genannten Wert von 80 % (die Abweichung ergibt sich aus den etwas höher angesetzten Zieldurchmessern in der Schweiz und möglicherweise aus noch vorhandenen Ungleichgewichten in den Plenterstrukturen). Etwa ein Fünftel wird vom Mittelholz und lediglich fünf Prozent vom Schwachholz geleistet. Im Starkholz-Plenterwald mit Zielstärke BHD 80 cm liegt der Zuwachsanteil des Starkholzes mit gut 80 Prozent noch etwas höher als im Mittel aller Flächen und selbst im Bauholztyp (BHD 60 cm) gehen noch zwei Drittel des Zuwachses auf sein Konto. Allerdings variieren die Werte von Fläche zu Fläche erheblich.

Am Beispiel der seit 1903 periodisch aufgenommenen Versuchsfläche Plw 15/2 in Wolfach ("Königswald") werden Zusammenhänge zwischen Vorratshöhe und Zuwachs sichtbar (Abb. 9). Der Bestand ist zu Beginn der Beobachtungszeit und vor dem Hieb mit über 500 Vfm/ha vorratsreich, hat einen hohen Mittelholzanteil, es fehlt jedoch an Verjüngung. Von 1903 bis 1926 werden vier Hiebe mit jeweils zwischen 95 und 150 Vfm durchgeführt. Dies entspricht fast dem doppelten Zuwachs. Innerhalb von 25 Jahren wird so der Vorrat um mehr als die Hälfte auf 210 Vfm (bleibender Bestand) abgesenkt. Entsprechend fallen die periodischen Zuwächse. Ab Ende der 40er Jahre steigen sie wieder, obwohl mit 200 Vfm ein niedriger Vorrat gehalten wird. Seit Anfang der 60er Jahre wird der Vorrat wieder erhöht – der Zuwachs steigt. Die Aussage von Mitscherlich (Mitscherlich 1952), dass der Volumenzuwachs im Plenterwald weitgehend unabhängig von der Vorratshöhe sei, gilt im wesentlichen für Bestände im Gleichgewicht. Sehr starke Eingriffe in Vorrat und Struktur wirken dagegen offensichtlich ungünstig auf den Zuwachs.

Die Entwicklung des Volumenzuwachses von Stark-, Mittel- und Schwachholz (>50, 25-50, 4-25 cm) ist für die Versuchsfläche Plw 15/2 in Abb. 10 dargestellt: Der Volumenzuwachs sinkt bis Anfang der 40er Jahre und steigt seither kontinuierlich. Den größten Zuwachsrückgang zeigen zu Beginn der Beobachtungszeit das Stark- und das Schwachholz. Der Grund liegt in der Entnahme zahlreicher "erntereifer" Bäume zur Förderung der Verjüngung, die nicht ohne Verluste an schwachen Durchmessern (Fällungsschäden) durchzuführen ist. Hinzu kommen Ausfälle im Schwachholz durch Schneebruch zwischen 1910 und 1921. Mitte der 20er Jahre ist das Starkholz weitgehend genutzt, jetzt werden zunehmend mittelstarke Bäume eingeschlagen, daraufhin sinkt der Zuwachs im Mittelholz. Gleichzeitig führt verstärkter Lichteinfall zu einer Verjüngungswelle, die ihren Höhepunkt 1936 erreicht. Steigender Zuwachs im Schwachholz bis 1960 ist die Folge. Das Schwachholz wächst ab Anfang der 60er Jahre zunehmend ins Mittelholz ein und führt hier zu einem starken Anstieg, beim Schwachholz hingegen zu einem Absinken des Zuwachses. Seit Anfang der 80er Jahre steigt der periodische Zuwachs im Starkholz entsprechend seinem höheren Anteil am Vorrat. Dazu kommt ein seit dieser Zeit bei allen Versuchen festzustellendes höheres Zuwachsniveau. Wenn heute der flächenbezogene Zuwachs im wesentlichen wieder vom Starkholz, gefolgt vom Mittelholz und nur zu geringen Teilen vom Schwachholz geleistet wird, kann dies als Ausdruck der mittlerweile wieder "normalisierten", d.h. gleichgewichtsnahen Plenterwaldstruktur gewertet werden.

Zusammenfassung

Tannendominierte Plenterwälder spielen in den Fi-Ta-Bu-Bergmischwaldgebieten des Schwarzwaldes traditionell eine Rolle. Als erstrebenswerte Formen einer Dauerbestockung soll ihr Anteil künftig steigen. Die dazu notwendige Überführung tannenreicher Mischbestände erscheint allerdings nur über lange (Verjüngungs-) Zeiträume möglich.

Die (stark variierenden) Durchmesserzuwächse steigen im Plenterwald generell mit dem BHD. Dabei zeigt die Fichte im Durchmesser- wie im Höhenzuwachs gegenüber der Tanne in der Jugend eine gewisse Überlegenheit. Das Wachstum der Fichte kulminiert jedoch früher und ab Durchmessern von 40 cm fallen ihre Werte unter die der Tanne ab.

Die mittleren h/d-Werte steigen im Schwachholz nur wenig über 80 und können im Starkholz auf bis zu 40 absinken. Allerdings ist die Streuung der Einzelwerte enorm und so sind h/d-Werte von über 100 im schwachen Durchmesserbereich nicht ungewöhnlich.

Obwohl das Starkholzes am Gesamtvorrat (Volumen) nur etwa ein Drittel ausmacht, leistet es gut drei Viertel des Volumenzuwachses.

Der periodisch jährliche Volumenzuwachs 1950 bis 2001 entspricht mit im Schnitt 11 Vfm/Jahr/ha den Ergebnissen von Mitscherlich 1952. Die hohen Zuwächse der letzten Jahre reichen also lediglich aus, die niedrigen Werte der frühen 50er und vor allem der 70er Jahre auszugleichen. Sie können damit noch kaum als Beleg für ein insgesamt angestiegenes Wachstumsniveau gewertet werden.

Starke Eingriffe in Vorrat oder Struktur haben grundsätzlich deutliche und lang nachwirkende Auswirkungen auf den Zuwachs und seine Verteilung. Dieser hängt zwar nicht unmittelbar von der Vorratshöhe ab, seine Stetigkeit setzt jedoch Plenterbestände im Gleichgewicht und zuwachsadäquate Eingriffe in regelmäßiger Wiederkehr von etwa 5 Jahren voraus.

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