Walddynamik in Mischwäldern des Nationalparks Hainich | Forest Dynamics and Species Interaction in a mixed broad-leaved Forest in the Nationalpark Hainich (Thuringia)

Im Rahmen dieser Studie wurde die dreidimensionale Bestandesstruktur naturnaher artenreicher Mischbestände auf vier Untersuchungsflächen von je 0.64 ha Größe am Ostrand des Nationalparks Hainich (Thüringen) untersucht. Vor dem Hintergrund, dass es sich bei den untersuchten Beständen um Laubmischwälder innerhalb des natürlichen Buchenareals handelt, wurde der Frage nachgegangen, ob die derzeitige Bestandesstruktur Rückschlüsse darüber zulässt, ob es mittelfristig zu einer Entmischung der artenreichen Wälder kommen wird, indem die Buche ihre natürliche Vorherrschaft zurückgewinnt. Neben einer vollständigen Kartierung der Kronenflächen, Verjüngungsaufnahmen und Bestimmung des artspezifischen Totholzvolumens erfolgten vertiefende Untersuchungen zur horizontalen und vertikalen Besetzung des Kronenraums, der Nachbarschaftsinteraktion im Kronenraum (Trieblängenrückmessungen, Strahlungsmessungen und Aststellungsanalyse) und zum Wuchsverhalten (dendroökologische Jahrringanalyse) der Rotbuche, sowie der drei weiteren häufig vertretener Baumarten Esche, Hainbuche und Winterlinde. Die räumliche Verteilung und die artspezifische Häufigkeit der Jungpflanzen zeigte sich unabhängig von der Verteilung und der Abundanz der Altbäume der gleichen Art und auch von der relativen Beleuchtungsstärke am Waldboden. Hainbuchen wiesen mit 100m2 die signifikant größten Kronenflächen auf. Im Vergleich der Lichtkronenanteile (Hainbuche: 50m2) zeigten sich jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Arten. Außer der Kronenfläche wurde auch die Höhe bestimmt, auf der die Baumarten ihre maximale Kronenbreite erreichen. Eschen breiten ihre Kronen signifikant höher und Hainbuchen signifikant tiefer im Bestand aus als Buchen und Winterlinden. Dadurch ergaben sich zwischen benachbarte Hainbuchen und Eschen die größten Überlappungsbereiche der Kronen, wobei der Überlappungsfläche bis zu 45% der Gesamtkronenfläche einnehmen konnte. Bei der Untersuchung der Kroneninteraktion durch Trieblängenrückmessungen waren keine spezifischen Reaktionen auf die Artzugehörigkeit des Nachbarbaumes nachweisbar. Unterschiede zwischen den verschiedenen Nachbarschaftskonstellationen zeigten sich jedoch bei der Häufigkeit der Leittriebunterbrechungen durch Astabbrüche. Richtungsänderungen des Astwachstums waren bei Hainbuche und Winterlinde häufiger zu beobachten als bei Esche und Buche. In einer multiplen linearen Regression wurde geprüft, wie stark mögliche Einflussfaktoren das Trieblängenwachstum bestimmen. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die mechanische Kronenkollision bei Wind eine bislang deutlich unterschätzte Form der Interaktion zwischen Altbäumen im geschlossenen Bestand ist. Eine vergleichende dendroökologischen Untersuchung an den hier untersuchten Arten wurde im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal durchgeführt. Dabei zeigte die Buche die stärkste Korrelation von Jahrringbreite und Niederschlag der Vegetationsperiode (r=0.52). Ein signifikanter Zusammenhang zwischen Klima und Ringbreite zeigte sich auch für die Esche (r=0.43) und die Hainbuche (r=0.32), jedoch nicht für die Winterlinde. Dieses Art zeigte zudem die geringste Sensitivität sowie die höchste Autokorrelation der Ringbreiten. Über die letzten 50 Jahre wies die Buche im Mittel das stärkste Dickenwachstum auf, dieses ist aber in den letzten Jahrzehnten rückläufig und wird seit ca. 1990 von der Esche übertroffen. Unter den derzeitigen Bedingungen scheinen Winterlinden und vor allem Eschen ihre Anteile auf den beiden von Linden dominierten Flächen zumindest behaupten, wenn nicht sogar ausbauen zu können, da die Buche sich dort kaum verjüngt und die Altbäume nur eingeschränkt vital sind. Die Hainbuche erweist sich am stärksten von der interspezifischen Konkurrenz betroffen. Ob die Buche ihre Dominanz auf der buchenreichen Fläche 4 erhalten kann, wird maßgeblich von der Häufigkeit und Intensität von sommerlichen Trockenperioden abhängen, unter denen die Buche auch heute schon am stärksten zu leiden hat.

The stand-structure of near natural, mixed broad-leaved forest stands in the eastern part of the Hainich Nationalpark was studied on four plots (à 0.64). The main objective was to find out if the actual species richness is a stable state or if beech will regain dominance in the near future. We mapped all trees > 7cm on the four plots, mapped all seedlings and sapling on 40 sub-plots on each plot and determined the species specific amount of dead wood. Further investigations focused on the canopy space partitioning and neighbourhood interaction between beech, ash, hornbeam and lime. Therefore a canopy lift was used to get access to the uppermost parts of the tree crowns. In order to get insight into stand history, a dendroecological study was carried out additionally. The spatial distribution and the species specific abundance of seedlings and saplings turned out not to be correlated with the distribution and abundance of conspecific adult trees, indicating a very dynamic state of stand development. Concerning the neighbourhood-interaction in the canopy, there was no species-specific reaction in terms of shoot length-reduction to be found between any species pair. Nevertheless, there was a significant higher amount of twig-abrasions for hornbeam in neighbourhood to ash. In a multiple regression analysis the main factors influencing shoot-growth were determined. The results lead to the conclusion that mechanical interference between neighbouring trees is a driving force in canopy space partitioning which has often been underestimated. The tree-ring analysis showed that beech is most vulnerable towards summer droughts, whereas lime showed no correlation between ring-width and precipitation of the concerning vegetation-period. Beech, having the highest mean increment throughout the last 50 years, shows a steady decline of ring-width in the last two decades and has been excelled by ash since 1990. Under the present conditions it seems likely that lime and ash will be able to compete successfully in stands which are not dominated by beech now. Hornbeam turns out to be the weakest competitor, having very low rates of increment and hardly any regeneration. If beech can maintain its partial dominance in the stand depends mainly on the abundance and intensity of summer droughts in the future.