Methoden der Jahrringforschung
Abb. 1 - Entnahme eines Bohrkerns an einer Fichte. Aus dem Proben- und Datenmaterial für die Jahrringforschung lassen sich die vergangenen Entwicklungsprozesse am Einzelbaum und im Bestand interpretieren. Foto: Ulrich Wasem (WSL)
Für die Jahrringforschung eignen sich Bohrkernbeprobungen und Scheibenentnahmen. Besonders bei engringigem Wachstum sind Scheiben vorteilhaft, weil auskeilende oder fehlende Jahrringe nur an Scheiben aufzufinden sind. Für Analysen der Durchmesserentwicklung hat sich die Entnahme auf Brusthöhe (1,3 m Stammhöhe) analog zur Referenzhöhe von Waldinventuren und Betriebsmodellen bewährt (Abb. 1). Für die Ableitung von Höhenentwicklungen sind mehrere Scheiben verteilt in der Stammhöhe nötig (Abb. 2).
Zielt die Untersuchung auf die Entwicklung des Hauptbestandes ab, werden nur die herrschenden Bäume beprobt. Wenn man jedoch Fragen zur Bestandesdynamik untersuchen möchte, so kann der Miteinbezug aller sozialer Klassen oder Entwicklungsstufen notwendig sein. Nadelhölzer und ringporige bis halbringporige Laubhölzer, welche gut differenzierte Jahrringstrukturen aufweisen, sind relativ einfach bearbeitbar. Zerstreutporige Laubhölzer wie z.B. Birke oder Ahorn erfordern meist eine zusätzliche Einfärbung des Holzes um Jahrringgrenzen besser sichtbar zu machen.
Wachstumsprozesse bei unterschiedlichen Nutzungsstrategien werden durch Feldexperimente mit ausreichenden Wiederholungen der Versuchsflächen und Kontrollflächen geprüft. Dabei ist der Auswahl dieser Kontrollflächen grösste Beachtung zu schenken: die Bestände müssen nicht nur bezüglich der herrschenden Standortsfaktoren, sondern auch in Bezug auf Art, Alter, Struktur und Bestandesgeschichte möglichst vergleichbar sein.
Mittel- bis langfristige Prozesse verlangen nach speziellen Methoden der Datenbearbeitung. Viele Effekte wie Alterung, Bewirtschaftung und kurzfristige Umwelteinwirkungen fliessen in die Zuwachsmuster ein, beeinflussen und verwischen sich gegenseitig. Daher sollte im Untersuchungsmaterial entweder eine breite Alters- und Behandlungsspreitung vorliegen oder nur mit stratifiziertem Material, z.B. einer einzigen Altersklasse, gearbeitet werden.
Abb. 2 - Stammanalyse mit Höhen-Durchmesserentwicklung einer bis 24-jährigen Fichte. Programm Stanly © J. Nagel, NFV Göttingen.
Konkurrenzverhältnisse in Jahrringstruktur sichtbar
Im bewirtschafteten Wald werden waldbauliche Einheiten als Bestände ausgeschieden. Ein Waldbestand zeichnet sich dadurch aus, dass er einheitlich ist in der Baumartenzusammensetzung bzw. Artenmischung, eventuell dem Alter und der Struktur und Textur. Die Bäume eines Bestandes sind eine Lebensgemeinschaft, mit Schutz gegen verschiedene Einwirkungen wie Wind und Transpirationsstress (Mikroklima, Verjüngungsgunst). Sie stehen aber in Konkurrenz um Licht, Wasser und Nährstoffe.
Abb. 3 - Abrupte Zuwachsverbesserung nach dem Fällen eines Nachbarbaums. Fällzeitpunkt blau markiert. Foto: Fritz Schweingruber (WSL)
Diese komplexen Nachbarschaftsbeziehungen der Bäume widerspiegeln sich in der Jahrringstruktur (Abb. 3). In der Jahrringanalyse sind deshalb die Beurteilung und Interpretation von Konkurrenzverhältnissen und Konkurrenzänderungen eine wichtige Grundlage zum Verständnis der Walddynamik.
Weil diese Dynamik aber nicht nur durch die Waldbewirtschaftung erzeugt wird, sondern auch natürliche Störungen eine Rolle spielen, braucht es Versuchsflächen, auf denen die frühere Waldnutzung gut dokumentiert ist. Durch die Trennung von natürlichen und menschlichen Einflüssen lassen sich die verschiedenen Faktoren, die zur Veränderung der Jahrringstruktur beitragen, voneinander abgrenzen.
Nutzen der Jahrringforschung für das Waldmanagement
Aus dem Proben- und Datenmaterial für die Jahrringforschung lassen sich die vergangenen Entwicklungsprozesse am Einzelbaum und im Bestand interpretieren (Abb. 3). Die Jahrringforschung kann dem Bewirtschafter dadurch wichtige Informationen zu Höhen-, Durchmesser- und Volumenentwicklung der Bäume, allfällige datierbare Störeinflüsse und Vitalitätseinbrüche im Wachstum und deren mögliche Ursachen liefern. Damit erhält er wichtige Hinweise zur Korrektur seiner Bewirtschaftungsziele und -massnahmen. Auch durch die Bewirtschaftung ausgelöste Folgereaktionen lassen sich untersuchen. Zum Beispiel:
- Auswirkungen von neuen Steilrändern: beim Strassenbau, bei Verjüngungsschlitzen; Qualitätsreaktion bei Aufastungen und Kronenschnitten
- Auswirkungen von Düngereinsatz bei Nährstoffmangel
- Auswirkungen von Klärschlamm und Holzasche-Recycling im Wald
- Auswirkungen bei Änderungen des Grundwasserspiegels
- Auswirkungen bei Bodenbelastungen durch Forstfahrzeuge
- Förderung innerer Qualitätskriterien des Holzes für hochwertige Endprodukte: regelmässiger Jahrringbau, technische Holzeigenschaften
Die Jahrringforschung eignet sich auch zur Beantwortung von klimatologischen, ökologischen und umweltrelevanten Fragestellungen und zur Interpretation von kurzfristigen Störungen bis langfristigen Trends. In neuester Zeit waren insbesondere die Wachstumstrends im Hinblick auf die Waldschadensfrage, die Stoffeinträge (Nitrat, Säuren), die CO2-Problematik und die Klimaerwärmung von Interesse. Kurzfristige Störungen des Waldökosystems sind:
- Dürreperioden
- Frost- und Kälteeinbrüche
- Stürme
- geomorphologische Prozesse
- Schadinsekten und Phytopathogene
- die Auswirkungen von Schadstoffen bei Inversionslagen (Stichwort: Feinstaub)
- die Effekte durch nicht ionisierende Strahlung
Obwohl diese Störungen nicht durch die Waldnutzung verursacht sind, geben die Resultate der Jahrringforschung für das Waldmanagement Hinweise zur Risikoabschätzung und Schadensminderung.
Fazit
Die Jahrringforschung untersucht einerseits die Wachstumsprozesse rückblickend über die ganze bisherige Lebensdauer der Bäume. Sie gelangt so zu Aussagen zum Zeitpunkt, zur Dauer und zur Stärke der Bewirtschaftungseinwirkungen und bewertet deren Folgen und Konsequenzen. Andererseits interpretiert die Jahrringforschung die vorgefundenen Wachstumsmuster im Hinblick auf anthropogene Ursachen und leitet künftige Waldentwicklungen und mögliche alternative Szenarien ab. Somit trägt sie dazu bei, Bewirtschaftungs- und Nutzungskonzepte zu optimieren oder neu zu entwickeln.
(TR)
