Walddynamik in Fichten - Tannen - Buchenurwäldern

Forschungsprojekt P 14583Walddynamik in Fichten-Tannen-BuchenurwäldernGeorg GRATZER09.10.2000 Der Urwald Rothwald ist der größte und am besten dokumentierte Urwaldrest in Mittelwuropa. Dieser Urwaldrest bietet die außergewöhnliche Möglichkeit das Wissen über die Walddynamik zu vertiefen und aktuelle, in anderen Teilen der Welt entwickelte Theorien der Walddynamik auf ihre Relevanz für mitteleuropäische Wälder zu prüfen. Drei Theorien der Walddynarnik, die unterschiedliche Prozesse und Mechanismen in Mischbeständen, hervorheben, werden behandelt und folgende Hypothesen getestet: (1) Unterschiedliche Reaktion der Baumarten auf verschiedene Störungen sind ausschlaggebend für die Bestandsentwicklung, (2) räumliche Nischenbildung, temporäre Nischenbildung und/oder ein Ausg1eich zwischen Konkurrenz und Besiedlungsfähigkeit sind die Mechanismen, die Koexistenz der Hauptbaumarten ermöglichen und die Reaktion auf unterschiedliche Störungen bedingen und (3) die Kenntnis der räumlich-zeitlichen Bestandesentwicklung kann als Basis zur Prognose zukünftiger Bestandesentwicklungen dienen. Hypothese eins wird anhand folgender Ansätze untersucht: (i) Die Vegetationsentwicklung wird nach großflächigen und kleinflächigen Störungen untersucht; (ii) Die räumliche und zeitliche Variabilität der Lücken und Lückengrößen wird anhand einer Luftbildzeitreihe, von ca. 60 Jahren erhoben, (iii) Die Störungsgeschichte wird mittels dendro- ökologischer Methoden kombiniert mit demographischen Bestandesparametern in Dauerversuchsflächen rekonstruiert. Aufschluß über die räumliche Nischenbildung (Hypothese 2) zwischen den Baumarten wird eine detaillierte Untersuchung der Verjüngungsökologie auf Intensivuntersuchungsflächen bringen. Die Existenz eines Ausgleichs von Konkurrezkraft und Besiedlungsfähigkeits wird durch Vergleich der räumlichen Verteilungsmuster der Bäume mit aus der Literatur bekannten Verbreitungsdistanzen der einzelnen Baumarten getestet. Für die Abschätzung der Bedeutung zeitlicher Nischenbildung zwischen den Hauptbaumarten wird einerseits die zeitliche Dynamik des Vertingungspotentials der Baumarten und andererseits die zeitlichen Schwankungen der Verfügbarkeit, von Ressourcen (hervorgerufen durch Störungen wie z.B. Lückenbildung oder langfristiger Klimaschwankungen) mittels dendrobkologischer Verfahren erhoben. Die räumlich-zeitliche Bestandesentwicklung (Hypothese 3) wird durch Musteranalyse unter Verwendung von auf sechs Dauerversuchsflächen wiederholt aufgenommener Daten untersucht. Die Anwendung dieser unterschiedlichen Ansätze wird nicht nur ein vollständigeres Bild der Dynamik mitteleuropäischer Fichten-Tannen Buchenwälder ergeben, sondern auch zur Weiterentwicklung der Theorien über Walddynamik beitragen.

Im Wildnisgebiet Dürrenstein liegen die größten Urwälder Mitteleuropas. Diese Urwälder bieten eine außergewöhnliche Möglichkeit das Wissen über Walddynamik, die zeitliche Veränderung der Artenzusammensetzung und Struktur der Wälder zu vertiefen und aktuelle Theorien der Walddynamik auf ihre Relevanz für mitteleuropäische Wälder zu prüfen. Ein treibender Faktor für natürliche Walddynamik sind Störungen. Störungen stellen hier zeitlich abgrenzbare Ereignisse dar, die zu einer Veränderung der Resourcenbasis in den Wäldern führen. Ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der Bergwalddynamik ist es, die Geschichte von Störungen sowie ihre Rolle für die Zusammensetzung der Wälder zu charakterisieren. Im Projekt "Walddynamik in Fichten- Tannen- Buchenurwäldern" konnte von Wissenschaftern des Institutes für Waldökologie der Universität für Bodenkultur erstmals die Störungsgeschichte eines mitteleuropäischen Urwaldes für die letzten 350 Jahre aus der Analyse von Jahrringbreiten rekonstruiert werden. Diese Jahrringbreiten werden von genetischen Faktoren, dem Klima und dem Lichtangebot, das den Bäumen zur Verfügung steht, bestimmt. Durch störungsbedingten Ausfall von beschattenden Nachbarn können Bäume mit verstärktem Zuwachs reagieren. Diese sogenannten Freistellungs-ereignisse wurden datiert und auf ihre räumlichen Verteilungsmuster untersucht. Während man bisher annahm, dass die mitteleuropäischen Urwälder kontinuierliche Erneuerung und somit auch kontinuierliches Absterben von Bäumen aufweisen, konnte nun festgestellt werden, dass sich im untersuchten Urwald Perioden mit großer Störungsintensität mit Perioden sehr geringer Störungsintensität abwechseln. Die Dekaden bis 1920, 1930, 1960, 1970 und 1990 wiesen für den ganzen, 300 ha grossen Urwald, große Störungsintensität auf. Die im Wald entstandenen Bestandeslücken sind jedoch vergleichsweise klein, werden allerdings in der Folge durch das Absterben von Nachbarbäumen immer weiter vergrößert. Dieser Befund einer starken Diskontinuität von Störungen konnte durch Untersuchungen von Zeitreihen von Luftbildern für die Jahre 1962, 1991 und 1996 erhärtet werden: eine genaue Charakterisierung der Kronenhöhen ergab grössere Lückenbildung als Lückenschließung und wies große räumliche und zeitliche Variation auf. Der durchschnittliche Lückenanteil um Wald betrug 12%. Estmals konnte Einfluss von Lücken auf die umliegenden Waldbestände quantifiziert werden: von Lücken ausgehend, erstreckt sich eine Zone bis zu 15 m in den Bestand, die eine erhöhte Lückenbildungswahrscheinlichkeit hat. Doch auch die Baumart der benachbarten Bäume spielt eine Rolle für die Wahrscheinlichkeit eines Baumes, abzusterben. So konnten Funktionen entwickelt werden, die zeigen, dass Buchen eine erhöhte Mortalität aufweisen, wenn ihre nächsten Nachbarn ebenfalls Buchen sind. Solche Nachbarschaftsbeziehungen, die auch mittels Analyse der räumlichen Verteilung von Bäumen erhärtet wurden, spielen eine wichtige Rolle für die Koexistenz der Bäume und damit für das Vorkommen von natürlichen Mischbeständen.