Vergleich forstlicher Managementstrategien | Umsetzung verschiedener Waldbaukonzepte in einem Waldwachstumssimulator | Comparison of Forest Management Strategies | Realization of Silviculture Concepts within a Forest Growth Simulator

In der vorliegenden Dissertation wird eine Möglichkeit vorgestellt, forstliche Managementstrategien in einem Waldwachstumssimulator abzubilden. Die Umsetzung von vier Waldbaukonzepten ist dokumentiert, die Anwendung dieser Konzepte wird dargestellt, und die Ergebnisse der Fortschreibungen werden anhand ausgewählter Nachhaltigkeitsparameter diskutiert. Das Ziel dieser Arbeit ist es, wichtige Aufschlüsse über die vom Waldbaukonzept abhängigen Entwicklungsmöglichkeiten von Wäldern zu geben.Es wird mit dem Waldwachstumssimulator BWINPro gearbeitet, der die Bestände auf Einzelbaumbasis fortschreibt. Vier Waldbaukonzepte wurden exemplarisch in den bestehenden Programmcode integriert:1. eine ertragsorientierte Option (ERTRAG),2. ein Ökonomie und Ökologie vereinende Alternative (LÖWE),3. die Umsetzung einer naturnaher Bestockung (PNV) und4. eine kaum steuernd eingreifendes Konzept (PROZESS).Die programmiertechnische Umsetzung verschiedener Waldbaukonzepte wird durch eine szenarienabhängige Auswahl an Maßnahmenelementen, die in einer Maßnahmenkette hintereinander geschaltet werden, ermöglicht. Als Maßnahmenelemente werden Methoden bezeichnet, die zum Beispiel die Abbildung von Vornutzungs- oder Endnutzungseingriffen, Durchforstungen oder Pflanzungsmaßnahmen ermöglichen. Variantenspezifische Rahmenwerte steuern den Ablauf der Maßnahmenkette. Sie beziehen sich zum Beispiel auf angestrebte Zielstärken, minimale und maximale Entnahmemengen oder auf angestrebte Mischungsverhältnisse einer Strategie.Das Simulationsinstrument verarbeitet Daten aus einer relationalen Datenbank. Als Input dienen gängige Forsteinrichtungsdaten. Die Auswahl der Ausgabeparameter ist an den Katalog der gesamteuropäischen Kriterien einer nachhaltigen Forstwirtschaft angelehnt, der bei der dritten Ministerkonferenz zum Schutz der Wälder (MCPFE) in Europa 1998 in Lissabon verabschiedet wurde (Resolution L2).Die vier Szenarien werden exemplarisch sowohl auf einen 11610ha großen Untersuchungsraum, als auch repräsentative Beispielbestände aus der Lüneburger Heide angewendet. Die Simulationsläufe zeigen, daß die eingesetzten Algorithmen reale Eingriffe angemessen nachbilden. In den Auswertungsparametern spiegelt sich wider, daß Bestände in den vier Szenarien deutlich verschiedene Entwicklungsrichtungen nehmen. Je nach Ausgangssituation kann die Entwicklung der Bestände im Simulationszeitraum mehr oder weniger beeinflußt werden.In Verbindung mit einer graphischen Benutzeroberfläche könnte das hier vorgestellte Modell potentiellen Nutzern in Zukunft zugänglich gemacht werden. Je nach Zielsetzung können einzelne Module dazu verbessert und auf die individuellen Bedürfnisse der Anwender zugeschnitten werden. In Zukunft kann das Programm durch eingebettete Sensitivitätsanalysen zu einem Entscheidungsunterstützungssystem reifen und die Optimierung von Waldbaustrategien für verschiedene Interessengruppen ermöglichen.

This dissertation deals with a possibility to reproduce management strategies in a forest growth simulator. The implementation of four silviculture concepts is documented, the application of these concepts is described, and the results of the simulations are discussed on the basis of selected sustainability parameters. The aim of this thesis is to offer valuable clues to the different possibilities of forest development according to the application of various silviculture concepts.The forest growth simulator used was BWINPro which predicts stand development on single tree basis. Four silviculture concepts have exemplarily been integrated into the existing program:1. a yield-oriented option (ERTRAG),2. an alternative which unites economy and ecology (LÖWE),3. the realisation of a nature-oriented growing stock (PNV) and4. a concept that reduces steering interferences to a minimum (PROZESS).Within the program, I have realized various silviculture concepts by using a scenario-dependent selection of treatments which have been stringed together in a treatment chain. These treatments are translated into methods which represent, for example, intermediate and final cuttings, thinning or planting in a stand. The chain of treatments is steered by specific framework values depending on the concept which is used. These values, for example, define the threshold for selective-thinning, minimum and maximum timber extraction volumes, or the mixing proportion of species at which the strategy aims.The simulation instrument processes data from a relational data base. As an input, ordinary management planning data is used. The output parameters are derived from the Pan-European criteria for sustainable forest management as given by the third Ministerial Conference on the Protection of Forests in Europe (MCPFE) 1998 in Lisbon (Resolution L2).The four scenarios are applied both to a 11610ha investigation area and to representative stand-examples from an area in northern Germany called Lüneburger Heide. The simulations show that real treatments are emulated adequately by the algorithms I have developed. The analysis parameters reveal that stands clearly show different trends in development within each of the four scenarios. Depending upon the stand condition at the starting point of the simulation, its development can be affected more or less by the treatments within the simulated time period.In combination with a graphical user surface, the presented model could be made implementable for potential users. Modules could be improved and adjusted to their needs. Through an embedded sensitivity analysis the program could mature in the future into a decision support system which could realize the optimization of forest management strategies for different lobbies.