Sonderdruck aus "FORSTARCHIV", 60. Jahrgang, Heft Nr. 5, September/Oktober 1989, Seiten 188-193Verlag M. & H. Schaper, Kalandstraße 4, 3220 Alfeld (Leine) - Druck: Dobler-Dru ck GmbH & Co KG, Alfeld (Leine)

Das "Zuwachstrend-Verfahren" für die Abschätzung krankheitsbedingter Zuwachsverluste auf denFichten- und Kiefern-Weiserflächen in den bayerischen Schadgebieten

Von H. PRETZSCH und H. UTSCHIG,Lehrstuhl für Waldw achs tumskunde der Uni versität Münc hen

Zur Beurteilung des Zuwachsverhaltens erkrankte r Waldbe­stände wird deren Zuwachsgang mit einer Referenzentwicklungverg lichen, die den "normalen Zuwachsverlauf" abbildet, derunter ungestörten Wachstumsbedingungen zu erwarten gewesenwäre. Die Zuwachsdiagnose auf den Fich ten- und Kiefern-Beob­achtungsflächen in den bayerischen Waldschadensgebieten (Wei­serflächen zur Zuwachstrendanalyse) erfolgt mit dem "Zuwachs­trend-Verfahren", das am Münchner Lehrstuhl für Waldwa chs­tumskunde entwickelt wurde und sich bei der Beurteilung schad­bedingter Zuwachsreaktionen bewährt hat. Beim "Zuwachs­trend-Verfahren" wird die Referenzentwicklung aus den unge ­schädigten Bäumen des zu beurtei lenden Kollektivs abgeleitet.Da s Verfahren entspricht den Empfehlungen der Sektion Ert rags­kunde des DVFFA (1988) zur R eferenzfrage, weist aber einigeweiterführende Verfahrensmerkmal auf.

1. Waldschäden und ZuwachsdiagnoseZur Beobachtung der Vitalitätsentwicklung und Quantifizierungkrankheitsbedingter Zuwachseinbußen wurde in den Waldscha­densregionen Bayerns ein Weiserflächennetz angelegt , das au s186 Beobachtungsflächen in Fichtenbeständen, 148 Flächen inKiefernbeständen und 30 Flächen in Buch enbeständen besteht(vgl. FRANZ, PRETZSCH und RÖHLE, 1987). Die Weiserflä­ehen umfa ssen 20 Untersuchungsbäume, und jeweils drei Flächenstellen eine eigenständige Untersuchungseinheit dar (vgl.FRANZ und PREUHSLER, 1983). Zur Ermittlung desZuwachsganges in den letzten 30 Jahren wurden in den Jahren1985 bis 1987 von allen Bäumen je zwei Bohrspäne entnommen.Einen Untersuchungsschwerpunkt bilden die Bohrkernanalysenund die darauf aufbauende Diagnose schadbedingter Zuwachs­reaktionen mit einer Quantifizierung der Zuwachseinbußen inden verschiedenen Schadregionen.Wollen wir die gemessenen Zuwachsgänge beurteilen, so erhebtsich die Frage nach einer Referenzb eziehung, an welch er dieBefunddaten gemessen werden können. Die Gegenüberstellungvon Referenzentwicklung und beobachtetem Zuwachsgangerlaubt dann Aussagen über den Vitalitätszustand und Krank­heitsverlauf auf den Untersuchu ngsflächen und liefert die Grund­lage für die Berechnung von schadbedingten Zuwachsverlusten .

2. Berechnung schadbedingter Zuwachsverluste mit dem "Zu-wachstrend-Verfahren"

Die Zuwachsdiagnose auf den Fichten- und Kiefern -Beobach­tungsflächen erfolgte nach dem Zuwachstr end-Verfahren, bei denUntersuchungen auf den Buchen-B eobachtungsfl ächen mußtevon diesem Verfahren in einigen Punkte abgewichen werden.

188 FOR STARC HIV. 60. J ahrgang (1989)

Nach den "Empfehlungen zur ertragskundliehen Aufnahme- undAu swertungsmethodik für den Themenkomplex Waldschädenund Zuwachs" der Sektion Ertragskunde im DVFFA (1988)gehört das Zuwachstrend-Verfahren zu den Referenzverfahrendurch .Schadklessenvergteich'' . Die se Referenzverfahren unter­scheiden sich von anderen Verfahren dadurch, daß die Referenz­dat en zur Beurteilung geschädigter Best-andesglieder nicht ausWachstumsmodellen (Ertragstafelangaben) , sondern aus denunges chädigten Bäumen des Bestandes abgeleit et werden.Auf die Vorzüge und Nachteile der verschiede nen Ansä tze zurEr zeugung von Referen zentwicklungen wurde u . a. von DO NGuud KRAMER (1985), DVFFA (1988), FRANZ uudPRETZSCH (1989), LUX (1965), PELZ, PRESSLER undNAUMANN (1973) , RÖHLE (1987) , SCHÖPFER und HRA­DETZKY (1986) und UTSCHIG (1988) hiugewiesen. Es gibtkeine Patentlösung für diese Problematik, sondern eine ganzeReihe von Lösungsvarianten. Im Einzelfall muß geprüft werd en ,welches Referenzverfahren für ein gegebenes Untersuchungszielam besten geeignet ist.

2.1. VoriibcrlegungenSoll ein Referenzsystem das "normale" Zuwachsverhalten unse­rer Untersuchungsbestände zutreffend beschreiben, so muß es anden folgenden Besonderheiten orientiert sein (vgl. FRANZ, 1983uud 1986; PRETZSCH, 1987, und RÖHLE , 1987):1. Im Zuwachsgang bayerischer Pichten- und Kiefernbeständehaben sich in den letzt en Jahrzehnten Phasen unterschiedlich erZuwachsleistung abgezeichnet , welche in vielen Fällen den nor­malen Alterstrend dieser Bestände überdecken . Auf eine Phasemit normaler, etwa ertragstafelgernäßer Zuwachsleistung in denvierziger und fünfziger Jahren folgte seit den sechziger Jah reneine Zuwachshoch-Phase.2. In weitgehend ungeschädigten Beständen steigen dieZuwachsleistungen gegenwärtig meist weiter an und bewegen sichauf einem ungewöhnlich hohen Niveau, das häufig weit über denErw artungswerten unserer Ertragstafeln liegt.3. In den Beständen mittlerer Schädigungsgrade halten sichgegenwärtig in vielen Fäll en zuwachsfördernde und zuwachsmin­dernde Einflüsse die Waage . Die Zuwachsleistung solcherBestände liegt zwar meist noch über den vergleichbaren Tafelw er­ten, die Zuwachshoch-Phase klingt aber ab und geht über in eineZuwachsdepression.4. In stark geschädigten Beständen sind die Zuwachsgänge seitzehn bis zwanzig Jahren deutlich rückläufig, die Zuwachshoch­Phase geht unmittelbar über in eine Phas e der Zuwachsdepres­sion .

B

R

1990

1990

19 80

1 980

1 9 70

JAHR

Kiefer sind die mith errschenden Bäume deutlich stärker entna­delt als die vorherrsche nde n und herrschend en, und es bestehthier die Ge fahr, daß Schad symptome mit kon kurrenzbedingtenNadelverlusten verwechselt werden (vgl. PR ETZSCH , 1989) .Um Z'uwachsdepressionen aufgrund von Konkurrenzeffektensoweit wie möglic h aus der Betrachtung auszuschließen , bleibt dieBerechnun g bei der Kiefer auf die vorherrschenden und herr­schenden Bäume (Kraftklassen 1 und 2) beschränkt.Beim Zuwandst rend-Vcrfahre n, das sich auf Elemente einer vonFRANZ (1986) entwickelten Methode refe renzbezoge ne r Zu­wachsschät zung stützt , wird die Referenze ntwicklung besta nde s­intern gebildet. Aus eine m Bestand werden solche Bäum e ausge­wählt , die für die H erl eitung der Referenzentwicklung gee ignetsind. Eine vorl äufige Fassung des vorgeste llten Referenzverf ah-

.. ren s wurde bei der A uswert ung der bayerischen Fichten- un dKiefern weiserflächen erprob t (vgl. FRAN Z , PRETZSCH undRÖHLE , 1987) .Bei der Standa rdauswertung der bayerischen Fichten- und Kie­fern- \Veiserflä chen wurden als Referenzbäume die Bestand esglie-

der mit Nadelverlusten bis zu 29 Pro­zent (Schadstufen 0 bis 2) ausgewähl t.Du rch die Einbeziehun g von Bäumenmit Nadelverlusten bis zu 29 Prozentin die Referenz wird der TatsacheRechnung getragen , daß auch in un­geschädigten Beständen eine gewisseDifferenzierung im Vitalit ätszustandfestzustellen ist.Im Rahmen einer regional begre nz­ten Waldschad ensuntersuehung __(vgI.PRETZSCH, 1989) wurd e das Ver­fahren dahingeh end modifi ziert , daßals Krit erium für die Zuordnung zumReferenzkollektiv nicht der Befu ndder Scha dstufenansprache gewä hltwurde, sondern der Gradient der Z u­wachskurve seit Beginn der Schädi­gung.Ausgehend von der gesam ten Zu­wachskurven-Schar eines Bestandes(vgl. Ab b . 1, oben , links) wird für dieTe ilkollektive der Referenzbäumeund der zu beurteilenden Bäume (aufAbb . 1 mit R bzw. B bezeichnet) fürjedes Jahr des Untersuchun gszeitrau­mes der mitt lere Gru ndflächenzu­wachs berechnet. Die mittleren Zu-

b . wachskurven für diese TeiIkollektiveMIN'· ···n sind auf Ab bildun g 1 (obe n, rechts)

mit R bzw. B bezeichnet. Die Ermitt­lung der Zuwachsver luste erfolgtdurch Ver gleich der Zuwac hsent­wicklung des zu beur teilend en Kol ­lektivs (B, Istzuwachs) mit der Refe-renzkurve (R , Sollzuwachs) . Es istda bei aber zu berücksichtigen. daßsich die Referenzkurve und die Zu­wachskurve der zu beurte ilendenBäu me eve ntuell schon vor Eintrittder Schä digung auf eine m unter­schiedlichen Niveau bewegten . DieBestimmung dieser Nivea uunter­schiede erfolgt über den durchschni tt-lichen Zuwachs in einer Referenzpe-riode vor Eintritt der Schädigung, in

.. NRE F) and forthe trees welcher die zu vergleichenden Zu­wachskurve n etwa parallel liefen . Diea priori vorhandenen Niveauunter ­schiede zwischen den Refe renzbäu­men und dem zu beur teilenden Kol­lekt iv werden eliminier t , indem die

1 970JAHR

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ig .[CM21;

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15

Ein geeignetes Referenzsystem muß solche Abweichungen desZuwachsgangs von dem normalen Alterstr end berücksichtigen .Auch wenn die Zuwachsleistung geschädigter Bestände imme rnoch über den Tafe lwerten liegt , ist ein Bruch in der Zuwachs­kurve - verursacht durch das Abklingen des Zuwach shochs - eindeutliches Anzeichen für die Einwirkung zuwachsmindernderStör einflüsse . Das Zuwachstrend-Verfahren hat den Vortei l, daßdas aufgezeigte zeitra umtypische Zuwachsverha lten in der Refe­renzkurve Berücksichtigung findet , da diese .jiestand sintem''hergeleitet wird.2.2. Melhodische GrundlagenBei der Bau mart Fichte werde n alle vorherrschend en , herrschen­den und mitherr schenden Bäume (Kraftklassen 1, 2 und 3) einerWeiserflä che in die Berechnung mit einbezogen . Voru ntersu­chun gen haben gezeigt , daß be i der Fichte kein systematischerZusammenhang zwischen der sozialen Stellung und dem Nade l­verlust festzuste llen ist und daß sich für Bäume der Baumk lassen1, 2 und 3 das gleiche Stammzahl-Verteilungsmuste r auf dieSchad stufen null bis zehn ergibt (vgl. UTSCHIG , 1988). Bei der

Abb . 1: Methodische Grundlagen des Zuwachstrendverfahrens in grafischer Darstellungoben links: Grundflächenzuwachskurven der Referenzbäume (~ , i ~ 1. .. NR EF) und der zu beurteilendenBäume (Bi. i_ I. ..NSCHA O)oben rechts: Berechnung der mittleren Kurvenverläufe (R und B) für die Teilkollektive R, und Bi;Bestimmung der Referenzniveaus f RE F und ORE F

unten links: Berechnung der Schwankungder mittleren Zuwachskurven (R und B) um die ReferenzlinienfREF und bRE Funten rechts: Die Z uwachsverluste ergeben sich aus den Abweichungen zwischen den Kurven R{%) (0­Linie) und der Kurve E MIN '

Fig. 1: Present ation of the increment-trend-method in diagramsupper left: curve course ot the basal area increment for the reference trees (Ri • i '" 1

to bc judged (Bi. j ~ 1. . . NSCl-IAD)

upper right : derivation of the mean basal area increment curves (R and E) for thc subcollectives R, and Bi;determination of the reference levels i'REF and DREFlower left: deviation of the mean basal area increment (R and E) from the referencc levels fREF and DREFlower right: the losses of increment result fromthe percentaldeviation of the BM1Wcurve from the referenceIevel R(%).

FORSTARCH IV, 60. Jahrgang (1989) 189

jährlichen Zuwachse beider Teilkollektive in Relation zu ihremgruppen spez ifischen Zuwachsniveau in der Referenzperiodegesetzt werde n (ers te Prozentu ierung). Die errec hneten Proz ent­werte R ( % ) und 8 (%) (vgl. Abb. I, unten, links) geben dengruppenspezifischen Zuwachstrend an. Es wird nun davon ausge­gange n, daß der nach diesem Verfahren errechne te Z uwach­strend der Referenzbäume den ..normalen" Zuwachstrend dar­stellt , der ohne Schade inwirk ungen zu erwarten wäre. Deshalbwird der Zuwac hstrend der geschädigten Bäume in Relation zumZuwachstre nd der Referenzbäume betrachtet (zweite Proze ntu ­icrung) ; die Trenctabwei chungen DMI N (vgl. Abb , 1, unt en, rechts)zwische n den bei den Ku rven geben die schadbedingten Zuwachs­einbußen (in Prozent) an.Die miniere n Gru ndflächenzuwachsverluste eines Kollekti vsgeschädigter Bäume werden im einzelnen nach dem folgendenRechengang ermittelt:Die Berechnu ng der mitt leren Gr undflächen-Zuwachsen twick­lung für die Referenzbäume und die zu beurteilenden Bäumenac h den Formeln (1) un d (2)

b."j =~otOO (6)

~Ef

prountual. Abweichungen der Re(erenzbAum. vomZuwachsniv"-u der Re(......n~period. ilDJahr jpen:ental deviatio n o(the refe r..nce tr ee1 from theinc.T..ment le"el of the re fere nce period in th e year J

(7)

mittl ere Zuwachsminderung der zu beu rtf,;lendenBAume gegenüber der Referenzkur'Ve Iü-Prozene­Linie) im Jahr j in Prozentpen:ental regre esion ofincrement o( tlle examined~e eempered with th . referen .,., curve(O·pen:..nt-line l in the yelll' j

4m. j= [1 - ~) • 100r %j

bMIN j

In dem folge nden Schritt be trachten wir nun den Zuwachstrendder Referenzbäume als ..normalen" Zuwachstrend (ü-Prozent­Linie ) und errec hnen nach Form el (7) die proze ntische n Ab wei­chun gen der Zuwachskurven der geschädigten Bäume von derReferenzkurv e und daraus die prozentualen Zuwachsverlus te dergeschädigten Bäum e.

_ pTO%ent uale Abweichung der eu beurt.eil..nden BAumevom Zuwach sni"811u der Referentperiode im J ahr ipen:ental deviatjon oft",," !.Tees to be j udgM. from tll.mcrement levelof the referenoe period in th e 1" .... J

,.~%j =~.lOO (5)

rREF

(1)

(2)

N REF

~)g i Ji=l

r j = NRE F

N SCHAD

L,ig iji -I

NSC HAD

liefern die Eingangsgrößen für die Her leitung der gruppenspezifi­schen Z uwac hsle istung in der Referenzper iode vor Eintritt de rSchädigung nach den Formeln (3) und (4).

ig ij

N REF.

NSCHAD

Ifd. Nummer der B. ume innerhaIb der TeiIlloll..ktj"" ~fennt·

b6~ un d ru beUJ'Uoilf,nde Bl.wne (is t _.N REF;i ..LJi 5CHADJnumber ~the b'8e s in the wbrollKtivei refer.me trees an dexerain ed w- (l_l ...N REF; j .. l. ..N SCHJJ))

JahTesindex j,j.. l.. .nyaar inde%j, j _l ...nmittler er Grondn lll:henzuwach s du Ref.".enzbAume im J Bhr jmeen besal area Ineretnent of th .. "" feren ... tn- in th e ye..r j

_ mit tl ......r Gro ndßAcht1lzuWIICM;der zu beurtei lendffl BAumeim J ..mjmun bual lll'N1increment ofthe ....amined trMs in the )'elll'jGrundfiAdlennwarh. von Baum i im Jahr jbual lOna mcr.ment of the~ i in the r-- j

_ ZahJder BAume fIlr die Refennlherleitunrnu mber ~tn>e. for the deriv..tion ofth. nfere n""Zahl der zu beu J"t.eilenden gest;hAdigten BAumenumbe r of damaged tree e to be judged

In de m Rechengang werden die jährlichen Zuwachswerte dergeschäd igten Bäume dem nach zweifach prozcnt uicrt , erstens umdie a priori vorhande nen Niveauunte rschiede zwischen den Kur­ven zu eliminieren und zweitens um die tendenziellen Ab wei­chungen (Zuwachseinbußen) der geschädigten Bäume vom Refe­renzkollekt iv auszudrücken. Au s de n errec hneten prozen tischenZuwachsverlusten und den tatsächlichen Jah reszuwachsen de rgeschädig ten Bäume wird nach Formel (8) die absolute Höhe derGrundfläche nzuwachse (in qcm pro Jahr ) errechne t, die unte rungestörten Ver hält nissen zu erwarte n gewesen wäre .

(8)

f REF mittlerer GrundflA",henzuwach. der Referenzbllum"in der Referen zperiode j .........m..... bwwJ.llT""a lncrem.nt of th . reference treu in thenferenee period i-...e

bREF mil11erer Grundl'l Achenruw""hl der %U beurte ilendenBt.ume in der Referenrperiodemean basal i,>c:n lDent d th ..~ to be judgeod in th enfere n"" peri od

a , e Beginn un d Ende der Refere nt periodeb<tginni ng an d end of the ",ferente period

PER _ Dau..r der Refer entperiode in J ahrendur lltion ofthe re fennee period in yellT'll

absaI u tl! Höhe der Grun dfiachenzuwachse , die im J ah r j

unter ung"",törten Verh A.l tnlNen ro erw arte n gewesen wArene~d ah!lO\I..te basal an.. Increm..nt underundisturbed conditi OJ15 in the '18M iKD!'Tekturfak tor fl1r die Adju stiflrong der Refen ntk urve .auf du Niveau de. ZU beurta üenden Koll.ktivscorrecting faetor Loadj ust the ,..ferfllCe curv. to thele"lIl oCthe group oftrees to be judged

k

Durch Umformung der Formel (8) kann die de m Zuw achs trend­Verfahren zugrunde liegen de Über legung noch einmal aus ande­rer Sicht verd eutlicht werden: Als Sollzuwac hs geschäd igterBäume wird nicht unmi ttelbar der entspreche nde Jah reszuwachsdes Referenzkollekt ivs angenommen, sondern durch einen Fak ­tor k werde n apriori vorhandene Niveauunterschiede zwischende n Kurven in de r Referenzperiode eliminiert. Es wird alsolediglich der Zuwachstr end der ungeschäd igten Bäume als Basiszur Herleitun g des Sollzuwachses benutzt.Werden die Zuwachseinb ußen für de n Einzelbaum errechnet. sovere infachen sich die Formeln (2) und (4) wie folgt:

e

~)g i jb i j = ig ij (Za) - . .i.::!..-- (4a)

bro:F 1 = PER

Die nach diesem Verfahren errechne ten Zuwac hsverluste für denEinzelbaum sind , in Kombination mit weitere n Bau mparametern.wichtige Basisgrößen für weiter führ ende statistische A nalysen derMeßdaten. Zu r Bestimmung der proze ntualen Zuwachsver lustefür einen Bestand werde n Ist- und Sollzuwachs des Bestandes

(3)

(4)

N REF e

L .Lig ijie l J=aPER· NR EF

N SCHAD e

L L ig i jie I .iea

PER · NSCHAD

Um solche Niveauunte rschiede zwischen den Kurve n, die schonvor Eintritt der Schäd igung bestanden . aus der Rechnung zueliminieren, werde n nac h den Formeln (5) und (6) die prozentua­len Ab weich ungen der jäh rlichen Z uwachswerte vom gruppcn­spezifischen Referenzniveau berechnet ; d. h., wir vernachlässi­gen im folgen den das absolute Zuwachsniveau der zu vergleichen­den Kurven und betrachten nunmehr deren Schwankungen umdas Referenzniveau .

190 FO RSTA RCHIV. 60_1ahrg ~n8 {I989j

__ ":'l.i "'--"N."R"Eö-F..:+..:b:J.i_'..:N:.;S~C""H~A~D_ _. ·100

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5

35

30

25

kurzfristige und schwächere Zuwachsreaktione n nachweisen .wenn die Zuwachsleistung insgesamt erhöht ist und über denvergleichbaren Werten unserer Er tragstafeln liegt.Das R eferenzsystern liefert für unsere UntersuchungsbeständeZuwachsverluste , die in plausibler G röße nordnung liegen (vgl.Ab schn . 3) . Auch die Rückrechnung aus den Istzuwachsen undZuwachsverlusten eines Bestandes auf seinen Sollzuwachs. derunter ungestörten Verh ältni ssen zu erwarten gewesen wäre , lie­fert plausib le Ergebnisse. Das Verfahren liefert nicht zwangsläu­fig Zuwac hsverlust-A ngaben , sondern es kön nen sich im Einzel­fall, je nach dem Zu wachstrend der geschädigten und ungeschä­digten Bäume, im Vergleich zur Re ferenzentwicklung gleichlau­fende oder steigende Zuwachsänderunge n erge ben . Das Zu­wachstrend-Verfahre n ist im Gegensatz zu solchen Referenzver­

-fahr en , die sich an Wachstu msmodelle anlehnen, prob lem orien­tiert , da es die spe zifischen Wachstumsverhä ltnisse im Untersu­chungsgebiet bei de r Referenzbildung berüc ksichtigt .3. Anwendllngsheispiclc aus dem hayerischen w elserrlächennetz

zur ZuwachstrendanalyseIm folgenden wird am Beispiel von Fichten- und Kiefern-Weiser­flächen in der Region Oberfranken die Anwe ndung des Zuwachs­trend-Verfahrens für die Zuwachsdiagnose vorgestellt.In den un tersuchten Fichten- und Kiefernbeständen in dieserRegio n do minieren Bäume mit mittl erer Schädigung. Stärke rgeschädigte Bä ume mit Nadelverlusten über 50 Prozent habeneinen Anteil von fünf bis zeh n Pro zent an der Gesa mtstammzahl(vgl. Abb. 2). Damit liegt der Schädigungsgrad in diesem Raumdeutlich über dem Landesdurchschnit t. Aus Abbildung 2 gehtweiter hervor. daß der Anteil von Bäumen mit Nade lver lustenunter 30 Prozent - also der Anteil der Bäume . die zur Referenz­bildung herangezogen werde n - auch unt er den gegebene nungünstigen Vttalitätsverhältnissen etwa ein Drittel der gesamtenStammzahl ausmacht. Das bedeut et , daß selbst in Bestände n mitmittleren und stä rke ren Schä de n das Referenzkollektiv noch gutbesetzt ist . Unte r günstigeren Vitalitätsverhältnissen kann de rAnt eil der Referenzbäume auf 80 bis 90 Prozent der Ge samt­stammzahl ansteigen . Das zeigt . daß sich das Referenzkollektivnicht aus wenigen , besonders vitalen Bäumen zusammenset zt ,sondern in der Meh rzahl der Fälle mehr als ein Dritte l de rVerteilungsmasse ausmacht . Das bestätigt die eingangs getroffeneCharakter isierung, wonach das Zuwachstrend-Verfa hren sehrvorsichtige Schätz ungen der Zuwachsverluste liefert.Auf Abbildung 3 sind für ausgewählte Weiserflächen in oberfrän­kischen Fichten- und Kiefernbeständen die Ergebnisse derZuwachsd iagnose über das Z uwachstrend-Verfahren dargestellt:Aufg etragen ist der Zuwachsga ng von Bäumen der verschiedenenSchadstu fen in Relation zur Referenzentwicklung (O-Linie) . Ausder Darstellung geht hervor , daß alle Teilko llektive - unabhängigvom heutigen Schädigungsgrad - in der ersten Hälfte des betrach­teten Untersuchungszeitra umes etwa auf dem Zuwachsniveau der4 5 Stammzahl Fichte 45 Slammzah l Kie fer40 in% 40 in%.

0123 45 6 789 0 1 2 3 45 6 7 8 9Sc had s lule Schadstufe

Abb. 2: Stam mzahlvert eilung auf Stufen gleicher Nade lverluste für dieFichten-Weiserflächen 601 bis 612 im Forstamt Fichte lbe rg (links) und fürdie Kiefern-Weiserflächen 70 bis 75 im Fors tamt Selb (rechts) .Fig. 2: Stemnumber distribution on differen t degress of needle-Ioss for thesampIe plots 601-612 in spruce stands in the fore st districr Fichtclberg(left} and for the sample plots 70- 75 in pine stands in the forest districtSelb (right}.

(9)

Isl%uwachs • 100Solleu wachs

Zuwach llverlust fürden Bestand imJahre j (in Prozent)

_ rj '" N REF + bj '" NSC HAD. * 100

rj '" N REF + rj. k « NSCHAD,

nach Formel (9) gegenübergestellt. Der Istzuwachs ergibt sich alsSumm e der nach Stammzahlen gewichteten mittleren Zuwachs­werte der Referenzbäume und der geschädigten Bäume. DerSollzuwa chs wird als na ch Stammzah len gewichtete Summe derReferenzzuwachswerte und der na ch Formel (8) errechnetenSollzuwächse der geschädigten Bäume errec hne t.Nach diesem Be re chnungsgang leite t das EDV-Programm ZUW­VE RL . da s arn Lehrstuhl für Waldwachstumskunde entwickeltwurde (PRETZS CH . 1985; UTSCH1G. 1988) bestandesspezifi­sche Referenzkurven her . errechnet Zuwachsverluste für Ein zel­bäume und Baumkollektive und ermittelt Zuwachsverluste fürden Gesamtbestand . Die berechneten Zuwachsverluste werd enfür weite re Rechenschritte in Listenform ausg egeben und übereine Plotroutine grafisch dargestellt.2.3. Be urteilung des Zuwachstrend-VerfahrensJede Lösung für die Herleitung von Referenz-Zu wachskurvenbleibt ein Kompro miß zwischen der Forderung nach einem groß­räumig gülti gen , praktikablen Referenzsystem und dem Wunsch ,für de n Einzelbes tand hinreic hend zuverlässige Bezugsgrößenherzuleiten.D er hier vorg estellte met hodische An satz der Referenzbildungnutzt die T atsache , daß auch in geschädigten Beständen in denmeisten Fä llen noch widerstandsfä higere Besta ndesglieder zu fin­de n sind, welche in rel at iv guter gesundheitlicher Verfassung sindund sich als Referenzbäume eignen . Es wird davon ausgegangen,daß ohne Schadeinwirkung die Lage der Zuwachskurven vongeschädigten und ungeschädigten Bäumen zueinander heute ähn­lich wäre wie vor Beginn der Schädigung.Die R eferenzper iode wird in einen Zeitr aum vor Eintritt derSchädigung gelegt . in welchem die Zuwachskurven aller Bestan­desglieder etwa parallel liefen und an den heute geschädig tenBäumen noch keine krankhei tsbedingten Zuwachsreaktionenfestzustellen waren. Das Zuwach sniveau in der R eferenzperiodedient zur E limin ieru ng von An fangsunterschieden im Zuwachs­niveau der Referenzbäume und des zu beurte ilende n Teilkollek­tivs. Die Wahl de r R eferenzperiode hat daru m nur einen gering­fügigen Einfluß auf die Berechnungen . Denn die Zuwachseinbu­Ben werden aus den Zuwachstrend-Abweichungen der zu beurtei­lenden Bäume vom Referenzkollektiv abgeleitet.Durch die Aufnahme von Bäumen mit leichter Schädigung(Nadelve rluste bis 29 Prozent) in das Referenzkollektiv wird dienatürliche Bestandesdifferenzieru ng, die auch in unbelaste tenBestän den zu Krone nverlicht ungen führen kann , ausreiche ndberücksichtigt. Das vorgestellte Referenzsystem liefert vorsich­tige Schätzunge n ; die Zuwachsve rluste eines Bestandes werdennach diesem Verfahren sicher nicht überschätzt. Natürlich kanndie ses Referenzsystem nur dann angewendet werden . wenn einaus reic hend großer A nte il von Bäumen mit Nadelverlusten unte r29 Prozent im Bestand vorhanden ist. Liegt de r Anteil vonB äumen für die Refer enzbildung unter 25 Prozent der Gesamt­srammzahl , so wird die Referenzkur ve aus einem vergleichbarenBestand mit günstigere n Vitalit ätsverhältnissen abgeleitet.Mit dem Zuwac hstre nd-Verfa hren können Zuwachseinbußen fürEinzelbäume berechnet werden und mittlere Zuw achseinbußenfür Kollektive geschädigter Bäume abge leit et wer den , eben solassen sich die Z uwachseinbußen für den Gesamtbesta nd, d. h .fläch enb ezogene Zuwachseinbu ßen . bestimmen . Gege nüber denVerfahren , die sich an Wachstumsmo dellen (E rtragstafel n) orien­tiere n, lassen sich mit dem Z uwachstrend-Verfahren auch da nn

FORSfARCHIV .60. Jahrgang (1989) 191

WeiserflächenSeIh 70-75

Schadstufen

3 2

\VeiserflächenFich telbc rg 601 - 612

Scha dstufen

3 4 S 6 7 8

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66 21 11, I, I, 2

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lf,L-j ährl.+ 20 Grtmdfl äcben -: ig [% ]

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20 I11

40 1I

1

60 IKollektiv der I

Referenzbäume I

- 80 n= 31 I 4S 18 2

- 80

- In den me isten Scha dregionen besteht ein tendenzielle r Zusam­menhang zwischen der Schad stufe (Höh e der Nadelverluste) undden Zuwachseinbußen; mit zunehmender Schädigung wird derZusammenhang straffer.- Gleich e Nadelverluste könn en in verschiedenen Schadregione nunterschiedliche Zuwachsverluste nach sich ziehen .- Die Re lation zwischen Nad elverlusten und Zuwachsverlustenverändert sich in den verschiedene n Beobachtu ngsjah ren nurgeringfügig und ist weitgehend unabhängig vom Kalenderjahr.- Der Zu sammen hang zwischen Nadelverlust und Zuwachsein­buß en entspricht in den meisten Fällen einer Dosis-Wirkungsbc­ziebung (vgl. FRANZ, 1986): Bei leichten Nade lverluste n sindnur geringfügige Zuwachseinbußen festzustellen, bei mittl erenSchadgraden steigen die Zu wachsverluste mit Ab nahme derBenadelung sta rk an. Bei sehr hohen Nadelverlusten geh en dieZuw ächse völlig zurück, und die Häufigkeit schadbedingterStamm abgänge nimmt zu.5. ZusammenfassungZur Beurteilung de r Zuwachsleistung auf den Fichten- und Kie­fernbeobachtungsfläche n in den bayerische n Waldschadens­regionen werden die Zuwachsgänge geschädigter Bä ume mitReferenzentwicklungen vergliche n, die aus den Zuwac hsgrößenungeschädigter und leicht gesch ädigte r Bäume (NadelverlusteO bis 29 Prozent) der zu beurteilenden Bestände abgeleitetwerden.

Abb. 4: Mittelwerte und Standardfehler der Zuwachsverluste (prozen­tuale Abweichungen des lfd.-jähr\. Grundflächenzuwachses VO ll der Refe­renzlinie) für den Zeitraum 1983 bis 1987.Nach dem Zuwachstrendverfahren errechnete Zuwachsverluste für dieFichten-Weisertlächen 601 bis 612 im Forstamt Fichtelberg und die Kie­fern-Weisertlächen 70 bis 75 im Forstamt Selb.Fig. 4: Mean and standard error of the increment loss (percental deviationof the annual increment of basal area from the reference level) for theperiod 1983 to 1987.Results for sampie plots in spruce stands in the forest distriet of Fichtel­berg and for sampIe plots in pine stands in the forest distriet Selbcalculated on the basis of the increment-trend-method.

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Jahr

Weiserfläche: SELB 70,.I "~ .I • ,I •I •,,

\\\

Weiserfläche n: F1C1ITELBER G 601-6 12

00

20

N],,6

1970 1990 1990 40

lfil._Hihrl.

1960

"""""""'=~~••• 3- 4.....- 5- 7

20 Schadstufen:

- - - - . 3

40 - - 4

- -- 5

20

20

20

-60

- 60

1960 1970 1980 1990

Abb. 3: Zuwachsdiagnose auf der Grundlage des Zuwachstrend-Verfah­rens für eine Reihe von Fichten -Weiserflächen im Forstamt Fichtelberg- Weiserflächen 601-612 - (oben) und eine Kiefern-Weiserfl äche imForstamt Selb - Probefläche 70 - (unten).Für Bäume unterschiedlicher Schädigungsgrade (Schadstufen 3 bis 7) sinddie prozentualen Abweichungen von der Referenzkurve (O~Linic) darge­stellt.Fig. 3: Analysis of increment curves in damaged stands by the increment­trend method: sampIe plots 601- 612 in spruce stands in the forest districtof Fichtelberg (upper), sampIe plot 70 in pine stands in the forest distriet01Selb (Iower).For trees with different degrees of needle-losses (degress of damage 3 to7) the mean percental deviation fo the basal area increment from thereference curve (D-line) is plotted.

Referenzkurve lagen . In de n Folgejahren sinke n die Zu wachskur­ven zunehmend unter das Referenzniveau ab ; es besteht abernicht in allen Fällen ein straffer Zusammenhang zwischen derSchad stufe und der Zuwachsminderung.A ußer dem mittleren Zuwachsverlauf für Teilkollektive mitun terschied licher Schäd igung und den Zuwachsver lusten für denGesamtbestand lassen sich - wie obe n dargestell t - mit demZuwac hstrend-Verfahren au ch die Zuwac hseinbuße n für Einze l­bäu me ableiten . Abbildung 4 ent hält die Mittelwerte und Stan ­dar dfehler der Grundflächenzuwachsverluste für die Bäumeunt erschiedlicher Schäd igungsgrade (Schadstufe 0, d. h . Nadel­verluste 0 bis 9 Prozent ; Schadstufe 1, d . h . Nadelverlu ste 10 bis19 Proze nt usw.) . In den bet rachteten Unters uchungsbestände nste igen die Zuwachsve rluste mit zunehmender Schädigung ten­denziell an , und bei Nadelver lusten von 50 Prozent unt erschreit ensie die Referenzentwicklung um 30 bis 50 Prozent. In den höherenSchadstufen ist die Aussagekraft der Mitte lwerte aufgrund dergeringen Besetzung eingeschränkt.4. AusblickDie nach de m Zuwachstr end-Verfahren hergeleitet en Zuwachs­verlu ste auf den We iserfl ächen bild en die Grundlage für Modell­ansätze zur Quantifizierung scha dbedingter Zuwachsminderun­gen in bayerischen Waldschadensgebieten , wie sie von FRANZ(1986) in einem ersten Entwurf formuliert wurden. Au s denErgebnissen de r Z uwachsdiagnose auf den Weiserflächen könnenfolgende A ussagen über da s Schadv erhalten abgeleitet werden ,die bei der Formulieru ng von Schätzansät zen zu berücksichtigensind :- Der Scha dgrad und die krankheitsbedingten Zuwachsreak tio­nen auf den Beobachtungsflächen Jassen klare reg iona le Unte r­schiede erkennen .

192 FO RSTARCHIV. 60. Jahrgang (1989)

Unter der Annahme, daß ohne Schadeinwirkung der Zuwachs­trend der geschädigten und ungeschädigten Bäume eines Bestan­des - unabhängig von dere n absolutem Zuwachsniveau - heuteannähernd gleichlau fend wäre , lassen sich aus den Tre ndabwei­chungen zwischen geschäd igten und ungeschädigten Bäumenschadbedingte Zuwachseinbußen ableiten . Das Verfahrenbe rück sicht igt den Tatbestand , daß auch in ungeschädigtenBeständen aufgrund der natürlichen Differenzierung Kronenver­lichtungen festzustellen sind und impliziert , daß die Zuwachskur­ven der Teilkollektive even tuell schon vor Eintritt der Schädig ungauf einem unt erschiedlichen Nivea u lagen. Es erlaubt Au ssagenüber die schadbedingten Zuwachseinbußen an Einzelbäumen undBaumkollektiven ; ferne r Jassen sich damit flächenbezogeneZuwachsminderungen abschätzen . Die Besonderheit en des vor­gestell ten Referenzverhaltens werden diskut iert . Für zwei Flä­chense rien aus dem Fichten- und Kiefern-Weiserflächennetz wer­den die Re sultat e der Zuwachsdiagnose vorgestellt. Die Befund ­daten aus der Zuwachsanalyse bilde n die Grundlage für Schä tz­ansätze zur Quantifizierung krankheitsbedingter Zuwachsände­rungen .

6. SummaryTitle of the paper: On the " Increment-trend method" for the estimationof the increment loss on exper imental plots of spr uce and pine in the

Bavarian forest-damage-regionsTo judge the increment development on experimental plots of spruce andpine in the Bavarian fores t-damage-regions the inerement-trend of dama ­ged trees is eompared with the referen ee development, whieh is derivedfrom undamaged and slightly damaged trees (Ioss of need les from 0 to 29percent) .On the assumption that the increment-trend of da maged and undamagedtrees - regardles s of thcir absolut e increme nt level - would be similar inpresent, the inerement lass ean be derived from tbe deviation of trendsbetween damaged and und amaged trees. The method considers , that alsoin undamagcd stands lass of needle-mass due to natura l differentiat ion areascert ainabl e and also includes that the inerement curves of the subcollee­tive might have been on a different level before the damage occured . Bythis met hod statemen ts ean bc made about the increment lasses duc toforest damages on single trees or for whole stands. The special charac teris­ties and qualities of the presented refe renee method are discussed and theresults of increment diagnosis are demonstrated for two series of experi­mental plots within the grid of spruee and pine sampie plots. Th e datafrom the increment analysis forms the basis for the verifieatio n of estima­tion funetions to quantify increment changes due to forest-damage .

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Verfasser : Dr. Hans PR ETZSCH und Dr. He inz UTSCHIG , Lehrstuhl für Wald­wachstumskunde, Un iversität Mün chen, Amalienstra ße 52, D-8000 Münc hen 40.

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