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Z-Baum orientierte Auslesedurchforstung in Buche [Fagus sylvatica L.]: Auswirkungen auf Qualität, Sortenstruktur und Wertleistung

Authors:
8 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
SCHWARZBAUER, P. (1998): Structural change in roundwood and forest produc-
ts markets: definitions, factors and methods. In: SOLBERG, B. and
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2M1996+++++16622+0+1+++++1+++++, Wien.
Z-Baum orientierte Auslesedurchforstung in Buche [Fagus sylvatica L.]:
Auswirkungen auf Qualität, Sortenstruktur und Wertleistung
(Mit 8 Abbildungen und 6 Tabellen)
Von S. HEIN1),*), E. LENK1), J. KLÄDTKE2), U. KOHNLE1)
(Angenommen Juni 2006)
SCHLAGWORTER KEY WORDS
Z-Baum; Auslesedurchforstung; Buche; Holzqualität; Sortierung;
Wertleistung.
Crop tree; selective thinning; European beech; wood quality;
timber assortment; value production.
1. EINLEITUNG
Die Wertleistung von Waldbeständen bildet die wirtschaftliche
Basis von Forstbetrieben. Sie ergibt sich aus der Bewertung der
naturalen Produktionsleistung (Menge, Qualität, Dimension) mit
Aufwands- und Ertragsgrößen (z.B. Aufwand für Bestandes-
behandlung und Holzernte, Rundholzpreise). Neben der Leistungs-
fähigkeit des Standorts und der Baumartenwahl ist dabei die
Behandlungsstrategie von großer Bedeutung für eine zielgerichtete
Beeinflussung des Wachstums: sie bestimmt die Entwicklung des
Rundholzes nach Qualität und Sortengliederung und hat zugleich
starken Einfluss auf die Produktionsrisiken.
Während früher bei der Entwicklung von Behandlungsstrategien
vorwiegend bestandesbezogene Überlegungen im Vordergrund
standen, beschreiben zeitgemäße Durchforstungsstrategien die ziel-
gerichtete Entwicklung einzelner Bäume. Beispielsweise wird mit
früh einsetzenden, Z-Baum orientierten Durchforstungskonzepten
das Wachstum ausgewählter Einzelbäume gelenkt. Durch die Ent-
nahme von Bedrängern soll deren potenzieller Zuwachs auf dauer-
haft ausgewählte Z-Bäume konzentriert werden (vgl. GRABNER,
1840; FISCHBACH, 1885; PHILLIP, 1924; ABETZ, 1970; ABETZ, 1975;
HERBSTRITT et al., 2006).
Im Gegensatz zu den umfangreichen Experimenten zur Wachs-
tumssteuerung von Z-Bäumen bei Nadelbäumen, insbesondere der
Fichte, (z.B. ABETZ, 1969; ABETZ, 1977; JOHANN, 1983; HERB-
STRITT et al., 2006) wurden nur wenige vergleichbare Versuche für
die Buche angelegt (z.B. BRYNDUM, 1980; PARDÉ und TISSERAND,
1981; BRYNDUM, 1987). Anfangs der 1970er Jahre installierte
ALTHERR in Südwestdeutschland jedoch eine umfangreiche Ver-
suchsserie. Als Ziel wurde die Verbesserung der Wertleistung
durch eine Erhöhung des Anteils der Stammholzklassen L4-6 for-
muliert. Mit einer Lichtwuchsdurchforstung sollte das Durch-
messerwachstum der Z-Bäume beschleunigt und auch einer Ent-
wertung durch Rotkern entgegengewirkt werden (ALTHERR, 1971;
ALTHERR, 1981). Durch ihre Einmaligkeit und lange Beobachtungs-
dauer dienten diese Versuchsanlagen wiederholt als Wachstums-
referenz in der Diskussion um quantifizierte Produktionsziele und
praxisverständliche Durchforstungsanweisungen (WILHELM et al.,
1999a, b, c; KLÄDTKE, 2002). Mit einigen Modifikationen bilden
die wachstumskundlichen Grundlagen der von ALTHERR konzipier-
ten Durchforstungsversuche auch die Richtschnur für die im öffent-
lichen Wald in Baden-Württemberg gültigen waldbaulichen Prinzi-
pien zur Behandlung von Buchenwäldern (BW-LFV, 1999; VON
TEUFFEL, 2002).
Eine auf die Analyse der Durchmesserentwicklung ausgerichtete
erste Zwischenbilanz dieser Versuche wies bereits darauf hin, dass
mit einer Z-Baum orientierten Auslesedurchforstung das Durch-
messerwachstum von Buchen gegenüber den früher üblichen
schwächeren Hoch- bzw. Niederdurchforstungen verbessert werden
kann (KLÄDTKE, 1997). Die zusätzliche Analyse großkroniger,
weitständig erwachsener Buchen aus dem französischen und süd-
westdeutschen Raum konnte Zusammenhänge zwischen Alter,
Durchmesser und Rotkernbildung aufzeigen (KLÄDTKE, 2002). Auf
der Grundlage dieser Ergebnisse ist davon auszugehen, dass die
60– 80 dicksten Bäume je ha bei rechtzeitig einsetzender Licht-
wuchsdurchforstung Stärken von 60 cm Brusthöhendurchmesser
(BHD) innerhalb von etwa 90 Jahren erreichen können. Auch
schwächere Buchen sind offenbar in der Lage, diese Stärke in
weniger als 120 Jahren zu erzielen. Einen wesentlichen Aspekt bei
der Festlegung von Produktionszielen bildet dabei die Beobach-
tung, dass erst bei darüber hinausgehendem Alter das Entwertungs-
risiko durch Rotkernbildung stärker ansteigt.
2. PROBLEMSTELLUNG
Auf der von ALTHERR eingerichteten Versuchsreihe zur Licht-
wuchsdurchforstung haben nach 35-jähriger Durchforstungsphase
die ersten Z-Bäume einen BHD von annähernd 60 cm und damit
das ursprünglich vorgesehene Produktionsziel erreicht. Mit Beginn
1) Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg, Abtei-
lung Waldwachstum, Postfach 708, D-79100 Freiburg, Deutschland.
2) Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft, Univer-
sität Freiburg, D-79085 Freiburg, Deutschland.
*) Kontakt: Dr. S. HEIN: Email: sebastian.hein@forst.bwl.de
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 9
der Hauptnutzung treten die Versuche nun ein in eine neue Ent-
wicklungsphase mit aufkommender Verjüngung und rascher Verän-
derung der Bestandesstruktur. Aus diesem Grund erscheint eine
Bilanzierung der Ergebnisse nach 35-jähriger Versuchsdauer ange-
bracht.
Bei Laubbäumen wirken sich die erreichte Schaftdimension und
Schaftqualität entscheidend auf den Produktionserfolg aus. Aller-
dings liegen zum Qualitätsaspekt für Buchen-Versuchsflächen bis-
lang keine detaillierten Untersuchungen vor, die eine quantifizierte
Kontrolle des Handlungserfolges erlauben. Für Laubbaumbestände
erarbeiteten zwar BRABÄNDER (1957), SPEIDEL (1955) und ARNS-
WALDT (1950) frühzeitig einfache Methoden zur Wertkontrolle, in
denen allerdings nur eine an der Rundholzsortierung angelehnte
Ansprache nach verkaufsüblichen Güteklassen erfolgt.
Eine neuere Methode der Güteansprache am stehenden Stamm
wurde für eine regionale Unterstichprobe der Bundeswaldinventur
von WILLMAN et al. (2001) erarbeitet und angewandt (LEENEN und
SCHMIDT,2005). Gegenüber früheren Vorgehensweisen werden hier
zahlreiche qualitätsbezogene und baumartenspezifische Einzel-
kriterien geprüft, bevor eine Zuordnung zu einer von sechs Güte-
kategorien erfolgt (MAHLER et al., 2001). Vergleichbare Taxie-
rungsmethoden (z.B. STEPIEN et al., 1998) zeigen bislang trotz
großer Reststreuung die grundsätzliche Möglichkeit, eine Güte-
ansprache am stehenden Stamm als Indikator für die Schnittholz-
qualität zu nutzen.
Die Wertleistung der Buche wurde für verschiedene Formen der
Wachstumssteuerung wiederholt untersucht: bisher beschränkten
sich diese jedoch mangels geeigneter Referenzflächen auf modell-
hafte Berechnungen (z.B. RIPKEN und SPELLMANN, 1979; BRANDL,
1988; BRANDL, 1989; TARP et al., 2000; MORSING, 2001) oder auf
Erhebungen höherer Skalenebene wie Betriebs- oder Regional-
analysen (z.B. HOLTEN-ANDERSEN, 1987; NORD-LARSEN et al.,
2003). Durch die von ALTHERR angelegte Versuchsreihe mit experi-
menteller Versuchsanordnung und langfristiger Beobachtung des
ausscheidenden und verbleibenden Bestandes bietet sich bei klar
quantifizierter Behandlung die einzigartige Möglichkeit, die
bestandesindividuelle Wertleistung anhand des realen Wachstums
zu beurteilen.
In der vorliegenden Arbeit sollen deshalb drei bislang offene
Themenbereiche bearbeitet werden. Aus den Ergebnissen werden
Folgerungen für die Verbesserung der Wachstumssteuerung von
Buchen abgeleitet. Entsprechend der Konzeption der Versuchs-
anlage liegt der Schwerpunkt auf der Durchforstungsphase. Im
Einzelnen handelt es sich um folgende Bereiche:
A) Qualität: Welche qualitätsbezogenen Unterschiede ergeben
sich zwischen den Behandlungsvarianten der ALTHERRschen Ver-
suchsanlage?
B) Sortenleistung: Wie wirken sich die Behandlungsvarianten
auf die Sortengliederung des Durchforstungsanfalls und des am
Ende der Durchforstungsphase verbleibenden Bestandes aus?
C) Wertleistung: Welche Auswirkungen haben die behandlungs-
spezifischen Entwicklungen von Qualität und Sortenertrag auf die
Wertleistung, insbesondere vor dem Hintergrund der unterschied-
lichen zeitlichen Horizonte, zu denen die Erträge und Aufwendun-
gen anfallen?
3. MATERIAL UND METHODIK
3.1 Waldwachstumskundliche Versuchsflächen
In den Jahren 1969–1971 richtete ALTHERR in Baden-Württem-
berg insgesamt 10 Buchen-Versuchsflächen in den Wuchsgebieten
„Neckarland“ und „Schwäbische Alb“ ein (vgl. Tab. 1). Nach den
Bonitierungstabellen für die Forsteinrichtung in Baden-Württem-
berg (BÖSCH, 2002) liegt der dGz100 auf diesen Flächen zwischen
8–10 VfmDm.R.. Der hektarbezogene jährliche Volumenzuwachs
lag in der letzten 5-jährigen Aufnahmeperiode 1999–2004 zwi-
schen 10,8–19,0 VfmDm.R. (Mittel: 13,6 VfmDm.R.) und damit
auf einem im Vergleich zu den durchschnittlichen aktuellen
Zuwachsverhältnissen in Baden-Württemberg hohen Niveau (vgl.
VON TEUFFEL et al., 2002). Die gesamte Versuchsreihe umfasst eine
Fläche von 7,91 ha. Die Größe der einzelnen Versuchsfelder liegt
zwischen 0,140,50 ha (Mittel: 0,38 ha). Nach der Erstaufnahme
wurden je Versuchsfeld sieben Wiederholungsaufnahmen durch-
geführt. Die Auswirkungen der Behandlungen auf Bestandeskenn-
größen sind deutlich (Tab. 2, vgl. KLÄDTKE, 2002).
Die Versuchsflächen umfassen die Durchforstungsvarianten
„Z-Baum orientierte Lichtwuchsdurchforstung nach ALTHERR und
„optimale Grundflächenhaltung nach ASSMANN“. Nur in zwei
Fällen ist eine zusätzliche Behandlung „Lichtwuchsbetrieb nach
FREIST vorhanden. Die Auswahl der Bestände erfolgte damals im
Tab. 1
Standorte auf den ALTHERRschen Versuchsfeldern.
Site characteristics of the “ALTHERR”-experimental plots.
10 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
Tab. 2
Wachstumskundliche Kennwerte der ALTHERR’schen Versuchsfelder,
L= Variante ALTHERR,S = Variante ASSMANN,F = Variante FREIST,BB = bleibender Bestand.
Growth and yield characteristics of the “ALTHERR experimental plots,
L = experiment ALTHERR, S = experiment ASSMANN, F = experiment FREIST, BB = remaining stand.
Bestandesalter zwischen 5488 Jahren, bei einer durchschnitt-
lichen Ansatzhöhe des ersten grünen Primärastes von ca. 10 m.
Das Behandlungsprogramm nach ALTHERR sieht vor, nach der
Auswahl und Festlegung der Z-Bäume deren Wachstum durch
gezielte Entnahme von Bedrängern aus dem Füllbestand (Bestand
ohne Z-Bäume) zu fördern. Die Stärke der Durchforstungseingriffe
wird dabei durch die Grundflächenhaltung charakterisiert: nach
einem bonitätsgestaffelten Anstieg wird die Bestandesgrundfläche
mit den ersten Durchforstungseingriffen auf ca. 20 m2nach Durch-
forstung (n.Df.) abgesenkt und über einen Zeitraum von 10– 20
Jahren auf diesem Niveau gehalten. Danach sollen schwächer
geführte Eingriffe und ein Wiederanstieg der Bestandesgrundfläche
flächenbezogene Volumenzuwachsverluste vermeiden. Die Durch-
forstungen erfolgen grundsätzlich Z-Baum orientiert. Es werden
bedrängende Füllbestandsbäume zugunsten von 110 je ha dauerhaft
ausgewählten Z-Bäumen entnommen (ALTHERR, 1971; ALTHERR,
1981).
Der von FREIST konzipierte Lichtwuchsbetrieb beruht ebenfalls
auf einer Förderung festgelegter Z-Bäume im Rahmen von Hoch-
durchforstungen. Im Unterschied zu ALTHERR sieht das Behand-
lungsprogramm vor, die Bestandesgrundfläche n.Df. ab dem Errei-
chen einer astfreien Schaftlänge von 10 m dauerhaft auf einem
Niveau von ca. 23 m2zu halten. Eine bis zum Erreichen des Ziel-
durchmessers andauernde Umlichtung der Kronen der Z-Bäume
soll ein fortwährende Förderung des Durchmesserwachstums
gewährleisten (FREIST, 1962).
Als Referenz dient in allen Versuchsanlagen die ASSMANN-Vari-
ante mit einer für maximale Volumenleistung ausgelegten optima-
len Grundflächenhaltung (ASSMANN, 1961). Programmgemäß
erfolgen hier lediglich schwache, niederdurchforstungsartige Ein-
griffe. Für Vergleichszwecke sind bei der ASSMANN-Variante zu
Versuchsbeginn analog den Z-Bäumen der ALTHERR- bzw. FREIST-
Variante sog. Z-Vergleichsbäume vorhanden. Die Auswahl dieser
Z-Vergleichsbäume dient jedoch ausschließlich dem Vergleich mit
den homologen Z-Baum-Kollektiven der ALTHERR- bzw. FREIST-
Felder. Im Gegensatz zu den Z-Bäumen der beiden anderen Varian-
ten wird die Entwicklung der Z-Vergleichsbäume der ASSMANN-
Variante lediglich beobachtet. Die Z-Vergleichsbäume erfahren
keine gezielte waldbauliche Förderung.
Buchen, die weder dem Kollektiv der Z-Bäume (ALTHERR,
FREIST) bzw. der Z-Vergleichsbäume (ASSMANN) angehören, wer-
den im Folgenden als Füllbestandsbäume bezeichnet.
3.2 Messung und statistische Analyse
3.2.1 Kronenansatz, astfreie Schaftlänge und relative Kronenlänge
Zu Versuchsbeginn wurde als qualitätsbezogene Erhebung die
Ansatzhöhe des ersten lebenden Primärastes (Kronenansatz)
gemessen. Anlässlich der letzten turnusmäßigen Aufnahme (2004)
wurden die Ansatzhöhen des untersten toten bzw. lebenden
Primärastes erneut vermessen. Die Ansatzhöhe des untersten toten
Primärastes dient zur Herleitung der astfreien Schaftlänge. Liegt
unterhalb des untersten lebenden kein toter Primärast mehr vor, gilt
die Ansatzhöhe des untersten lebenden Primärastes als astfreie
Schaftlänge. Die relative Kronenlänge der Bäume ergibt sich aus
Baumhöhe und Ansatzhöhe des untersten lebenden Primärastes.
Für die Ansatzhöhe des untersten lebenden (toten) Primärastes lie-
gen aus der Ersterhebung durch ALTHERR 648 (0) Messungen und
aus der zweiten Erhebung 604 (604) Messungen vor. Für 213
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 11
Tab. 3
Kenngrößen der Buchen mit Güteansprache am stehenden Stamm
nach der Bundeswaldinventur 2 (Aufnahme 2004).
Tree sample description for the standing tree quality classes (assessment 2004)
according to the second German national forest inventory.
Z-Bäume bzw. Z-Vergleichsbäume stehen Wiederholungsmessun-
gen zur Verfügung.
Die Behandlungsunterschiede wurden unter Verwendung von
gemischten hierarchischen Modellen analysiert. Dabei wurde der
Fehlerterm in zufällige Effekte der Versuchsfläche, des Versuchs-
feldes und des Baumes aufgeteilt. Es wurden multiple Mittelwert-
vergleiche mit Bonferroni-Korrektur für die Behandlungseffekte
durchgeführt. Da die Messungen einen geringen zeitlich unter-
schiedlichen Effekt aufweisen (33– 35 Jahre Beobachtungsdauer)
wurde dem Effekt der Wiederholungsmessung eine zeitlich von der
Versuchsdauer abhängige Kovarianzstruktur zugeordnet (nur
Modell 3, vgl. Tab. 5; SAS 9.1 2004). Zur Parameterschätzung
wurde die restricted maximum likelihood-Methode (REML) der
SAS-Prozedur PROC MIXED (SAS 9.1 2004) verwendet.
3.2.2 Güteansprache am stehenden Stamm
Die Erhebungen zur Gütebeurteilung erfolgten anlässlich der
letzten Messkampagne im Winterhalbjahr 2004/05 an allen Buchen
der Versuchsanlage mit einem BHD über 30 cm. Die Ansprache
richtete sich nach der Güteansprache am stehenden Stamm der
zweiten Bundeswaldinventur (BWI 2; MAHLER et al., 2001). Um
die Zielsetzung der Versuchsanlage mit angestrebten astfreien
Schaftlängen von 10 m abzubilden, erfolgte die Güteansprache bis
auf diese Höhe, während sich die Ansprache bei der BWI 2 auf 5 m
Höhe beschränkte. Auf den Versuchsflächen wurden so insgesamt
1.375 Buchen (738 Z-Bäume bzw. Z-Vergleichsbäume und 637
Füllbestandsbäume) beurteilt (Tab. 3).
Die Güteansprache am stehenden Stamm beschränkt sich auf
äußerlich erkennbare Merkmale der Rundholzqualität und bildet
damit einen Potenzialansatz für die modellhafte Darstellung der
Holzqualität. Bei der Einordnung nach Gütemerkmalen werden die
Häufigkeit des Auftretens und Größe der Astnarben, weitere Rin-
denmerkmale, Krümmung, Wasserreiser und sonstige Schäden
angesprochen. Äußerlich am stehenden Baum nicht beurteilbare
Qualitätsmerkmale im Stamminneren können bei diesem Ansatz
nicht berücksichtigt werden. Die Güteansprache gliedert sich in 6
Klassen (1–3 = überdurchschnittlich: ‚sehr gut’, ‚gut’, ‚besserer
Durchschnitt’; 46 = unterdurchschnittlich: ‚schlechterer Durch-
schnitt’, ‚schlecht’, ‚zu schlecht’). Die Beurteilung erfolgte nach
einem detaillierten qualitativen, in Teilen aber auch quantitativen
Schlüssel in ordinaler Skalierung (WILLMAN et al., 2001).
Effekte auf die Ausprägung der Güteklasse wurden anhand von
Baumeigenschaften oder der Durchforstungsvariante mittels gene-
ralisierter gemischter Modelle analysiert (SCHABENBERGER und
PIERCE, 2002). Die Modelle zerlegen den Fehlerterm in die zufälli-
gen Effekte der Hierarchieebenen Versuchsfläche und Versuchs-
feld. Die Verwendung dieser Modelle erlaubt die Schätzung ordina-
ler Zielvariablen. Da die Ausprägung der Güteansprache kategorial
gereiht ist, wurde ein kumulatives logistisches Modell berechnet.
Zur Parameterschätzung wurde die residual pseudo likelihood
Methode der SAS-Prozedur PROC GLIMMIX (SAS 9.1 2004;
SAS 2005) verwendet. Die Berechnung des Anteils aufgeklärter
Varianz wurde nach
(Gleichung 1)
berechnet. Dabei stellen σ2
linp die Varianz des linearen Prediktors,
σ2
fl und σ2
fl fd die Varianz auf den einzelnen Ebenen dar. Als Resi-
dualstreuung σ2
fl fd b wurde π2/3 angenommen (SNIJDERS und
BOSKER, 1999).
3.2.3 Sorten- und Wertleistung
Zur Berechnung der Sorten- und Wertleistung wurde das Soft-
wareprogramm HOLZERNTE (Version 6.2, Nov. 2004) verwendet
(SCHÖPFER et al., 1996). Die Berechnung erfolgte unter verein-
fachenden Annahmen im Anhalt an die aktuellen Aushaltungs-
gepflogenheiten in Baden-Württemberg:
Es wurden zwei Stammholz- und ein Industrieholzsortiment aus-
gehalten. Entsprechend den Ergebnissen zur Astreinigung (vgl.
Kapitel 4.1) wurde eine relative Schaftholzlänge von 44% unter-
stellt. Außerdem wurde angenommen, dass aus der Krone lediglich
60% des dort vorhandenen Derbholzes genutzt wird. Beim Stamm-
holz wurden für die Verteilung der Güteklassen-Anteile folgende
Annahmen getroffen:
Aufnahmen vor 2004: Für diese Aufnahmezeitpunkte lagen
keine Güteansprachen vor. Für die Wertberechnung vor 2004 wur-
de daher pauschal ein Stammzahlanteil mit B-Stammholz von 60%
(bleibender Bestand) bzw. 40% (ausscheidender Bestand) unter-
stellt.
Aufnahme 2004: Auf der Basis der im Jahr 2004 vorgenomme-
nen Güteansprache am stehenden Bestand wurden folgende
Qualitätsverteilungen angenommen: für 70% (ALTHERR), 60%
(FREIST) bzw. 50% (ASSMANN) der Stammzahl des verbleibenden
Bestandes (BHD > 30 cm) wurde unterstellt, dass die unteren 4 m
Schaftlänge Stammholz der Güte B aufwiesen. Das restliche
Stammstück dieser Bäume sowie das Stammholz der übrigen
Bäume wurden dagegen vollständig in Güte C sortiert. Im aus-
scheidenden Bestand wurde der Stammzahlanteil mit B-Stamm-
teilen (4°m Länge) auf 45, 45 bzw. 30% festgelegt.
Für die Aushaltung von B/C-Klammerstämmen wurden ein
Mittendurchmesser von mindestens 30 cm und ein Mindestzopf
von 21 cm festgelegt. Als Mindestlänge für das B- bzw. C-Stück
galten einheitlich 3 m. Für vollständig in Güte C sortierte Stamm-
teile lagen die Dimensionsanforderungen mit 4 m Mindestlänge,
35 cm Mindestdurchmesser und 21 cm Mindestzopf etwas höher.
Industrieholz in langer Form wurde ab einer Mindestlänge von
3 m und einem Mindestzopf von 10 cm ausgehalten. Neben dem
12 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
Industrieholz aus dem Kronenbereich fielen auch solche Bäume
vollständig ins Industrieholz, deren BHD unter 30 cm lag (keine
Güteansprache) bzw. deren BHD zwar größer als 30 cm war, die
jedoch noch nicht die Mindestanforderungen für die Aushaltung
von Stammholz erfüllten.
Nicht verwertbares Derbholz ergab sich zum einen aus den Auf-
arbeitungsgrenzen für Industrieholz, zum anderen aus der Annah-
me, dass lediglich 60% des Derbholzes aus dem Kronenbereich
aufgearbeitet werden sollte.
Die Aufarbeitung erfolgte motormanuell in Eigenregie entspre-
chend EST-Vorgaben (Lohnkosten 13,67 /h, 140% Lohnneben-
kosten, Zeitgrad 157% sowie 10% A-Zuschläge; MS-Entschädi-
gung 2,84 /h). Für die Teilarbeit Rücken im Unternehmereinsatz
wurden durchschnittliche Kosten von 8,0 / EfmDo.R. angesetzt.
In Tab. 4 sind die der Wertberechung zugrunde liegenden durch-
schnittlichen Nettoholzpreise getrennt nach Stärkeklassen und
Qualitäten aufgeführt. Sie errechnen sich aus den durchschnitt-
lichen Buchen-Verkaufserlösen des Staatswaldes Baden-Württem-
berg im Forstwirtschaftsjahr 2004 (BW-LFV, 2004).
Bei der Bewertung der Wertleistung der drei Behandlungsvarian-
ten wurde die mit erntekostenfreien Erlösen bewertete Sorten-
leistung aller Durchforstungen sowie des nach der letzten Durch-
forstung verbliebenen Bestandes zugrunde gelegt. Um die
unterschiedlichen Zeitpunkte der Geldflüsse zu berücksichtigen,
wurden die erntekostenfreien Erlöse mit kalkulatorischen Zins-
sätzen von 0,5 bis 10,0% auf den Versuchsbeginn diskontiert.
4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION
4.1 Kronenansatz, astfreie Schaftlänge, relative Kronenlänge
Zur Analyse des Kronenansatzes, der astfreien Schaftlänge und
relativen Kronenlänge wurden die 213 Z-Bäume bzw. Z-Ver-
gleichsbäume mit Wiederholungsmessungen vom Beginn der Ver-
suchsanlage und zur letzten Aufnahme 2004 verwendet. Das
Modell zum Test von Behandlungseffekten war
(Gleichung 2)
mit y als abhängiger (metrisch skalierter) Variable, variantedf als
Effekt der Durchforstungsvariante, vfl– fd b als Effekt der Wieder-
holungsmessung sowie αfl,αfl– fd und αfl– fd b als zufälliger Effekt
für die Versuchsfläche fl, das Versuchsfeld fd, und den Baum b. Es
wurde eine identity-link Funktion und eine Normalverteilung der
Zielvariablen verwendet und normal verteilte zufällige Effekte
angenommen (z.B. αfl fd ~iid(0,σ2αfl fd)). Drei Modelltypen wur-
den berechnet: Modell 1 vergleicht Kronenansatzhöhe und relative
Kronenlänge zwischen den Varianten zu Versuchsbeginn. Modell 2
vergleicht die Messgrößen zwischen den Varianten zum letzten
Aufnahmezeitpunkt und Modell 3 untersucht die Veränderung nach
35-jähriger Versuchsdauer.
Zu Versuchsbeginn lagen die mittleren Höhen des Kronen-
ansatzes auf den Versuchsfeldern der Behandlungsvarianten
ALTHERR, FREIST und ASSMANN bei 10,5 m, 10,6 m und 9,8 m (Tab.
5, Modell 1; Abb. 1). Zu diesem Zeitpunkt bestanden zwischen den
Varianten ALTHERR und FREIST nur geringfügige Unterschiede.
Lediglich zwischen den Z-Bäumen/Z-Vergleichsbäumen der Vari-
anten ALTHERR und ASSMANN war der Unterschied von 0,7 m signi-
fikant. Die Reststreuung des Kronenansatzes auf Ebene der Ver-
suchsfläche war signifikant und kann auf Altersunterschiede
hinweisen. Es war keine signifikante Streuung auf Ebene des Ver-
suchsfeldes nachzuweisen. Der Vergleich der relativen Kronen-
längen erlaubt es, bonitätsbedingte Effekte auszuschließen. Es
konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Durch-
forstungsvarianten festgestellt werden. Die mittlere relative Kro-
nenlänge der Durchforstungsvarianten lag zwischen 58,4– 56,2%.
Es war lediglich eine signifikante Reststreuung auf Baumebene
nachzuweisen. Zu Versuchsbeginn wiesen die einzelnen Felder der
Versuchsanlage eine Altersspanne von 54– 88 Jahren auf (vgl. Tab.
2). Damit hatten die Bestände unterschiedlich lange Zeiträume des
Dichtstandes und der Astreinigung durchlaufen. Der zusätzliche
Einfluss des Alters auf die Höhe des Kronenansatzes war signifi-
kant: im Mittel lag der Kronenansatz der Z- bzw. Z-Vergleichs-
bäume auf der ältesten Versuchsfläche zu Beginn des Experiments
um 2,0 m über dem der jüngsten Versuchsfläche.
Zur letzten Aufnahme im Jahr 2004 lagen die mittleren Kro-
nenansatzhöhen der Z- bzw. Z-Vergleichsbäume auf den ALTHERR-,
FREIST- und ASSMANN-Feldern bei 14,4, 13,5 und 15,0 m (Tab. 5,
Modell 2; Abb. 1). Die Unterschiede zwischen den Behandlungs-
varianten waren nicht signifikant. Die Streuung des Kronenansat-
zes der Z-Bäume wies starke einzelbaumweise Effekte auf, die
nicht mit dendrometrischen Kenngrößen des Einzelbaums erklärbar
waren. Denkbar erscheinen als Ursachen hierfür heterogene Frei-
stellungsgrade in der Kronenumgebung der Einzelbäume, klein-
Tab. 4
Holzpreise zur Berechnung der Bruttoerlöse der erzielten Sortimente.
Round wood prices for the calculation of net revenues.
Abb. 1
Ansatzhöhe des ersten grünen Primärastes für Z-Bäume,
bzw. Z-Vergleichsbäume gruppiert nach Durchforstungsvarianten
(nur Bäume mit Wiederholungsmessung).
Insertion height of the first green primary branch for the
crop trees and equivalent trees grouped by thinning experiment
(only trees with repeated measures).
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 13
standörtliche oder genetische Unterschiede. Der Mittelwert der ast-
freien Schaftlänge zwischen den Bäumen der Varianten FREIST und
ASSMANN ist signifikant unterschiedlich. Dabei muss jedoch der
geringe Datenumfang der Variante FREIST berücksichtigt werden.
Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen den relativen
Kronenlängen der Behandlungsvarianten. Im Gesamtmittel lag die
relative Kronenlänge bei 56%. Bei der letzten Messung endete die
astfreie Schaftlänge 1,2–1,8 m unterhalb der Höhe des Kronen-
ansatzes.
Der Vergleich der Kronenansatzmessungen zum Zeitpunkt der
ersten und der letzten Messung zeigte signifikante Unterschiede
(Tab. 5, Modell 3). Im Durchschnitt sind die Kronenansätze der
Z-Bäume auf den ALTHERR-Feldern von 10,6 auf 14,4 m angestie-
gen. Die Z-Vergleichsbäume der ASSMANN-Felder starteten mit
0,7 m signifikant niedrigeren Kronenansätzen und wiesen zum
letzten Aufnahmezeitpunkt 2004 etwas höher ansitzende Kronen
auf (Tab. 5: 0,6 m). Über die 35-jährige Laufzeit des Experiments
haben sich die Z-Bäume der ALTHERR- bzw. die Z-Vergleichsbäume
der ASSMANN-Felder bezüglich der Messgrößen Kronenansatzhöhe
leicht unterschiedlich, hinsichtlich der relativen Kronenlänge
jedoch nicht signifikant unterschiedlich entwickelt.
Da die Durchforstungen der Varianten ALTHERR und FREIST
gezielt die ausgewählten Z-Bäume begünstigten, wären durch-
forstungsbedingte Effekte insbesondere bei diesem Baumkollektiv
zu erwarten. Um zwischen den Versuchsanlagen vergleichbare
Baumkollektive zu erhalten, wurden daher die Bäume der
ALTHERR-Felder beginnend mit dem dicksten Baum in absteigender
Rangfolge gereiht (Abb. 2). Zwischen den 1–50, 51–100, 101–150
dicksten Buchen je Hektar fand sich kein augenfälliger Trend der
Kronenansatzhöhe und astfreien Schaftlänge. Erst bei sehr gerin-
gen BHD-Rängen unter 150, die im Wesentlichen von Bäumen des
Unterstandes belegt werden, traten im Vergleich zu dickeren
Buchen niedrigere Kronenansatzhöhen bzw. kürzere astfreie
Schaftlängen auf. Die Art der Behandlung scheint sich demnach
zwar deutlich auf die Durchmesserentwicklung auszuwirken
(KLÄDTKE, 2002), beeinflusst jedoch nur in geringerem Maße die
Höhe des Kronenansatzes bzw. die Länge des astfreien Schaftes
oder die relative Kronenlänge.
Die Untersuchungen zum Durchmesserwachstum von KLÄDTKE
(2002) zeigten zudem, dass mit der Z-Baum orientierten Licht-
wuchsdurchforstung nach ALTHERR auch das Kollektiv der 60– 80
Tab. 5
Ergebnisse der gemischten Modelle zum Durchforstungseinfluss auf die Astreinigung (nur Z-Bäume mit
Wiederholungsmessungen, N = 213). Gleiche Buchstaben a, b kennzeichnen nicht signifikante Unterschiede
zwischen den Varianten (αα= ,05), L = Variante ALTHERR, S = Variante ASSMANN, F = Variante FREIST.
Mixed model results on the treatment effects on natural pruning (only trees with
repeated measures, N = 213). Treatment means marked with the same letter are not significantly different
(αα=.05), L = experiment ALTHERR, S = experiment ASSMANN, F = experiment FREIST.
Abb. 2
Astfreie Schaftlänge, Ansatzhöhe des ersten grünen Primärastes
und Baumhöhe über dem 1–400 dicksten Baum je ha
der Durchforstungsvariante ALTHERR.
Clear bole length, insertion height of the first green primary branch
and tree height over the 1st to 400th thickest tree per hectare
for the thinning regime according to ALTHERR.
14 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
stärksten Bäume je ha einen BHD von 60 cm in weniger als 120
Jahren erreichen kann. Allerdings machen die hier dargestellten
Befunde deutlich, dass unter den Vorgaben der Lichtwuchsdurch-
forstung nach ALTHERR bei diesem Kollektiv nicht verhindert wer-
den kann, dass sich der Kronenansatz nach oben verlagert (vgl.
Abb. 2). Diese Höherverlagerung kann möglicherweise als Hinweis
darauf gewertet werden, dass die Z-Bäume unter den Rahmen -
bedingungen des ALTHERRschen Produktionsmodells konkurrenz-
bedingt nicht ihr volles Durchmesser-Zuwachspotenzial realisieren
können, wie dies bei anderen Buchen-Produktionsmodellen durch
Verhinderung der Höhenverlagerung des Kronenansatzes ange-
strebt werden soll (vgl. WILHELM et al., 1999c; BASTIEN und
WILHELM, 2000; BASTIEN et al., 2005). Möglichkeiten zur Weiter-
entwicklung des ursprünglich von ALTHERR formulierten Konzep-
tes in Richtung auf eine weitere Optimierung wurden bereits von
VON TEUFFEL (2002) vorgestellt.
Ein Erklärungsansatz für die hohe Variabilität der Ansatzhöhe
des untersten grünen Primärastes sind die beträchtlichen Abstände
zwischen dem untersten und den nach oben folgenden lebenden
Primärästen bereits zu Versuchsbeginn. Auch Untersuchungen von
NINGRE und GARNIER (2005) an 30 40-jährigen Buchen aus unter-
schiedlich dichten Beständen zeigen zwischen dem ersten, zweiten
und den folgenden lebenden Primärästen Abstände bis zu 4,5 m.
Daraus lässt sich ableiten, dass ein sprungartiges Höherrücken des
Kronenansatzes längerfristig nur dann wirksam verzögert werden
kann, wenn eine relativ geringe Anzahl von Buchen konsequent
und kontinuierlich von Konkurrenz freigehalten wird. Dies lässt
sich vermutlich am leichtesten mit Z-Baum orientierten Aus -
lesedurchforstungen bewerkstelligen. Die im Rahmen einer
Gesamtbetrachtung dabei zu berücksichtigenden Aspekte wie
flächenbezogene Erträge, einzelbaumbezogene Durchmesser -
zuwächse, Produktionszeitverkürzung sowie die Verminderung des
Rotkernrisikos und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für
die Anzahl der Z-Bäume wurden bereits von KLÄDTKE (2002) aus-
führlich diskutiert.
4.2 Güteansprache nach BWI 2
Bei der Güteansprache zeigten sich deutliche Einflüsse des BHD
sowie der Zugehörigkeit zum Kollektiv der Z-Bäume bzw. Füll -
bestandsbäume: Das Kollektiv der Z-Bäume (ALTHERR, FREIST)
bzw. der Z-Vergleichsbäume (ASSMANN) wies gegenüber den Füll-
bestandsbäumen der jeweiligen Variante deutlich höhere Anteile an
Bäumen mit überdurchschnittlicher Schaftqualität auf (Abb. 3-A).
Während beispielsweise für die Variante ALTHERR nur 14% der
Füllbestandsbuchen überdurchschnittliche Qualität aufwiesen,
erreichten im Kollektiv der Z-Bäume 60 % der Buchen überdurch-
schnittliche Qualitäten. Eine vergleichbare Abstufung trat auch bei
den beiden anderen Behandlungsvarianten auf, war dort jedoch
weniger stark ausgeprägt.
Die im Unterschied zu den Füllbestandsbäumen höheren Anteile
qualitativ hochwertiger Z-Bäume bzw. Z-Vergleichsbäume erklären
sich zum einen aus der an Qualitätsmerkmalen orientierten Aus-
wahl dieser Z-Bäume und zum anderen aus der überdurchschnittli-
chen BHD-Entwicklung dieser Bäume (vgl. Tab. 2, KLÄDTKE,
2002). Tendenziell nahmen die Anteile von Buchen überdurch-
schnittlicher Qualitätsklassen mit zunehmendem BHD zu (Abb.
3-B); Dieser Trend zeigte sich für die Z-Bäume bzw. Z-Vergleichs-
bäume aller drei Behandlungsvarianten. Während beispielsweise in
der Variante ALTHERR die Z-Bäume der BHD-Klasse 35 cm einen
Anteil von 56 % der Güteklassen 3 aufwiesen, lag dieser Anteil
bei den BHD-Klassen 45 und 55 cm bei 5963 %. Die derzeit noch
geringe Besetzung der höchsten BHD-Klasse in der gesamten Ver-
suchreihe (ALTHERR: 10 Buchen; FREIST und ASSMANN jeweils 1
Buche) schränkt allerdings die Aussagekraft für diese BHD-Klasse
noch ein.
Für die mit steigendem BHD zunehmenden Anteile höherwerti-
ger Qualitätsklassen könnten folgende Faktoren ursächlich sein:
mit zunehmendem Schaftdurchmesser ändert sich die Form und
Sichtbarkeit der Astnarben (MAYER-WEGELIN, 1929; ERTELD und
ACHTERBERG, 1954; TRENDELENBURG und MAYER-WEGELIN, 1955)
und Schaftkrümmungen werden durch adaptives Wachstum ausge-
glichen, um Spannungen auf der Oberfläche des Schaftes zu verrin-
gern (MATTHECK und KÜBLER, 1997; MATTHECK, 1997). Beide qua-
litätsrelevanten Merkmale sind Bestandteil der Güteansprache am
stehenden Stamm.
Der Einfluss des BHD bzw. der Zugehörigkeit zu einem
bestimmten Kollektiv wurde in einem kumulativen logistischen,
gemischten Modell dargestellt:
(Gleichung 3).
Dabei stellte y die abhängige (ordinal skalierte) Variable für die
Versuchsfläche fl, das Versuchsfeld fd und den Baum bdar, BHD
den Brusthöhendurchmesser und Koll die Ausprägungen des
Kollektivs (Z-Baum bzw. Z-Vergleichsbaum = 0, Füllbestands-
baum = 1), βfl fd und βfl fd b die zufälligen Effekte. Es wurde eine
Abb. 3
Anteile der BWI 2-Güteklassen nach (A) Durchforstungsvarianten
und Kollektiv „Z- bzw. Z-Vergleichsbäume“/„Füllbestand“ sowie (B)
Durchforstungsvarianten und Durchmesserklassen für das Kollektiv
„Z- bzw. Z-Vergleichsbäume“ (Ansprache 2004).
Proportions of standing tree quality classes (according to the
second national German forest inventory) grouped by thinning
regimes (ALTHERR, FREIST, ASSMANN) and (A) DBH, as well as (B)
crop trees (= Z-Baum) and non crop trees (F-Baum),
and quality estimation of 2004.
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 15
kumulative logit-link Funktion und eine multinominale Verteilung
der Zielvariablen verwendet sowie normal verteilte zufällige Effek-
te angenommen (z.B. βfl fd ~ iid(0,σ2βf fdl)).
Der BHD zeigte dabei einen signifikanten, positiven Einfluss auf
die Veränderung der Güteklassenanteile. Zudem ergab sich ein sig-
nifikanter Unterschied zwischen dem Kollektiv der Z-Bäume bzw.
Z-Vergleichsbäume und dem der Füllbestandsbäume (Tab. 6). Nur
auf der Ebene der Versuchsfelder trat ein signifikanter zufälliger
Effekt auf. Es war kein signifikanter Alterseffekt nachzuweisen.
Der Anteil der durch das Modell richtig klassifizierten Bäume lag
bei 69 % (Güteklasse 2: 0 %, 3: 41%, 4: 89%, 5: 0 %). Die geringe
Trefferquote für die beste und schlechteste Güteklasse spiegelt
deren geringe Repräsentanz im Datenmaterial wider. Der Anteil der
durch das Modell aufgeklärten Varianz beträgt 15%. Der hohe
Anteil unaufgeklärter Varianz ist mutmaßlich auf die große
Klassenbreite sowie auf den hohen Integrationsgrad verschiedener
Qualitätsmerkmale zurückzuführen, die nicht allein aus dendrome-
trischen Baumattributen zu erklären sind.
Die simulierten Anteile überdurchschnittlicher Qualitätsklassen
lagen für das Kollektiv der Z-Bäume oder Z-Vergleichsbäume
(Abb. 4-A) höher als für das Kollektiv der Füllbestandsbäume (Abb.
4-B). Bei den Füllbestandsbäumen lag die Wahrscheinlichkeit, bei
einem BHD von 50 cm eine Güte von 2 (3) vorzufinden, bei
1% (26%). Im Gegensatz dazu war sie bei den Z- bzw. Z-Ver-
gleichsbäumen mit 4 % (55%) erheblich größer. Steigende Anteile
besserer Güteklassen bildeten somit auch in der Simulation nicht
lediglich einen Effekt des BHD ab, sondern berücksichtigten
zudem die gezielt an Qualitätskriterien erfolgte Z-Baumauswahl.
Da die Datengrundlage keine Bäume der Güteklasse 1 enthielt, ten-
dierte die Eintrittswahrscheinlichkeit dieses Ereignisses gegen 0.
Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Bäumen der Güteklasse
6 lag bei < 0,1%.
Obwohl bei der Kategorienbildung der Qualitätsstufen Merkmale
der Holzqualität im Innern des Holzkörpers unberücksichtigt blei-
ben mussten, lassen sich folgende grundsätzliche Folgerungen zur
qualitativen Entwicklung ableiten: die frühe Auswahl qualitativ
höherwertiger Bäume spiegelt sich auch noch nach 35 Jahren Ver-
suchsdauer wider und resultierte in erhöhten Anteilen besserer
Güteklassen. Zusätzlich weisen die Befunde darauf hin, dass sich
im Zusammenhang mit der zielgerichteten und konsequenten För-
derung des Dickenwachstums der Z-Bäume gleichzeitig auch die
Anteile höherwertiger Güteklassen erhöhen. Diese werden in Folge
des verstärkten Dickenwachstums zudem in kürzerer Zeit nutzbar.
In Ergänzung der Befunde von LEENEN und SCHMIDT (2005) zur
Güteansprache am stehenden Stamm im Rahmen der BWI 2 in
Baden-Württemberg wird damit die Bedeutung einer Auswahl für
das Erreichen hoher Schaftqualitäten herausgestellt.
4.3 Durchforstungsanfall und Sortierung
Die drei Behandlungsvarianten zeigten deutliche Unterschiede
hinsichtlich der Durchforstungs- und Sortierungsergebnisse. Vom
Beginn bis zum Ende der Messungen lag der mittlere BHD des
ausscheidenden Bestandes auf den ASSMANN-Feldern um 2,9 –5,1
cm unter dem der ALTHERR-Felder (Abb. 5-A). Die auf den beiden
Tab. 6
Parameterschätzer des kumulativen logistischen, gemischten Modells zur Güteansprache
am stehenden Stamm nach der Bundeswaldinventur 2.
Parameter estimates of the cumulative, logistical mixed model for standing tree
quality classes according to the second German national forest inventory.
Abb. 4
Simulierte Anteile der BWI 2-Güteklassen für (A)
das Kollektiv der Füllbestandsbäume sowie (B)
das Z-Baum-Kollektiv, bzw. Z-Vergleichsbäume.
Simulated proportions of the standing tree quality classes
(according to the second German national forest inventory)
for (A) non-crop trees as well as (B) the crop trees.
16 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
Abb. 5
(A) Differenz des Grundflächenmittelstamms (dg; ausscheidender Bestand „AB“) der ASSMANN-Felder und des dg (AB)
der ALTHERR- und FREIST-Felder sowie (B) Differenz des Volumens (AB) der ASSMANN-Felder und FREIST- bzw. ALTHERR-Felder.
(A) Difference between the quadratic mean breast height diameter (dg; removed trees “AB”)
of the ASSMANN-thinned plots and the dg (removed trees) of the ALTHERR-thinned plots.
(B) Difference of the total volume of removed trees from the ASSMANN-, FREIST-, and ALTHERR-thinned plots.
FREIST-Feldern entnommenen Buchen wiesen eine etwas geringere
Durchmesserdifferenz auf. Die bei den ALTHERR-Varianten pro-
grammgemäße Konzentration der Entnahmen auf die stärksten
Z-Baum-Bedränger führten damit zu höheren Durchmessern des
ausscheidenden Bestandes als die niederdurchforstungsartigen Ein-
griffe auf den ASSMANN-Feldern.
Die Z-Baum orientierte Durchforstung der ALTHERR-Felder
spiegelte sich auch im hektarbezogenen Volumenanfall wider (Abb.
5-B). Zu Versuchsbeginn lagen die Eingriffsstärken in den
ALTHERR-Feldern deutlich höher als diejenigen in den ASSMANN-
Feldern. Diese vergleichsweise höheren Durchforstungsvolumina
traten so lange auf, bis der programmgemäße Anstieg der Grund-
fläche der ALTHERR-Variante keine stärkeren Eingriffe mehr zuließ.
Im weiteren Verlauf des Versuchs kehrte sich dann jedoch dieses
Verhältnis um. Mit der letzten Aufnahme wurde das ALTHERR-
Modell auf den meisten Versuchsflächen verlassen. Der Übergang
zur Zielstärkennutzung wird künftig wieder zu höheren Eingriffs-
stärken führen.
Das bis zum Jahr 2004 angefallene Durchforstungsvolumen
bestand aufgrund der frühen Durchforstungsphase vorwiegend aus
Industrieholz (78 %) und geringeren Mengen schwächer dimensio-
nierter Stammhölzer (Abb. 6-A). Rund 10 % des Aushiebs entfielen
auf nicht verwertetes Derbholz. Stärkeres Stammholz ab Stärke-
klasse L3 hatte bei allen Varianten einen relativ geringen Anteil am
Durchforstungsvolumen. Allerdings lag der durchschnittliche
Anteil des Stammholzes in den auslesedurchforsteten ALTHERR-
und FREIST-Feldern mit 14 bzw. 12% des gesamten Durch -
forstungsvolumen erkennbar über dem Anteil in den ASSMANN-
Feldern (8%).
Weitere Unterschiede zwischen den Behandlungsvarianten wur-
den in der Betrachtung der zeitlichen Entwicklung der Sorten -
anfälle deutlich (Abb. 6-B). In den ersten Jahren nach Versuchs -
beginn fiel unabhängig von der Behandlung zunächst grundsätzlich
kein Stammholz an. Erst später konnten geringe Stammholzanteile
von 2– 6% der Durchforstungsmasse erzielt werden. Dabei zeigte
sich ein zunehmender Anteil des Stammholzes am Einschlag ent-
Abb. 6
(A) Mittelwert der relativen Sortenanteile des ausscheidenden Bestandes („AB“)
für die Felder der ALTHERR, FREIST und ASSMANN-Variante; (B) relative Sortenanteile (AB)
über der Zeitachse für die Felder der ALTHERR-, FREIST- und ASSMANN-Variante.
Mean of the plot-wise shares of timber assortments of removed trees(“AB”)
from the ASSMANN-, FREIST- and ALTHERR-thinned plots (A); shares of timber assortments
from the ASSMANN-plots, FREIST-plots and ALTHERR-thinned plots over time (B).
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 17
lang einer Reihung von ASSMANN über FREIST zu den ALTHERR-
Feldern. Größere Stammholzmengen ab Stärkeklasse L3 (44 %)
fielen erst in der zweiten Hälfte des Durchforstungsexperimentes
an und zwar ausschließlich auf ALTHERR-Feldern. Hochdurch -
forstungsartige Eingriffe wie bei der ALTHERR- oder FREIST-Varian-
te versprechen somit deutlich günstigere Sortenstrukturen beim
ausscheidenden Bestand. Verstärkt wurde dieser positive Effekt bei
der FREIST- bzw. ALTHERR-Variante zudem durch die insgesamt
deutlich höheren Durchforstungsvolumina, die darüber hinaus
bereits erheblich früher realisiert wurden als bei der ASSMANN
Variante.
Die Durchforstungen wirkten sich auch erkennbar auf die Sor-
tenstruktur des bleibenden Bestandes aus (Abb. 7). Zum Zeitpunkt
der letzten Aufnahme lag der Industrieholzanteil auf den ALTHERR-
und FREIST-Felder im Mittel bei 30% des Vorrats während die
Felder der ASSMANN-Variante durchschnittlich um 10 % höhere
Anteile aufwiesen. Auch der Anteil des stärkeren Stammholzes der
Stärkeklassen > L3 unterschied sich beträchtlich zwischen den
Varianten. Damit zeichneten sich sowohl der Durchforstungsanfall
als auch der verbleibende Bestand der Durchforstungsvarianten
ALTHERR und FREIST durch eine günstigere Sortenstruktur aus.
Umgekehrt lag allerdings der Vorrat des bleibenden Bestandes
2004 auf den niederdurchforsteten ASSMANN-Feldern mit durch-
schnittlich 515 VfmD.m.R./ha deutlich höher als bei FREIST (415
VfmD.m.R./ha) oder ALTHERR (395 VfmD.m.R./ha).
4.4 Wertleistung
Obwohl bei der Versuchsanlage die Lichtwuchsdurchforstung
nach ALTHERR bewusst den am jeweiligen Versuchsort wuchs-
schwächsten Feldern zugeordnet worden war (vgl. Tab. 2), übertraf
die Wertleistung der Bestände dieser Variante innerhalb der 35-
jährigen Dauer des Versuchs deutlich die Wertleistung der entspre-
chend der optimalen Grundflächenhaltung nach ASSMANN nieder-
durchforstungsartig behandelten Bestände: der nicht diskontierte
durchschnittliche Hektarreinertrag der ALTHERR-Variante lag um
ca. 1.000 über dem der ASSMANN-Variante; der Reinertrag der
FREIST-Variante lag etwa dazwischen (Abb. 8-A).
Der zum derzeitigen Zeitpunkt höhere Reinertrag der auslese-
durchforsteten Felder (ALTHERR, FREIST), beruhte dabei im Wesent-
lichen auf den Wertunterschieden der erzielten Durchforstungs -
anfälle (Abb. 8-A): bei der Lichtwuchsdurchforstung nach ALTHERR
fielen die größten Durchforstungsmengen an. Sie lieferten zudem
höhere Anteile stärker dimensionierter und damit preislich höher
bewerteter Sorten (vgl. Abb. 6-A, 6-B). Im Gegensatz zum Durch-
forstungsanfall sind die Wertunterschiede der 2004 verbliebenen
Bestände zwischen den drei Behandlungen weniger deutlich ausge-
prägt (Abb. 8-A).
Der Wertleistungsvergleich auf der Basis des Reinertrags lässt
dabei unberücksichtigt, dass sich die erntekostenfreien Durch -
forstungserlöse zwischen den drei Behandlungsvarianten nicht nur
hinsichtlich ihrer Höhe sondern auch im Zeitpunkt ihres Einganges
unterscheiden. Diesem Mangel lässt sich durch die Berechnung des
Kapitalwertes begegnen, indem die erntekostenfreien Erlöse durch
Diskontierung entsprechend dem Zeitpunkt ihres Einganges
gewichtet werden (RALSTON et al., 2004). Dabei nimmt die
Abb. 7
Mittelwert der relativen Sortenanteile (bleibender Bestand „BB“)
für die Felder der ALTHERR-, FREIST- und ASSMANN-Variante
zum Zeitpunkt der letzten Aufnahme 2004.
Mean relative shares of timber assortments (remaining trees “BB”)
from the plots under thinning regimes according to ASSMANN,
FREIST, or ALTHERR at the last measurement in 2004.
Abb. 8
(A) Mittlerer Nettoerlös (ausscheidender und bleibender Bestand „AB + BB“) für die Felder der ALTHERR,
FREIST und ASSMANN-Variante; (B) mittlerer auf Versuchsbeginn (1970) diskontierter Nettoerlös
(AB + BB) der Variante ASSMANN und FREIST bezogen auf die ALTHERR-Variante (= 100%).
Mean net present value of removed and remaining trees (“AB + BB”) for the plots of the experiments
thinned according to ALTHERR, FREIST, or ASSMANN (A); mean net present value, discounted to the start
of the experiment (removed and remaining trees) of the thinning experiment ASSMANN /FREIST
in relation to the values of the ALTHERR-thinned plots (= 100%) (B).
18 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1
Gewichtung späterer Geldflüsse mit steigendem Diskontierungs-
zinssatz ab. Auf der Basis der diskontierten Reinerträge zeigt sich
die günstige Wirkung der insbesondere bei der ALTHERR-Variante
früher eingehenden höheren erntekostenfreien Erlöse aus den
Durchforstungen: für die 35-jährige Dauer des Versuchs nahm die
Ertragsüberlegenheit der ALTHERR-Variante mit steigendem Dis-
kontierungszinssatz kontinuierlich zu (Abb. 8-B). Auch bei den
Untersuchungen von BRYNDUM (1987) stieg die Verzinsung der
Kapitalanlage mit zunehmender Durchforstungstärke an.
Wesentlich ist dabei, dass die durchforstungsbedingte Wertüber-
legenheit der ALTHERR-Variante keinesfalls zulasten der künftigen
Werterwartung realisiert wurde. Vielmehr scheint das Gegenteil
zuzutreffen. Im Gegensatz zum Durchforstungsanfall waren die
Wertunterschiede des nach der letzten Durchforstung verbleiben-
den Bestandes zwischen den drei Behandlungsvarianten bislang
noch nicht sehr deutlich ausgeprägt. Bei Einbeziehung der zeit -
lichen Entwicklung der Sortenstruktur dieser Bestände wird jedoch
deutlich, dass auch hier in Kürze mit deutlicheren Vorteilen
zuguns ten der Lichtwuchsdurchforstung zu rechnen ist: Der blei-
bende Bestand der ALTHERR-Variante zeichnete sich bei der letzten
Aufnahme durch auffällig hohe Anteile qualitativ hochwertiger
(Abb. 3) und starker Buchen (Abb. 7) aus. Dies lässt wesentlich
früher und auch in größerer Menge erntereife Rundholzsortimente
(L4) höherer Qualitäten als bei den beiden anderen Behandlungs-
varianten erwarten.
Der positive Effekt dieses prognostizierten frühzeitigeren Anfalls
erntereifer Sortimente wird durch das möglichen Entwertungsrisiko
durch Rotkern weiter verstärkt: das Ausmaß sortierrelevanter Ver-
kernung kann die bei Buchenhieben erzielbaren durchschnittlichen
erntekostenfreien Erlöse erheblich reduzieren (KOHNLE, 2003). Das
Risiko der Rotkernbildung nimmt dabei mit dem Alter stark zu
(KNOKE und SCHULZ-WENDEROTH, 2001; KNOKE, 2003). Trotz star-
ker einzelbaum- bzw. bestandesindividueller Streuung (z.B.
MAHLER und HÖWECKE, 1991; HÖWECKE, 1998; KOHNLE, 2003)
kann davon ausgegangen werden, dass ab einem Alter von ca. 120
Jahren im Regelfall mit deutlich zunehmenden Mengenanteilen mit
sortierungsrelevantem Rotkern zu rechnen ist (KLÄDTKE, 2002).
Vor diesem Hintergrund ist daher zu erwarten, dass die bereits nach
35 Jahren festzustellende höhere Wertleistung der ALTHERRschen
Lichtwuchsdurchforstung gegenüber Durchforstungsvarianten mit
geringerem Durchmesserwachstum und damit verlängerten Pro-
duktionszeiten noch weiter zunehmen wird.
5. FOLGERUNGEN
Die Analyse der Ergebnisse der Buchen-Versuchsserie zu Durch-
forstungsstrategien nach ALTHERR (Lichtwuchsdurchforstung),
FREIST (Lichtwuchsbetrieb) und ASSMANN (optimale Grundfläche)
gibt Hinweise hinsichtlich Qualität, Sortenstruktur und Wert -
leistung von Buchenbeständen und erlaubt Folgerungen für eine
Optimierung der Wachstumssteuerung während der Durch -
forstungsphase:
Insgesamt bestätigt wird Vorteilhaftigkeit Z-Baum orientierter
Auslesedurchforstungen hinsichtlich Sortenstruktur und Wert -
leistung gegenüber niederdurchforstungsartigen Eingriffen. Bezüg-
lich der Astreinigung kann jedoch weder die ALTHERRsche Licht-
wuchsdurchforstung noch der Lichtwuchsbetrieb nach FREIST
verhindern, dass sich der Kronenansatz infolge Aststerbens an der
Kronenbasis in größere Schafthöhen verlagert. Wie schon frühere
Auswertungen zum Durchmesserwachstum (KLÄDTKE, 2002) weist
auch diese Untersuchung darauf hin, dass die ursprünglich von
ALTHERR vorgeschlagene Anzahl von 110 Z-Bäumen/ha zu hoch
liegt. Es erscheint daher sinnvoll, die Anzahl der Z-Bäume auf ca.
6080 Buchen/ha zu verringern (vgl. VON TEUFFEL, 2002), und in
Abweichung von der ursprünglich von ALTHERR formulierten Pro-
duktionsprogramm auch in höherem Alter die Förderung der
Kronenentwicklung der Z-Bäume fortzusetzen und auf einen stär-
keren Wiederanstieg der Bestandesgrundfläche nach Abschluss der
Lichtungsphase zu verzichten. Allerdings ist davon auszugehen,
dass unabhängig von der Durchforstungsstrategie beim Übergang
von der Dickungs- in die Durchforstungsphase die Primäräste an
der Kronenbasis konkurrenzbedingt lückig mit relativ großen
Abständen voneinander am Stamm ansitzen. Ein Absterben einzel-
ner Äste während der Durchforstungsphase führt daher leicht zu
einem sprunghaften Höherrücken des Kronenansatzes, ohne dass
damit zwangsläufig eine proportionale Reduktion photosynthetisch
aktiver Blattmasse verbunden sein muss.
Die im Anhalt an die Kriterien der BWI 2 durchgeführte Gütean-
sprache am stehenden Bestand spiegelt die bei der Versuchsanlage
qualitätsorientierte Z-Baum-Auswahl sowie das größere Durchmes-
serwachstum der herrschender Bäume wider. Die Stehendanspra-
che zeigt eine klar unterschiedliche Qualitätszusammensetzung der
Kollektive Z-Bäume bzw. Füllbestandsbäume. Qualitätsansprachen
am stehenden Bestand können sich demnach auch als Prüfkriterium
für den Erfolg des waldbaulichen Handelns eignen.
Die untersuchten Durchforstungsstrategien wirken sich auf den
Sortenertrag und die Wertleistung der Buchenbestände aus. Ganz
offensichtlich führen frühzeitige, Z-Baum orientierte Auslese-
durchforstungen zu klaren Vorteilen bei der Sortimentsstruktur.
Das hohe Wertleistungspotential der Versuchflächen mit Auslese-
durchforstung zeigt dabei deutlich, dass entscheidungsrelevante
Szenarien für wertoptimierte Buchen-Behandlungsstrategien vor-
aussetzen, dass die zugrundeliegenden Wachstumsmodelle auch die
Wachstumsgänge nach Auslesedurchforstungen wirklichkeitsgetreu
abbilden.
6. DANKSAGUNG
Die Autoren danken PAUL EISENMANN und KLAUS FREYLER für
die umfangreichen Außenaufnahmen und Messungen im Labor.
7. ZUSAMMENFASSUNG
Anhand langfristiger waldwachstumskundlicher Versuchsflächen
wurden die Auswirkungen verschiedener Durchforstungsstrategien
auf das Wachstum der Buche (Fagus sylvatica L.) untersucht.
Dabei wurden die Z-Baum orientierte Auslesedurchforstung nach
ALTHERR, hochdurchforstungsartige Eingriffe nach FREIST und die
optimale Grundflächenhaltung nach ASSMANN hinsichtlich ihrer
Folgen für die Astreinigung, die Schaftgüte am stehenden Stamm,
die erzielte Sortenstruktur im ausscheidenden und bleibenden
Bestand sowie die Wertleistung analysiert. Nach 35 Jahren Ver-
suchsdauer hatte sich der Kronenansatz der Z-Bäume und des
Vergleichskollektivs unabhängig von der angewandten Durch -
forstungsstrategie von 10,6 m auf 14,4 m Höhe am Schaft verla-
gert. Bei einer Wachstumssteuerung gemäß der ursprünglichen
ALTHERRschen Vorgehensweise konnte selbst für die 50 dicksten
Buchen je ha kein „Anhalten“ der Kronenansatzhöhe nachgewiesen
werden. Die Z-Bäume der ALTHERR- und FREIST-Variante, bzw. die
entsprechenden Z-Vergleichsbäume der ASSMANN-Variante zeigten
gegenüber den Füllbestandsbäumen deutlich höhere Anteile über-
durchschnittlicher Schaftqualität. Dies spiegelt sowohl die
Qualitätsanforderungen bei der Z-Baum Auswahl als auch die
höheren Schaftdurchmesser der herrschenden Z-Bäume wider. Die
ALTHERR- und FREIST-Variante wiesen eine günstigere Sortiments-
struktur im ausscheidenden und verbleibenden Bestand auf. Hier
wurde ein größerer Anteil stärkerer Rundholzsortimente erzielt.
Die Wertleistung der nach dem Z-Baum-Konzept bewirtschafteten
Versuchsfelder lag sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung des
zeitlichen Anfalls der erzielten Sortimente über derjenigen einer
niederdurchforstungsartigen Behandlung.
Allg. Forst- u. J.-Ztg., 178. Jg., 1 19
8. Summary
Title of the paper: Effect of crop tree selective thinning on beech
(Fagus sylvatica L.) on wood quality, timber assortment and value
production.
Long-term growth and yield plots from south western Germany
were used to analyse the effects of various thinning regimes on
growth of European beech (Fagus sylvatica L.). The treatments
available were Lichtwuchsdurchforstung” (crop-tree selection) as
defined by ALTHERR or “Lichtungsbetrieb” (high thinning) accord-
ing to FREIST both targeted for production of large-sized saw tim-
ber, as well as ASSMANNs optimale Grundflächenhaltung (low
thinning with optimal stand basal area regime) for maximum vol-
ume production. Using the data gathered in the experiments, we
analysed the following aspects: a) natural pruning, b) stem quality
(assessed according to the second German national forest invento-
ry; “BWI 2”), c) timber assortment of removed and remaining trees,
and d) net present value of timber production. Firstly, after 35 years
of the experiment the crop trees displayed a uniform rise of the
crown base from 10.6 m–14.4 m of the trunk height independently
from the type of thinning. Even for the 50 thickest beech trees per
hectare, there was no stopping of the rise of the crown base. Sec-
ondly, the selected future crop trees of the thinning regimes accord-
ing to ALTHERR- and FREIST- as well as their homologues from the
ASSMANN-thinning regime, have higher shares of high quality tim-
ber as compared to the trees not selected as future crop trees. This
reflects the higher quality requirements of crop-tree selection as
well as the higher stem diameters of the dominant trees. Thirdly,
stands managed according to the ALTHERR- or FREIST-thinning
regime yield generally higher shares of large-dimension timber.
And this holds true for the trees removed during thinning as well as
for the residual trees. Finally, within the 35 years of the experiment,
net present value of timber production on plots where crop-tree
selection thinning has been applied was higher in comparison to
plots under ASSMANNs optimal stand basal area regime.
9. Résumé
Titre de l’article: Effet des éclaircies par arbre objectif sur la
qualité du bois, la structure du bois rond et la production en valeur
du hêtre (Fagus sylvatica L.).
L’étude conduite dans des placettes permanentes en Bade-Wur-
temberg (Allemagne) se réfère à l’effet des éclaircies sur la crois-
sance des peuplements purs de Hêtre (Fagus sylvatica L.). Les cri-
tères suivants: élagage naturel, qualité du fût, structure du bois rond
dans le peuplement récolté et restant et enfin production en valeur,
ont permis l’analyse de trois types d’éclaircie: l’éclaircie basée sur
les arbres d’avenir selon le concept de ALTHERR («Lichtwuchs -
durchforstung»), l’éclaircie menée par le haut d’après FREIST
(«Lichtungsbetrieb») est une éclaircie par le bas définie par la sur-
face terrière optimale de ASSMANN («optimale Grundflächenhal-
tung»). Pendant les 35 ans du suivi de l’essai, le point d’insertion
sur le tronc de la première branche verte a augmenté indépendam-
ment du type d’éclaircie de 10,6 m à 14,4 m. Sur les placettes trai-
tées suivant le concept de ALTHERR, aucun arrêt de la remonté du
houppier, même pour les 50 plus gros arbres par hectare, n’a pu
être constaté. Par rapport au reste du peuplement, les arbres
d’avenir des placettes éclaircies selon ALTHERR ou FREIST ou les
arbres comparables de l’éclaircie ASSMANN montrent une propor-
tion plus grande d’arbres de qualité supérieure à la moyenne. Ce
phénomène reflète l’importance des critères qualitatifs lors de la
désignation des arbres d’avenir mais également leur accroissement
en diamètre supérieur. Les bois récoltés et le peuplement restant
dans les placettes éclaircies selon ALTHERR et FREIST présentent une
part plus importante de gros bois. La production en valeur des pla-
cettes éclaircies suivant le concept d’arbres d’avenir est supérieure
à celles traitées selon l’éclaircie en surface terrière optimale de
ASSMANN et cela, que l’on considère ou non la dépendance du
temps des récoltes.
10. Literatur
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19, 1024–1026.
... As a consequence, characteristics of the bark surface indicating past felling damage—even if complete occlusion of the wounds has occurred—are clearly indicative of reduced timber quality. Therefore, if the objective is the production of valuable beech timber, it is of utmost importance that felling damage is restricted to a minimum by applying appropriate low-damage techniques (Nakou et al. 2013) and/or by paying particular attention to maintaining future crop trees (Hein et al. 2007) from damage when felling in their vicinity. Interestingly, bark wounds caused when the bases of trunks are struck by felled stems being hauled from a stand (extraction damage) are—although not completely without negative consequences—less detrimental to future timber quality in beech. ...
Article
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Key messageBeech is subjected to devaluating bark damage by logging operations. It is shown experimentally that damage in the upper part of the trunk entails much higher risk of wood discoloration and decay by fungi than damage in the lower part. Cellular defense mechanisms in xylem are elucidated.ContextDuring harvesting operations and more specifically processes of both felling and extraction, remaining trees suffer specific bark damages, leaving the exposed xylem vulnerable to subsequent discoloration and fungal decay. As a consequence, the future value of the produced timber is reduced.AimsThe objective of this study is to test for the consequences of artificial bark damage to the base vs. the upper parts of the trunk in terms of discoloration, fungal infection, wood decay, and wound closure.Methods An artificial basal “extraction wound” was inflicted along with an elongated “felling wound” at 5-m stem height in 40 beech trees (Fagus sylvatica L.) during either June or October. The trees were felled 3 years later and the impact of the wounds was evaluated with microscopic imaging and microbiological methods.ResultsThe compartmentalization observed in the basal extraction wounds was highly efficient, and rate and intensity of discoloration and susceptibility to decay were significantly lower than in wounds inflicted to the upper segments of the trunk. The latter displayed deeply penetrating discoloration and decay.Conclusion Bark damage in the higher portions of the stem inflicted by felling is followed by much higher risk of wood discoloration and decay than damage at the base of the stem (extraction damage). Harvesting management has to be optimized in order to avoid felling damage in remaining neighboring trees particularly.
... However, only a few studies are available for broadleaves (e.g., Spiecker 1991;Mäkinen 2002;Mäkinen et al. 2003;Hein et al. 2007). Detailed information on wood properties of broadleaves is also required for tree or log grading (Hanks 1976;Hanks et al. 1980;DIN-EN 1997) or lumber grading (National Hardwood Lumber Association 2003;National Lumber Grades Authority 2005). ...
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The aim of this study was to develop models on branch characteristics for Fraxinus excelsior L. (common ash) and Acer pseudoplatanus L. (sycamore maple) based on 44 and 25 sample trees, respectively. A total of 635 ash and 334 maple branches were sampled. The data set on artificial pruning was pooled among the two species with a total of 71 branches from 16 trees. The material was used to predict (i) the time for a complete occlusion, (ii) the total radius of the occluded branch inside the trunk, (iii) the branch insertion angle, and (iv) the dead branch portion of the occluded branch. In addition, the effects of species and natural versus artificial pruning were assessed. Generalized hierarchical mixed models with univariate or multivariate approaches were used in this analysis. The diameter of the occluded branch and the stem radial increment played a dominant role as predictors. Artificial pruning led to a significant reduction in occlusion time and a shorter occluded branch radius. Only few species-specific differences were found. Simulations showed a reasonable overall behaviour of the models. The residual variation was tolerable for integrating the models into a growth simulation system.
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Sustainable forest management activities, such as future crop tree (FCT) release treatments, became part of the REDD+ strategy to avoid carbon emissions from forests. FCT release treatments are intended to achieve increased growth of FCTs by removing competitor trees. This initially leads to a reduction of the forest carbon pool and represents a carbon debt. We estimated that the time it takes for FCTs to offset the carbon debt through increased growth on experimental sites of 10 km 2 in Belize, Guyana, Suriname, and Trinidad and Tobago. We further investigated whether the costs of treatment can be compensated by the generated financial carbon benefits. An average of 2.3 FCT per hectare were released through the removal of an average of 3.3 competitors per hectare. This corresponds to an average above ground biomass (AGB) deficit of 2.3 Mg FCT −1. Assuming a 30% increase in growth, the FCT would need on average 130 years to offset the carbon loss. For carbon prices from US5to100MgCO2e1anadditionalincrementbetween0.6and22.7Mgtree1wouldberequiredtocoverthetreatmentcostsofUS 5 to 100 Mg CO 2 e −1 an additional increment between 0.6 and 22.7 Mg tree −1 would be required to cover the treatment costs of US 4.2 to 8.4 FCT −1. Assuming a carbon price of US$ 10 Mg CO 2 e −1 , the additional increment required would be between 5.8 and 11.4 Mg tree −1 , thus exceeding the biological growth potential of most individual trees. The release of FCTs does not ensure an increase in forest carbon stocks, and refinancing of treatment costs is problematic.
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Although beech stands are usually regenerated naturally, an area of up to 5,000 ha year−1 is artificially regenerated by beech in the Czech Republic annually. Unfortunately, these stands often showed insufficient stand density and, consequently, lower quality of stems. Therefore, thinning methods developed for naturally regenerated beech stands are applicable with difficulties. The paper evaluates the data from two thinning experiments established in young artificially regenerated beech stands located in different growing conditions. In both experiments, thinning resulted in the lower amount of salvage cut in following years. Positive effect of thinning on periodic stand basal area increment and on periodic diameter increment of dominant trees was found in the beech stand located at middle elevations. On the other hand, thinning effects in mountain conditions were negligible. Thinning focusing on future stand quality cannot be commonly applied in artificially regenerated beech stands because of their worse initial quality and lower density. However, these stands show good growth and response to thinning, hence their management can be focused on maximising beech wood production.
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Forest ecosystems deliver multiple goods and services and, traditionally, forest owners tend to have a high interest in goods in the form of merchantable wood. As a consequence, forest management often aims to increase timber production and economic returns through intervention into natural processes. However, forests provide further services, including carbon sequestration, water quantity and quality, and preservation of biodiversity. In order to develop and implement strategies for sustainable forest management, it is important to anticipate the long-term effects of different forest management alternatives on the ability of the forest to provide ecosystem goods and services. Management objectives might emphasize economic interests at the expense of other services. Very few attempts have been made to illustrate and evaluate quantitatively the relationship between forest goods and services. By use of virtual but realistic datasets, we quantified, for multiple services, the effects of five forest management alternatives that form an intensity gradient. Our virtual forest management units represented Central European forest ecosystems in the submontane vegetation zone under a humid–temperate climate with acidic soils. In this zone the European beech (Fagus sylvatica L.) is the dominant tree species. In order to assess the effects on ecosystem services, the untouched natural forest reserve served as a reference. Wherever possible, response functions were deduced to couple the various services via stand-level data to demonstrate trade-offs between the services. Management units comprised all development phases in the sense of a "normal forest". It was clearly illustrated that maximizing the rates of biomass production and carbon sequestration may conflict with protection of authentic biodiversity. Several silvicultural operations may, however, have positive effects on biodiversity and water protection without high costs. We also illustrated that water quality and maintenance of soil fertility may be affected either positively or negatively by several forest management operations. In contrast, water quantity was only minimally influenced by forest management. For the virtual forest in a humid climate, differences of 70 mm/yr in runoff were negligible. Under dry continental conditions, however, such differences may have important implications for groundwater formation.
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Due to the fact that forest ecosystems can potentially mitigate the impact of climate change, the carbon balance of managed forests has caught the attention of a large scientific community. Some authors conclude that extending rotation lengths would actually favour the climate change mitigation effect since more carbon would be stored in the biomass on the average. However, when the occurrence of catastrophic disturbances such as windstorms is not considered, the advantage of extending the rotation length might be overestimated for some species. In this study, we addressed this issue by coupling a growth model, a windstorm damage model and a carbon assessment tool. The evolution of an even-aged European beech (Fagus sylvatica L.) stand was simulated under three different rotation lengths. Simulations including stochastic windstorm events were run and compared with deterministic simulations with no catastrophic disturbance. Our results indicate that when disturbances caused by storms were not taken into account, the carbon balance was actually overestimated in some cases and that this overestimation increased with the rotation length. In our case study, omitting windstorm damage resulted in an overestimation as large as 8% for the longer rotation length. Nevertheless, when windstorm damage was taken into account in the simulation, the longer rotation length still stored more carbon on the average than shorter rotation lengths. However, the marginal gain in carbon storage induced by the increase of the rotation length was reduced.
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The classification of round wood depends on the defects and other morphological features of a tree trunk. Various tree species growing on different forest sites and in different conditions eventually present a wood quality influenced by said factors. The objective of this paper was to find out: 1) the distribution of round wood qua-lity classes of beech in three different site conditions and 2) the frequency of the defects influencing timber grading. The research was carried out on 15 different sample plots of three site quality classes, on which 1389 beech logs were classified according to the existing grading scheme. The most common timber quality (by vo-lume) was WC0 and then in decreasing order: WD, WB0 and WA0, in proportions of: 15:10:4:1. This order was the same for the assortments obtained from the trees in all the analysed site quality classes. The most frequent defects influencing wood quality were knots, among which sound knots were in the majority. The proportion of the appearance of knots was 7:3:2 for sound knots, unsound and dead knots, as well as covered knots, respectively. Sweep, red heart and scars were of a similar frequency to sound knots, approx. 20%. Double pith, shakes, rot, top diameter and spiral grain were of a minor influence on WQCs and together amounted to approx. 10% of the frequency among other defects.
Article
The aim of this study was to develop models on occluded branch characteristics for Fagus sylvatica (beech) based on 41 sample trees. A total of 717 beech branches were sampled; this information was then used to predict (1) the time for a complete occlusion, (2) the total radius of the occluded branch inside the trunk, (3) the branch insertion angle at the year of its death and during branch development, and (4) the dead branch portion of the occluded branch (loose knot). Generalized hierarchical mixed models with nonlinear forms were used in this analysis. The models explained between 6.3 and 52.2% of the total variance (including random effects 23.8–77.1%). The diameter of the occluded branch and the stem radial increment played dominant roles as predictors. Larger branches showed a significantly longer occlusion time, a larger occluded branch radius, a steeper insertion angle, and a higher loose knot portion. Simulations showed a biologically reasonable overall behavior of the models. The residual variation was tolerable for integrating the models into a growth simulation system.
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Provenienzen, Schwarzkiefer, Gesamtwuchsleistung, Höhenwachstum
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The effects of different management regimes on uneven-aged Douglas-fir stands in the Pacific Northwest of the United States were predicted with a simulation model. Manage- ment alternatives were defined by residual stand structure and cutting cycle. The residual stand structure was set by basal area-diameter-q-ratio (BDq) distributions, diameter-limit cuts (assuming concurrent stand improvement), or the current diameter distribution. Cut- ting cycles of 10 or 20 years were applied for 200 years. The current diameter distribution was defined as the average of the uneven-aged Douglas-fir stands sampled in the most recent Forest Inventory and Analysis conducted in Oregon and Washington. Simulation results were compared in terms of financial returns, timber productivity, species group diversity (hardwoods vs softwoods), size class diversity, and stand structure. Other things being equal, there was little difference between 10- and 20-year cutting cycles. The highest financial returns were obtained with either a 58.4 cm diameter-limit cut, or a BDq distribution with 8.4 m2 of residual basal area, a 71.1 cm maximum diameter, and a q-ratio of 1.2. Using the current stand state as the residual distribution was the best way to obtain high tree size diversity, and high species group diversity. Several uneven-aged regimes gave net present values comparable to that obtained by converting the initial, uneven-aged stand to an even-aged, commercially thinned, plantation.
Article
La sylviculture d'arbres s'est progressivement affirmee au cours du XX e siecle, tant en Allemagne qu'en France. Elle vise a produire mieux au moindre cout et a maintenir ainsi une certaine rentabilite a la gestion forestiere. Elle s'appuie sur les phases successives par lesquelles passe un peuplement relativement equienne et est guidee par des considerations sur l'architecture des arbres. Les deux auteurs francais et allemand en developpent les principes et les modalites en faisant ressortir, le cas echeant, les differences de point de vue qui les distinguent l'un de l'autre.
Article
Beech forests (Fagus sylvatica L.) represent the natural vegetation cover for the majority of sites in Germany. Although coniferous forests actually dominate, beech is the most important among the deciduous-tree-species in Germany, when considering the area and the economics. While the wood of the younger beech normally shows a whitish colour (white beech), the timber of older beech may form coloured heartwood (facultative). This heartwood is highly variable in its colour. In most cases a reddish colour predominates, but sometimes the heartwood can be brown, grey, green, or even purple. Usually the coloured heartwood is called “red heartwood”. As the uses of beech with “red heartwood” are restricted, mainly for aesthetical reasons, its presence severely reduces the timber quality. However, the existence of “red heartwood” cannot be distinguished until the tree is felled.
Article
The effects of thinning intensity on the growth and yield of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) were investigated in long-term thinning experiments on mineral soil sites in southern Finland. The measurement period was on average 27 years, and the intensity of the thinnings from below ranged from heavy thinning (45 per cent of basal area removed) to no thinning. Total stem volume increment and merchantable volume produced per hectare were the highest on the unthinned plots, but light and moderate thinning (<30 per cent removed) produced almost as much. Heavy thinning (>30 per cent removed) reduced the volume increment by about 10 per cent. However, a part of the total production of unthinned plots was lost through natural mortality. On the thinned plots, natural mortality was considerably lower compared with the unthinned plots. The average diameter increment of all the trees, as well as the diameter of the largest trees, clearly increased with increasing thinning intensity. In contrast, dominant height increment was not affected by thinning. The stand age at the time of establishment of the experiments had no major effect on the growth reactions after thinning. Thus, heavy thinning results in earlier thinning yields and a higher proportion of larger-sized stems at the expense of a somewhat lower total yield.