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Waldwachstumsmodellierung



Benutzeroberfläche des Programms PROGNAUS
Waldwachstumsmodelle haben in Mitteleuropa eine lange Tradition. So datiert zum Beispiel die erste Anleitung zur Aufstellung von Ertragstafeln aus dem Jahr 1721 (Pretzsch, 2001, p. 93). Ende des 18. Jahrhunderts wurde von Paulsen die erste deutsche Ertragstafel entwickelt (Paulsen 1795). Verbesserte Methoden und Datengrundlagen führten immer wieder zu Folgeuntersuchungen und neuen Tafelwerken, wodurch die Ertragstafelforschung bis weit in das 20. Jahrhundert hinein eine zentrale Aufgabe der Forstwissenschaft einnahm.

In den späten 1970er und frühen 1980er Jahren kam es in verschiedenen Ländern Mittel- und Nordeuropas zur Entwicklung von Einzelbaumwachstumsmodellen, die als alternative Prognoseinstrumente zu den herkömmlichen Ertragstafeln gedacht waren. Dabei folgte man einem Trend aus Nordamerika, wo die ersten derartigen Modelle bereits Mitte der 1960er Jahre entwickelt wurden. Der Vorteil von solchen Modellen besteht darin, dass sie die Bestandesentwicklung tatsächlich über das Wachstum der einzelnen Bäume beschreiben, und nicht wie in den Ertragstafeln über die Entwicklung von Hektar- und Mittelwerten (Stammzahl, Grundfläche oder Volumen je Hektar bzw. Mitteldurchmesser, Mittelhöhe oder Oberhöhe). Dadurch liefern diese Modelle detailliertere Informationen über die Entwicklung der einzelnen Bäume und somit auch über die Entwicklung der Bestandesstruktur (BHD-Verteilung, Schichtung, Baumartenzusammensetzung). Letzteres ist angesichts eines allgemeinen Trends zu einer stärker einzelbaumorientierten Waldwirtschaft von zunehmender Bedeutung.



Das Kernstück eines solchen Waldwachstumsmodells besteht aus einem Set artspezifischer, mathematisch-statistischer Funktionen, mit deren Hilfe der Durchmesser- und Höhenzuwachs sowie die Wahrscheinlichkeit für das Absterben eines Baumes abgeschätzt wird. Darüber hinaus enthalten die meisten dieser Modelle Funktionen, die das Aufkommen junger Bäume (Verjüngung) beschreiben. Die Koeffizienten der Modellgleichungen werden mittels multivariater statistischer Methoden aus einem möglichst repräsentativen Datenmaterial geschätzt. Durch den Bezug zum Einzelbaum können solche Modelle eine Vielzahl von waldbaulichen Behandlungsvarianten, Baumartenzusammensetzungen und Alterskombinationen abbilden und deren Auswirkungen auf das Wachstum abschätzen.

In Österreich wurden am Institut für Waldwachstumsforschung der Universität für Bodenkultur Wien verschiedene Einzelbaumwachstumsmodelle entwickelt. Beim Modell PROGNAUS handelt es sich zum Beispiel um ein abstandsunabhängiges Modell, das auf der Datengrundlage der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) parametrisiert wurde. PROGNAUS wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Waldwachstum und Waldbau des BFW anhand von Dauerversuchsflächen mehrfach evaluiert. Darüber hinaus wurde es in Kooperation mit dem Institut für Waldinventur des BFW im Rahmen verschiedener Projekte (Holzaufkommensprognose für Österreich, Vorrats- und Zuwachsentwicklung im Wirtschaftswald der ÖBf-AG, Holz- und Biomasseaufkommensstudie für Österreich) erfolgreich eingesetzt.



In den letzten Jahren wurde am BFW mit der Entwicklung des klimasensitiven Einzelbaumwachstumsmodells CALDIS begonnen. Ausgehend vom Modellkonzept von PROGNAUS wurden in die Durchmesser- und Höhenzuwachsschätzung die Jahrestemperatursumme und der jährliche Niederschlag einbezogen. Das Kalamitätsrisiko infolge von Windwurf und Trockenheit wurde ebenfalls integriert. Als Datengrundlage für die Modellentwicklung dienten die periodischen BHD- und Höhenmessungen sowie die Bohrkernanalysen der Österreichischen Waldinventur (ÖWI). Die Temperatur- und Niederschlagsdaten wurden von der ZAMG (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik) und vom HZB (Hydrographisches Zentralbüro) zur Verfügung gestellt. Dieses Modell kann dazu verwendet werden, um die Auswirkungen von Veränderungen im Temperatur- und Niederschlagsregime auf die Produktivität verschiedener Baumarten abschätzen zu können, oder verschiedene Produktionsmodelle unter Einbeziehung des Bestandesrisikos zu analysieren.



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