Sukzession von Niederwäldern in der Region Trier

INHALTSVERZEICHNIS:

Diplomarbeit im Studiengang

Angewandte Physische Geographie

Sukzession von NIEDERWÄLDERN

IN DER REGION TRIER

I. Einleitung:

II.: naturräumliche Gliederung des Untersuchungs-gebietes, Nutzung der Niederwälder in der Region Trier
II.1 naturräumliche Ausstattung und Geologie
II.2 Böden des Untersuchungsgebietes:
II.3 Klima:
II.4 Landnutzung und Vegetation:
II.5 Allgemeines zur Niederwaldnutzung
II.6 Niederwaldnutzung in der Region Trier

III. Methoden:
III.1 Erhebung von strukturellen und Vegetationsdaten in Niederwäldern
III.1.1 Bestandesaufnahmen
III.1.2 Einzelbaumaufnahmen:
III.2 Pflanzensoziologische Methoden
III.3 Bohrkernproben zur Altersbestimmung
III.3.1 Entnahme der Bohrkernproben:
III.2.b) Auszählen der Bohrkerne
III.4 Bodenanalysen
III.4.1 Entnahme der Bodenproben:
III.4.2 Labormethoden zur Bodenanalyse
III.5 Bestimmung der Holzvorräte und der Ertragsklassenzugehörigkeit:
III.6 Untersuchung von Korrelationen zwischen den Bestandesparametern und anschließende Modellbildung mittels Regressionsanalyse:

IV. Vegetation, Struktur und Standort der aufgenommenen Bestände
IV.1 floristische Zusammensetzung und pflanzensoziologische Zuordnung der Bestände
IV.1.1 Überblick über die floristische Zusammensetzung und weitere wichtige Charakteristika der untersuchten Wälder
IV.1.2 Pflanzensoziologische Zuordnung zu Syntaxgruppen:
Betulo-Quercetum typicum
Stellario-Carpinetum
IV.2 Anmerkungen zur Struktur der Bestände
IV.3 Beschreibung der Standorte:
IV.3.1 Flächengröße:
IV.3.2 Inklination:
IV.3.3 Exposition:
IV.3.4 Böden:

V. Modellierung von Bestandesparametern:
V.1 Explorative Datenanalyse:
V.1.1 Zusammenhangsmaße mit der Syntaxgruppen-Zugehörigkeit:
IV.1.2 Zusammenhangsmaße mit der Brusthöhenquerfläche / dem Holz volumen des Bestandes:
V.1.3 Zusammenhangsmaße mit der Bestandeshöhe:
V.1.4 Bestandesgrößen, die mit dem Bestandesalter korrelieren:
V.1.5 weitere Bemerkungen zu den Korrelationsergebnissen:
V.2 Modellierung von Bestandesparametern
V.2.1 Modellierung des Holzvolumens
V.2.2 Modellierung des jährlichen Holzzuwachses
V.2.3 Ableitung der Pflanzensoziologischen Zugehörigkeit der Bestände aus Bestandesparametern:
V.2.4 Ableitung des Bestandesalters anhand von Standortdaten:
V.3 Zusammenfassung und Bewertung der Analyseergebnisse:

VI. Die Ansiedlung von Nebenbaumarten in den Eichenniederwäldern Einzelbaumaufnahmen: Einzelentfernungen Betula

VII. Die Entwicklung von Eichenniederwäldern in der Region Trier nach Nutzungsaufgabe

VIII. Zusammenfassung

VI. Literatur:

X. Anhang

Gesamttabelle der Aufnahmen

digitale Standortkarte

Verzeichnis der Tabellen und Abbildungen

Tabelle 1: Stockausschlagfühigkeit von Gehölzen, nach: ROSSMANN, D. (1996): Tabelle 1/7, Seite

Tabelle 2: Lüngenzuwachs von verschiedenen Baumarten nach dem Schlag, nach: ROSSMANN, D. (1996, Seite 48,

Tabelle 1/9, nach VANSELOW, 1941)

Tabelle 3: Einteilung der Standorte in Expositionsklassen

Tabelle 4: Klassifizierung der untersuchten Wülder gem äß des Anteils an Stockausschlügen

Tabelle 5: Klassenbezeichnung und Anzahl an Aufnahmen der untersuchten Pflanzengesellschaften

Tabelle 6: jüngeren Exemplaren von Betula pendula zur Verfügung stehende Flüche im Niederwald

Tabelle 7: jüngeren Exemplaren von Fagus sylvatica zur Verfügung stehende Flüche im Niederwald

Tabelle 8: gemessene Einzelentfernungen von Fagus sylvatica zu benachbarten Büumen

Tabelle 9: gemessene Einzelentfernungen von Betula pendula zu benachbarten Büumen

Abbildung 1: Modell des Aufnahmebogens für die Gelündearbeit

Abbildung 2: Aufbau eines Jahrrings aus Früh- und Spütholz (Nagel, J., 2001, Seite 23)

Abbildung 3: schematische Darstellung des Jahrringaufbaus von ringporigem Laubholz, aus: NAGEL, J. (2001), Seite

Abbildung 4: Baumhöhenklassen

Abbildung 5: Quercus petraea-Altersklassen aus B

Abbildung 6: durchschnittlicher Umfang der Bäume in B1 in unterschiedlich alten Beständen

Abbildung 7: Anzahl der Aufnahmen je Brusthöhenquerflüchenklasse

Abbildung 8: gemessene Brusthöhenquerflüche aus B1 und B2 in Relation zur Höhe aus B

Abbildung 9: Anzahl an Aufnahmen je nach Anteil von Quercus petraea am Gesamtholzvolumen

Abbildung 10: Holzvorrat von Quercus petraea in B1 und B2 in unterschiedlich alten Bestünden

Abbilddung 11: Holzvorrat in B1 und B2 in unterschiedlich alten Bestünden

Abbildung 12: Anteil von Betula pendula am Gesamtholzvolumen

Abbildung 13: Anteil je Baumart am Volumen von B1 und B2 in Beziehung zum Alter von B

Abbildung 14 : Anteil am Volumen von B2 je Baumart in Beziehung zum Bestandesalter

Abbildung 15: Hüufigkeit der unterschiedlichen Hangneigungen

Abbildung 16: Hüufigkeit der unterschiedlichen Expositionsklassen

Abbildung 17: pH-Wertbereiche des Ah-Horizontes

Abbildung 18: Hüufigkeit der Aufnahmen unterteilt nach C:N-Verhültnis-Bereichen

Abbildung 19: Zusammenhang zwischen Bestandesalter und Bestandeshöhe

Abbildung 20: Zusammenhang zwischen Bestandesalter und Brusthöhenquerflüche

Abbildung 21: Zusammenhang zwischen Bestandesalter und Holzvolumen

Abbildung 22: Zusammenhang zwischen Inklination und Holzvolumen

Abbildung 23: Zusammenhang zwischen dem Anteil an Stockbüumen und der Brusthöhenquerflüche des Bestandes

Abbildung 24: Zusammenhang zwischen dem Anteil an Stockbüumen und dem Gesamtvolumen des Bestandes unter Annahme einer logarithmischen Beziehung

Abbildung 25: Abhüngigkeit des Bestandesholzvolumens in Abhüngigkeit vom Prozentanteil an Stockausschlügen in unterschiedlich alten Bestünden

Abbildung 26: Jührlicher Holzzuwachs in Beziehung zum Anteil an Stockausschlügen

Abbildung 27: Jührlicher Zuwachs des Bestandes in Beziehung zur Inklination

Abbildung 28: Jührlicher Zuwachs des Bestandes in Beziehung zum C:N-Wert des Ah-Horizontes

Abbildung 29: Jührlicher Zuwachs des Bestandes in Beziehung zum pH- Wert des Ah-Horizontes

Abbildung 30: Höhe von B1 in Abhüngigkeit von der Anzahl der Dichte der Büume in B1 und B

Abbildung 31: Höhe von B1 in Abhüngigkeit vom Anteil an Stockbüumen

Abbildung 32: Beziehung zwischen Inklination und der Höhe der Büume in B

Abbildung 33: Beziehung zwischen Alter und Dichte der Stümme unter Annahme einer logarithmischen Beziehung

Abbildung 34: Zusammenhang zwischen dem Bestandesalter und dem Anteil an Stockausschlügen unter Annahme einer exponentiellen Beziehung

Abbildung 35: Zusammenhang zwischen Bestandesalter und dem

Anteil an Kernwüchsen

Abbildung 36: Anteil von Fagus sylvatica in B1 und B2 in unterschiedlich alten Bestünden

Abbildung 37: das Aufkommen von vielen Fagus-Exemplaren in der Strauchschicht eines ehemaligen Niederwalds

Abbildung 38: berechnete „ freie Flüche “ in Beziehung zur Höhendifferenz zum Bestand

I. Einleitung:

„Niederwald ist ein forstlicher Begriff und bezeichnet eine forstliche Betriebsform. Er bedeutet Stockausschlagwald, das heißt Wald aus Stocksprossen, wie sie aufwachsen, wenn man junge Bäume dicht über dem Boden abschlägt. Er ist also ein Wirtschaftswald, eine durch die Kultur bedingte Strauchformation, die aufgrund der Regenerationsfähigkeit der Laubhölzer künstlich vegetativ verjüngt wird“(SCHMITH Ü SEN, J. (1934), zitiert in MANZ, E. (1993), Seite 7)

Niederwälder stellen Lebensgemeinschaften dar, die durch mehr oder weniger permanente, zum Teil jahrhundertelange Nutzungseingriffe vom Menschen geschaffen und erhalten wurden; ihr Arteninventar steht jedoch dem potentiell natürlichen näher als bei manch anderem Kulturbiotop. Von Natur aus entstehen niederwaldartige Bestände nur an bestimmten Extremstandorten wie steileren Schutthängen, wo der nachrutschende Blockschutt die jungen Bäume abschlägt.

Die Ausschlagwälder stellten und stellen somit einen wesentlichen Aspekt der Kulturlandschaft dar; sie zeugen von früheren Formen der Bodennutzung und sind damit als ein kulturhistorisches Denkmal anzusehen.

Es gibt im Raum Trier auch noch Niederwaldbestände, die bis heute auf traditionelle Weise genutzt werden; sie befinden sich überwiegend in Körperschafts- und Privatbesitz. Aber auch ihr Flächenanteil geht zurück, sowohl durch die gezielte Umwandlung in einen Hochwald als auch ungezielt durch Nutzungsaufgabe. Mit der Aufgabe der traditionellen Nutzungsweisen sind zugleich auch die unter diesen Bedingungen ausgebildeten Lebensgemeinschaften zum Aussterben verurteilt.

Da die letzte niederwaldartige Nutzung dieser Wälder unterschiedlich lange zurück liegt, und da die wenigen noch genutzten Niederwälder meist sehr lange Umtriebszeiten haben, lassen sich in den Niederwaldbeständen unterschiedliche Sukzessionsstadien antreffen.

Durch das Nebeneinander von unterschiedlichen Regenerations- und Sukzessionsstadien von Waldgesellschaften konnten sich recht unterschiedliche Habitate ausbilden.

Mit meiner Arbeit will ich die Entwicklung der Niederwaldflächen nach Nutzungsaufgabe aufzeigen. Denn aus der Bestandsentwicklung gebietstypischer Pflanzengesellschaften nach Nutzungsaufgabe lassen sich umfassende Aussagen über Änderungs- und Entwicklungstendenzen der Standorts- und Lebensbedingungen des Großteils unserer heimischen Pflanzenarten ableiten. Sich daraus ergebende Erhaltungsmaßnahmen können als grundlegend für die Formulierung und Durchsetzung konkreter Naturschutzziele gelten. (BOHN, U: (1986), zitiert in MANZ, E. (1993), Seite 307)

Mit Hilfe der von mir erhobenen Daten soll die zeitliche Abfolge der Baumartenverteilung und somit auch die Vegetationsentwicklung ehemaliger Niederwälder wissenschaftlich untersucht werden, um damit Grundlagen zur Beurteilung der Lebensbedingungen weiterer Arten in diesen Wäldern schaffen zu können, so dass sich zum Beispiel Prognosen zur Baumartenzusammensetzung zukünftiger Wälder aufzeigen lassen; denn die Baumartenzusammensetzung der Wälder stellt eine wesentliche Grundlage für alle Kompartimente im Ökosystem Wald dar.

Ein Ziel ist es daher auch, herauszufinden, wie sich welche Baumart nach Aufgabe der Nutzung im Zuge der natürlichen Sukzession auf den jeweiligen Flächen entwickeln kann; so soll zum Beispiel versucht werden zu zeigen, ob sich die Schattholzbaumart Fagus sylvatica, die ja als die dominierende Art der potentiellen natürlichen Vegetation an vielen Standorten in unserem Gebiet angenommen wird, tatsächlich in allen diesen Gebieten durchsetzen kann. Es soll versucht werden, unterschiedliche Typen der Vegetationsentwicklung auf unterschiedlichen Standorten auszumachen und darzustellen.

Mittels Korrelationsanalyse soll die Stärke der unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Vegetationsentwicklung untersucht werden. Ein wichtiger darauf aufbauender Punkt ist der Versuch, Modelle zu entwickeln, mit deren Hilfe man anhand der anzutreffenden Standortfaktoren auf bestimmte Bestandesparameter wie das Holzvolumen schließen kann.

Die Arbeit wurde durch ein Stipendium des Ministerium für Umwelt und Forsten des Landes Rheinland-Pfalz zum „Arten- und Biotopschutz Rheinland-Pfalz“ gefördert.

II.: naturräumliche Gliederung des Untersuchungs gebietes, Nutzung der Niederwälder in der Region Trier

Die von mir untersuchten Niederwälder befinden sich im südwestlichen Teil des Rheinischen Schiefergebirges auf der Hunsrückseite der Mosel im Raum Trier in Höhenlagen von ca. 270 m ü. NN beim Bärenbachtal nahe den Trierer Stadteilen Mariahof und Kernscheid bis zu den Niederwäldern bei Lampaden in einer Höhenlage von etwa 400 m ü. NN.

II.1 naturräumliche Ausstattung und Geologie

SCHMITHÜSEN, J (1962, 351) bezeichnet den Hunsrück als einen sehr geschlossenen, von der Naturausstattung her sehr einfachen Teil des Rheinischen Schiefergebirges, welches vom Mittelrhein im Osten, von der Unteren Saar im Südwesten und von der Untermosel im Westen natürlich begrenzt wird.

Die geomorphologische Großgliederung des Trierer Raums und somit auch des von mir untersuchten Teils des Hunsrücks lehnt sich stark an dessen geologischen Bau an. Der Hunsrück fällt allseitig in Terrassenstufen zu den Flusstälern hin ab. Im Bereich der Flusstäler selbst befinden sich zum Teil auch Flussterrassen.

Eine wellige Schieferhochfläche in Höhenlagen von 400 bis 500 m ü. NN und darin aufragende Quarzitrücken, welche diese Flächen um 200 bis 300 m überragen, bilden das natürliche Grundgefüge des Hunsrücks. Kalkgesteine fehlen dem Hunsrück.

II.2 Böden des Untersuchungsgebietes:

Auf dem hier vorkommenden basenarmen Substrat konnten auch nur gering basenhaltige Böden entstehen, so zum Beispiel skeletthaltige, flachgründige Braunerden, an steilen, noch flachgründigeren Standorten entstanden sogar nur Ranker. Auch die Niederwaldwirtschaft hat durch die Nutzung, wie zum Beispiel durch die Entnahme von Brennholz, mit zu einer Degradation der Böden geführt.

Im Untersuchungsgebiet kommen aufgrund des Substrats und wegen der Lage im Gelände also nur Böden mit mäßigem bis geringem Basengehalt vor. Auf stark geneigten Flächen haben die Böden häufig einen höheren Skelettgehalt.

II.3 Klima:

Das Klima im Untersuchungsgebiet kann man als subatlantisch bezeichnen, wobei es in Abhängigkeit von Meereshöhe, Orographie und Exposition stark abgewandelt werden kann.

Während die Hunsrückhochfläche kühle Sommer und milde Winter aufweist, wandelt sich das Klima zu den tiefen Randtälern, wie dem Moseltal, zu einem sommer- und herbstwarmen Weinklima. Die unterschiedlichen klimatischen Höhenstufen sind nach SCHMITHÜSEN (SCHMITHÜSEN, J., 1962, 353f) in diesem Gebiet nur wenige Kilometer voneinander entfernt; sie führen zu einer zeitlichen Verschiebung des Frühlingseinzugs um 2 - 3 Wochen von den sich schnell erwärmenden Schieferböden der als Weinberge genutzten Flächen bis zu den landwirtschaftlich unwirtschaftlichen Flächen der Quarzitrücken; dies äußert sich auch in einer unterschiedlichen Vegetationsdauer.

Die starken Reliefunterschiede im Hunsrück bewirken eine entsprechende Differenzierung der Niederschläge. Nach SCHMITHÜSEN (1962, 352) erhalten die untersten Lagen des Saar-Ruwer-Hunsrücks östlich von Trier Jahresniederschlagssummen von 650 mm, während zum Beispiel die höchsten Lagen (z.B. südöstlich von Saarburg) mit 1000 mm Niederschlag zu den humidesten Gebieten hier zählen, da die Quarzitwälle die niederschlagsbringenden Winde aufstauen. Auch die Mittelwerte der Lufttemperatur der Hänge in einer Höhe von 250 m über NN unterscheiden sich von denen der Höhenlagen in etwa 400 m über NN aufs Jahr gesehen um 2,5°C.

II.4 Landnutzung und Vegetation:

Buchenwälder stellen in unserem Gebiet auf den meisten Standorten die heutige potentielle natürliche Vegetation dar, also das Artengefüge, das sich unter den gegenwärtigen Umweltbedingungen ausbilden würde, wenn der Mensch nicht mehr eingreift (TÜXEN, 1956, zitiert in ELLENBERG, H., 1996, 111). Die zonale Vegetation hier kann also als buchenbeherrscht angesehen werden, in Hanglagen bildete sich durch das Relief bedingt eine extrazonale Vegetation aus; auf Süd- bis Westhängen kommen daher Pflanzengesellschaften vor, die mehr Wärme benötigen und mehr Trockenheit ertragen, als die zonalen; hier kann bei besseren Bodenverhältnissen in der submontanen Stufe auch die Eiche stark vertreten sein (ELLENBERG, H., 1996, 113).

Wälder sind heutzutage in ganz Mitteleuropa häufig nur noch auf den für Acker- und Grünlandnutzung unrentablen Flächen zu finden; auf den meisten anderen Flächen hat der Mensch auch im Raum Trier in die Waldlandschaft eingegriffen, spätestens seit der Römerzeit, wahrscheinlich aber schon seit der frühen Bronzezeit; er hat den Wald zur Holz- und Eichenlohegewinnung, für Weidewirtschaft und zum Ackerbau tiefgreifend verändert bzw. hat ihn ganz beseitigt, um Siedlungsflächen, landwirtschaftliche Nutzflächen und Gewerbeflächen zu gewinnen.

Auch die Niederwälder sind durch Eingriffe des Menschen geschaffene Biotope, die heute allerdings in der Regel nur noch auf Flächen mit einer starken Hangneigung oder mit stark sauren Böden vorkommen, die der Mensch nicht gut anders nutzen kann. Da diese Wälder aufgrund ihrer Lage im Gelände (z. B. Steilhang) nur schwer zugänglich sind, unterlagen bzw. unterliegen sie nur selten einer geregelten Nutzung.

Die Region Trier ist ein Gebiet mit einem vergleichsweise hohen Anteil an Niederwäldern.

II.5 Allgemeines zur Niederwaldnutzung

Schon seit der Jungsteinzeit greift der Mensch durch die Holzentnahme in das Ökosystem Wald ein; nach ROSSMANN (ROSSMANN, D., 1996, 87) gibt es begründete Vermutungen dafür, dass bereits damals Flechtmaterial zum Bau von Häusern sowie zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen verwendet wurde; die Gewinnung von Gerbrinde für die Leder-Gerberei beim Eichen- Schälwaldbetrieb war später eine zusätzliche Nutzungsmöglichkeit der Niederwälder. Heute dienen die Wälder fast nur noch der Gewinnung von Brennholz. Die Waldnutzungsform Niederwaldbetrieb gibt es also schon sehr lange; die Gewinnung von Stockausschlägen aus dem Wald als Brenn- und Nutzholz zählt somit zu den ältesten Formen der Aneignung von Naturgütern durch den Menschen.

Die Arten und Lebensgemeinschaften dieser Wälder haben sich der zum Teil jahrhundertelangen Nutzung angepasst, die Entnahme von Holz stellt einen immer wiederkehrenden Eingriff dar, dadurch sind die Niederwälder stets großen Veränderungen unterworfen gewesen.

Mit die wichtigsten Baumarten für den Niederwaldbetrieb heutzutage sind die Quercus-Arten (Quercus robur und Quercus petraea), wobei in den von mir untersuchten Niederwäldern an Eichen nur Quercus petraea vorkommt. Daneben lassen sich auch Betula pendula, Carpinus betulus und Prunus avium häufiger als Stock- und auch als Kernwüchse in den ehemaligen Niederwäldern in der Region Trier finden; besonders Carpinus und Betula können auch eigene Niederwälder bilden, diese wurden jedoch im Rahmen meiner Diplomarbeit nicht untersucht. Auch Fagus sylvatica hat in den Niederwäldern im Trierer Raum teilweise Stockausschläge ausgebildet.

Besonders wichtig für einen niederwaldartig genutzten Wald ist daher die Stockausschlagfähigkeit der Gehölze; sie hängt im Niederwald nach ROSSMANN (ROSSMANN, D., 1996, 44ff) stark von der Länge der Umtriebszeit ab. So stellt der Autor die für einen vitalen Wiederausschlag maximalen Umtriebszeiten für verschiedene Gehölze dar:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Stockausschlagfähigkeit von Gehölzen, nach: ROSSMANN, D. (1996): Tabelle 1/7, Seite 47.

Auffallend ist für ROSSMANN grundsätzlich der besonders hohe Längenzuwachs der Stockausschläge in den ersten Jahren nach dem Stockhieb. Als Längenzuwachs der Stockausschläge in einem Niederwald in den ersten Jahren nach dem Schlag gibt ROSSMANN folgende Werte an:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Längenzuwachs von verschiedenen Baumarten nach dem Schlag, nach: ROSSMANN, D. (1996, Seite 48, Tabelle 1/9, nach VANSELOW, 1941)

Fagus sylvatica muß nach ROSSMANN (zumindest in den bayerischen Niederwäldern) früh auf den Stock gesetzt werden, um auf Dauer im Ausschlagwald gehalten werden zu können, da ihre Ausschlagsfähigkeit früh nachlässt. ROSSMANN (1996) schreibt in diesem Zusammenhang, dass Fagus sylvatica erst in Südeuropa auch in Niederwäldern dominierend auftritt.

Nach ELLENBERG (1996, Seite 56) ist Fagus von den Laubbäumen am wenigsten zum Stockausschlag fähig; nach ihm kann sich Fagus nur bei Umtriebszeiten von mehr als 30 Jahren im Niederwald halten kann, da sie sich dann teilweise aus Samen verjüngen kann.

Die Schwerpunktgebiete der Niederwaldnutzung lagen und liegen im Westen Deutschlands, in Nord-Ost-Frankreich, Luxemburg, Belgien und Holland. Im rheinischen Schiefergebirge häufen sich die Stockausschlagwälder im Bereich der Flüsse Sieg, Ahr, Mosel, Nahe und Our.

Das Niederwaldareal hatte vermutlich in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts seine größte Ausdehnung. (MANZ, E. (1993), Seite 12) In Deutschland und somit auch in der Region Trier wurde der geordnete Niederwaldbetrieb vermutlich von den Römern in den damals von ihnen bewohnten Gebieten eingeführt; ROSSMANN, D (1996, 87) führt als Indiz für diese Behauptung die Einführung der im Niederwaldbetrieb bewirtschafteten Esskastanie (Castanea sativa) an, welche die Römer zur Rebstockgewinnung nutzten. Auch im Stadtgebiet der durch die Römer gegründeten Stadt Trier (z.B. oberhalb von Trier - Biewer) sind Wälder, die zu einem großen Teil aus Castanea sativa bestehen.

II.6 Niederwaldnutzung in der Region Trier

Im Trierer Gebiet war die Niederwaldnutzung weit verbreitet und ist es zum Teil auch heute noch. Die Niederwaldbewirtschaftung war in vielen Gemeinden eine der Hauptlandnutzungen; sie wurde jedoch vielerorts im Laufe des 20. Jahrhunderts aufgegeben. Heutzutage werden nur noch relativ wenige der Niederwälder genutzt; in der Region Trier werden die Wälder zum Teil noch durch sogenannte Gehöferschaften niederwaldartig bewirtschaftet.

Eine Gehöferschaft stellt eine agrarische Genossenschaft mit gemeinsamem Eigentum an Äckern, Wiesen und Waldungen dar, die gemeinsam oder im periodischen Wechsel genutzt werden. Von dieser Form der (im Regierungsbezirk Trier verbreiteten) Agrargenossenschaft gibt es im Raum Trier nur noch einige wenige, die auch gemeinsamen Waldbesitz haben, so zum Beispiel in Trier - Kernscheid und in Zerf. (HERRMANN, H., 1989)

Dass die niederwaldartige Nutzung im Trierer Raum häufig noch nicht komplett aufgegeben wurde, kann man auf mehreren der von mir untersuchten Flächen an relativ frisch abgeschlagenen Baumstümpfen erkennen.

In den Wäldern in der Region Trier ist aufgrund der niederwaldartigen Nutzung und der häufig anzutreffenden schlechteren Standortbedingungen auch Fagus sylvatica zum Teil öfters mit Stockausschlägen zu finden, unter diesen Bedingungen bildet Fagus anscheinend leichter Stockausschläge aus.

III. Methoden:

III.1 Erhebung von strukturellen und Vegetationsdaten in Niederwäldern

Für die Geländearbeit wurden im Zeitraum vom 25.11.2002 bis zum 06.05.2003 insgesamt 54 Niederwaldflächen in der Region Trier ausgewählt und untersucht. Neben der Standortkarte im Anhang soll im folgenden kurz ein Überblick über die Gebiete, in denen die jeweiligen Aufnahmeflächen liegen, gegeben werden:

-die Aufnahmen 1 - 5 stammen aus dem Mattheiser Wald nahe den Trierer Stadtteilen Mariahof und Kernscheid;
-die Aufnahmen 6 - 10 und 28 - 32 wurden in Beständen oberhalb des Grundbachtales, westlich der Straße von Trier Kernscheid nach Franzenheim gemacht.
-die Aufnahmen 11 - 14 sind aus dem Gebiet zwischen Trier Kernscheid und Trier Irsch,
-die Aufnahmen 15 - 26 wurden südlich von Hinzenburg in Richtung Hedderter Mühle aufgenommen;
-die Standorte der Aufnahmen 33 - 42 lagen zwischen Hedderter Mühle und Burg Heid;
-die Gebiete der Aufnahmen 43 - 50 lagen oberhalb der Straße von Lampaden nach Schömerich;
-die Aufnahmeorte der Aufnahmen 51 - 54 lagen nordöstlich von Lampaden. III.1.1 Bestandesaufnahmen

Im folgenden werden die Methoden zur Ermittlung der Standortparameter kurz beschrieben:

-Die Lage der Flächen wurde in einer topografischen Karte 1:25.000 eingetragen.
-Die Flächen wurden mittels eines Maßbandes ausgemessen; die Flächengröße betrug bei 53 Aufnahmen 200 m², bei einer nur 100 m², da an diesem Standort keine größere Fläche zu untersuchen war.
-Die Deckung der Schichten wurde als Prozentanteil geschätzt.
-Die Inklination der Flächen wurde mit Hilfe eines Peil-Kinometers der Firma Suunto in Grad gemessen; dazu wurde ein Baum an der Unter- oder Oberkante der Fläche in Augenhöhe markiert, so dass sich von der gegenüberliegenden Seite auf die Markierung peilen ließ, so dass die Hangneigung direkt ablesbar war. Da auf den Flächen jedoch teilweise sehr starke Unterschiede in den Hangneigungen vorkamen, waren an manchen Aufnahmepunkten mehrere Messungen nötig. Für die Auswertung wurde bei diesen Standorten ein Mittelwert der verschiedenen Hangneigungen verwendet.
-Die Exposition der Flächen wurde mit Hilfe eines Kompasses (in Grad) ermittelt.
-Die Meereshöhe der Aufnahmestandorte wurde mit Hilfe einer topografischen Karte bestimmt.

Bei den Aufnahmen im Gelände wurden nach Ermittlung der allgemeinen Standortdaten Art, Anzahl, Höhe und Deckung der Bäume der Hauptbaumschicht (B1) aufgenommen, dann die von B2 und die der Gehölze der Strauchschicht. Ein wichtiges Charakteristikum der Niederwaldnutzung eines Waldes ist ja die Ausbildung von Stockausschlägen. Daher wurden die Anzahl der Kernwüchse, die Anzahl der Stockwüchse und die Zahl der Stöcke je Baumart aufnotiert.

Anschließend an diese Datenaufnahme der Baum- und Strauchschichten wurde der Umfang aller Bäume - und wenn möglich auch der Sträucher - in Brusthöhe gemessen; er wird in Zentimeter angegeben. Anhand des Umfangs lässt sich dann der Durchmesser und daraus die Brusthöhenquerfläche berechnen; addiert man alle Flächen einer Baumart zusammen, so erhält man die Brusthöhenquerfläche je Baumart; sie bietet einen ersten Anhaltspunkt für die Wuchsleistungen am jeweiligen Standort für die jeweilige Baumart. Hieraus lässt sich auch das Holzvolumen der Bäume bestimmen.

Als ein Maß für die Bestandesdichte wird von mir die gesamte Brusthöhenquerfläche [cm²] je Bestand bezogen auf 100 m ² Fläche verwendet.

Ein auffälliges Merkmal der meisten untersuchten Waldflächen ist, dass in den Beständen offensichtlich schon abgestorbene Baumstämme mit einer Höhe von bis zu 5 Metern standen; da sie als ein typisches Kennzeichen der jeweiligen Flächen erschienen, wurde ihre Anzahl je Aufnahmefläche gezählt. Inwieweit das so genannte „Totholz stehend“, im folgenden kurz „Totholz“ genannt, wirklich ein relevantes Kennzeichen der Niederwaldflächen ist, mag strittig sein, dem Autor erschien dieser Punkt jedoch als ein typisches Charakteristikum der jeweiligen Aufnahme.

In Abbildung 1 ist der bei der Geländearbeit verwendete Aufnahmebogen wiedergegeben.

III.1.2 Einzelbaumaufnahmen:

In den aus der Nutzung genommenen Eichenwälder setzte eine quasinatürliche Sukzession ein, so dass neue Arten hinzukommen, wie auch die in unserem Gebiet als potentielle natürliche Vegetation erachtete Schattholzart Fagus sylvatica und die Lichtholzart Betula pendula. Beide Arten haben gerade als Jungwuchs ganz unterschiedliche Lichtansprüche. Nach den Zeigerwerten von Ellenberg (ELLENBERG, H., 1991) wird der Fagus sylvatica-Jungwuchs als Schattenpflanze (L = 3) und der Birkenjungwuchs als Halblichtpflanze, die meistens im vollen Licht wächst, bezeichnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Modell des Aufnahmebogens für die Geländearbeit

Um herauszufinden, wie groß eine Lücke sein muss, damit Fagus sylvatica, respektive Birke im Niederwald aufwachsen und sich hier etablieren können, wurden Einzelbaumaufnahmen gemacht, bei denen jeweils die Entfernungen von jüngeren Bäumen der beiden Arten zu den nächsten Bäumen in der Baumschicht B1, deren Kronen sich oberhalb der jüngeren Bäume berührten, gemessen wurden. Dass es sich um einen jüngeren Baum handelte, wurde nicht genau bestimmt, sondern nur (aus Brusthöhendurchmesser und Höhe) subjektiv geschätzt. Die Einzelbäume mussten eine Mindesthöhe von 1 m haben und ihrem Erscheinungsbild nach mussten sie sich in dem Wald etabliert haben.

Aus den von einem Einzelbaum aus gemessenen Entfernungen wurde die Fläche, die der Baum zur Verfügung hat, berechnet. Dabei ging der Autor davon aus, dass jede Entfernung als Radius eines fiktiven Kreises, der die Fläche umschließt, aufgefasst werden kann. Auf diese Weise wurde dann die mittlere Entfernung berechnet und daraus die so bezeichnete Minimumfläche, die der Baum zur Verfügung hat; hierbei wurde die Fläche nur mit der Hälfte des Radius berechnet [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], da die errechneten Werte sonst zu groß geworden wären.

Da schon bei den ersten Einzelbaumaufnahmen die kleinsten Einzelentfernungen vor allem in nördlicher Richtung lagen, erschien es so, als ob auch die Himmelsrichtung, in der die Bäume stehen, etwas mit der minimal möglichen Entfernung zu tun hat.

Es sah auch so aus, als ob die Distanz auch etwas mit der Baumart des benachbarten Baumes zu tun haben könnte; das erscheint auch logisch, da eine Schattholzart meistens auch stärkeren Schatten erzeugt als eine Lichtholzart; so wirft Quercus als Bestand nur geringen Schatten, während zum Beispiel Carpinus und Fagus als Bestand während der Vegetationsperiode sehr viel Schatten erzeugen können; Prunus avium hat eine mittelmäßige Fähigkeit dazu (ELLENBERG; H., 1996, 119: Tab. 12).

III.2 Pflanzensoziologische Methoden

Herr Dr. rer. nat. GOLISCH nannte dem Autor im Voraus die Gebiete in der Region Trier, in denen geeignete Niederwaldflächen für die Untersuchungen zu finden sind. In diesen Gebieten wurden die Aufnahmeflächen ausgewählt; die gewählten Flächen sollten typisch für das jeweilige Gebiet sein oder zumindest typische Aspekte eines Niederwaldes aufweisen und es sollten Eichen in ihnen vertreten sein. Die Niederwälder sind zumeist in hängigen Lagen anzutreffen, da sich diese Gebiete zum Beispiel nur schlecht für die Anlage von Hochwäldern oder (nach Rodung) für Ackerbau eignen.

Die ausgewählten Probeflächen geben keinen repräsentativen Überblick über die Niederwälder des Untersuchungsgebiets, der Autor war allerdings darauf bedacht, in erster Linie typische Bestände auszuwählen. Wichtig war, dass die ausgewählten Flächen vom Bestand her in sich homogen waren.

Die Vorgehensweise bei der Tabellenarbeit entspricht grundsätzlich der Schule von BRAUN-BLANQUET (1964), die Differenzierung der Syntaxa erfolgte in erster Linie nach dem Präsenz-Absenz-Prinzip; ein großes Problem dabei war allerdings der Aufnahmezeitpunkt im Winterhalbjahr. Die Geländearbeiten mussten infolge der Bohrkernentnahme vor allem im Spätherbst und im Winter stattfinden, um die Bäume nicht stark zu schädigen; zu dieser Zeit ist eine Aufnahme der Krautschicht nur in geringem Maße möglich. Da die Krautschicht aber - wie oben beschrieben - einen wichtigen Indikator für die jeweiligen Standortverhältnisse darstellt, wurden auch noch im Frühjahr - zum Beispiel im Zuge der Bodenprobenentnahme und auch der Einzelbaumaufnahmen - die zu der Zeit erkennbaren Aspekte der Krautschicht mit aufgenommen, um durch Charakter- und Differentialarten eine Ausgliederung von Syntaxgruppen vornehmen zu können.

Die Aufnahmen wurden auf diese Weise zuerst entsprechend der Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands (DIERSCHKE, 1997) bestimmten Einheiten zugeordnet, danach wurden sie mit Hilfe der Zuordnungen von MANZ, E. (1993) und GOLISCH, A. (2002) weiter unterteilt.

III.3 Bohrkernproben zur Altersbestimmung

III.3.1 Entnahme der Bohrkernproben:

Die untersuchten Wälder waren ursprünglich alle Eichenniederwälder; durch die Bestimmung des Alters der (Stockausschlags-)Eichen in dem Bestand sollte das Datum der letzten größeren niederwaldartigen Nutzung der Flächen ermittelt werden; nach Möglichkeit wurden an jedem Standort aus jeder Baumschicht von jeder Baumart 2 Bohrkernproben entnommen, um deren Alter zu bestimmen. Die Entnahme der Bohrkerne sollte außerhalb der Vegetationsperiode geschehen, da die Bäume sonst zu stark geschädigt werden können.

Die Entnahme der Bohrkerne geschah mittels eines Zuwachsbohrers (Grube Zuwachsbohrer MORA 300 mm). Der Zuwachsbohrer besteht aus einem hohlen Bohrer, welcher nach Entfernung der Borke mit Hilfe eines Henkellocheisens etwas unterhalb des Messbereiches für den Brusthöhendurchmessers möglichst horizontal auf die Markröhre hin in den Baum gebohrt wird. Hat der Bohrer die nötige Tiefe erreicht, wird der Bohrkern mittels einer Metallschiene, die von hinten in den hohlen Bohrer geschoben wird, arretiert, so dass der Bohrer anschließend zusammen mit dem Bohrkern herausgedreht werden kann.

Nach dem Herausdrehen musste der Bohrkern meistens mit Hilfe einer langen Stricknadel aus dem Bohrer gedrückt werden, um ihn anschließend in eine vorher geklebte und beschriftete Papiertüte zu packen, um ihn so sicher transportieren zu können.

Das Bohrloch im Baum wurde anschließend verschlossen, um das Eindringen von Fäule in den Baum zu verhindern.

III.2.b) Auszählen der Bohrkerne

Da es im Rahmen dieser Arbeit nur auf eine reine Altersbestimmung der Bäume ankam, um so eine Datierung des letzten Schlags zu erhalten, reichte es aus, die Jahrringe der Bohrkerne unter einem Binokular auszuzählen. Ein Jahrring besteht bei einem ringporigen Laubholz, wie zum Beispiel bei der Eiche aus dem weitporigen Frühholz und dem engporigen Spätholz. Abbildung 2 verdeutlicht den Aufbau eines Jahrrings, wie er unter dem Binokular zu erkennen ist:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Aufbau eines Jahrrings aus Früh- und Spätholz (Nagel, J., 2001, Seite 23)

Wie man sieht, sind die Jahrringgrenzen nicht immer eindeutig zu erkennen.

Zur Verdeutlichung des Aufbaus eines Jahrrings folgt in Abbildung 3 die schematische Darstellung des Jahrringaufbaus eines ringporigen Laubholzes:

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Abbildung 3: schematische Darstellung des Jahrringaufbaus von ringporigem Laubholz, aus: NAGEL, J. (2001), Seite 22.

Die Bohrkerne wurden von Herrn Martin Haßdenteufel mit Hilfe des Binokulars ausgezählt. Da zwischen Bohrkernentnahme und Auszählen eine längere Zeit vergangen war, mussten die Bohrkerne zuerst in einem Reagenzglas bzw. bei längeren Probenstücken in einer Petrischale in Wasser eingeweicht werden, damit die Kerne Wasser aufnehmen und die Jahrringgrenzen wieder besser zu erkennen sind. Zu nass durfte der Bohrkern allerdings auch nicht sein, da sonst die Grenzen wieder verwischt werden.

Die Bohrkerne wurden dann mittels einer Rasierklinge angeschliffen, damit sie ausgezählt werden konnten.

Dabei wurde zuerst der Mittelpunkt des Bohrkerns gesucht, also der innerste Jahrring. Von dort ausgehend wurden nach beiden Seiten hin die Jahrringe ausgezählt. Da unter Umständen ein kleines Ende des Bohrkerns abgebrochen sein konnte und da die Jahrringgrenzen nicht immer eindeutig zu erkennen sind (s.o.) kann es beim angegebenen Alter leicht zu kleineren Ungenauigkeiten von etwa 1 bis 2 Jahren kommen.

Eine noch genauere Bestimmung des Alters mittels Synchronisation (cross - dating), wie Nagel sie anführt (Nagel, J., 2002, Seite 24) oder auch ein genaues Ausmessen der Bohrkerne mit Hilfe eines Jahrringmessgerätes sind im Rahmen einer Diplomarbeit nicht zu bewältigen und sind zudem für die im Rahmen der Arbeit benötigten Ergebnisse nicht notwendig.

Das höchste beim Auszählen ermittelte Alter eines Stockausschlagbaumes dient als Maß für die letzte niederwaldartige Nutzung der Bestände. Leider konnten bei 2 Standorten die Eichen-Bohrkerne nicht ausgezählt werden, da sie sich verfärbten und dadurch ein Erkennen der Jahrringgrenzen nicht mehr möglich war; an diesen Standorten wurde das Alter von anderen dort in B1 vorgefundenen Bäumen verwendet; bei Aufnahme 3 ist es das Alter von Betula pendula, bei Aufnahme 4 das von Carpinus betulus.

III.4 Bodenanalysen

III.4.1 Entnahme der Bodenproben:

Um den Standort und somit die Wachstumsmöglichkeiten der Bäume besser kennzeichnen zu können, wurden vom 03.06.2003 bis zum 06.06.2003 an jedem Standort eine Mischprobe an Bodenmaterial vom Ah-Horizont entnommen, am 17.6.2003 zusätzlich noch Mischproben des Of-Horizontes; hierbei wurden bei benachbarten Standorten in gleicher Lage im Gelände nur jeweils an einem Standort eine Mischprobe genommen, die als repräsentativ für die parallel dazu liegenden Standorte gelten kann.

Bei der Bodenprobenentnahme wurden je Standort an 5 - 6 Stellen, die als repräsentativ für den Standort anzusehen waren, jeweils eine Spatelspitze voll Bodenmaterial des jeweiligen Bodenhorizontes entnommen. Die Proben- entnahmestellen durften nicht im Stammbereich eines Baumes und auch nicht im Stammabflussbereich eines Baumes liegen. Sie durften auch nicht durch irgendwelche anderen Faktoren gestört sein, um ihre Repräsentativität zu gewährleisten.

Die Proben wurden dann in Plastiktüten abgefüllt, um sie so ins Labor zu transportieren.

III.4.2 Labormethoden zur Bodenanalyse

Die Bodenproben wurden zuerst luftgetrocknet und dann auf 2 mm Größe gesiebt.

Anhand der so vorbereiteten Proben wurde der pH-Wert in Aqua dest. und in KCl bestimmt. Je Bodenprobe wurden 10 g Boden abgewogen und in Plastikflaschen gefüllt. Die Proben wurden dann jeweils mit 25 ml Aqua dest., bzw. 25 ml 1 m KCL versetzt.

Die so vorbereiteten Proben mussten anschließend 2 Stunden lang geschüttelt werden.

Dann wurde mit Hilfe des digitalen pH-Meters der pH-Wert gemessen.

Der in KCl gemessene pH-Wert ist in der Regel ca. 1 Einheit kleiner als der in Aqua dest. gemessene.

Um das C-/N-Verhältnis, welches ja ein gutes Maß für die Zersetzbarkeit der organischen Substanz und für die biologische Aktivität im Boden darstellt, zu bestimmen, mussten die gesiebten Bodenproben noch pulverisiert, also auf eine Körnchengröße < 0,2 mm gemahlen werden. Dies geschah in einer Scheibenschwingmühle, in der jeweils eine Spatelspitze Boden zerkleinert wurde.

Die Proben wurden in Plastikflaschen gefüllt; die offenen Flaschen wurden dann für 24 Stunden bei 105°C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Danach mussten die Proben in einen Exikator gestellt werden, in dem sie abkühlen konnten, ohne Wasser aus der Luft aufzunehmen; daraufhin wurden die Proben im Exikator ins Labor transportiert, wo Frau Dorothee Krieger für den Autor jeweils ca. 30 mg Boden in Zinnschiffchen abwog, die sie anschließend zu einer Kugel rundete und dann im CN-Gaschromatograph verbrannte, wobei das CN-Verhältnis ermittelt wurde. Hierzu musste das Gerät zuerst kalibriert werden, so dass man eine Regressionsgerade erstellen kann Die in die Zinnschiffchen verpackten Proben werden dann bei 1000°C verbrannt; der Zinn dient hierbei als Katalysator. Das Analysegerät misst dann die dabei entstehenden Gase CO2, N2, NOx und H2O. Mit Hilfe der Regressionsgeraden können dann die Gehalte der Proben an C und N ermittelt werden.

III.5 Bestimmung der Holzvorräte und der

Ertragsklassenzugehörigkeit:

Zur Berechnung des Holzvolumens der Einzelbäume und des Bestandes, welches ja ein sehr wichtiges Kennzeichen der Wuchsleistung am jeweiligen Standort ist, wird davon ausgegangen, dass der Baum eine zylindrische Wuchsform hat, sich das Volumen also nach der Formel „Volumen = Konstante · Grundfläche · Höhe“ berechnet. Als Konstante wird hier die Derbholzformzahl verwendet, mit deren Hilfe alles Holz über 7 cm Durchmesser (mit Rinde) ermittelt werden kann. (BACHMANN, P., ). Sie ist zwar eine Baumartenspezifische Größe, da die von mir untersuchten Wälder aber alle Eichenniederwälder waren, die noch immer einen relativ hohen Anteil an Eichen hatten, wurde bei der Volumenberechnung nur die Formzahl für die Eiche verwendet; außerdem unterscheiden sich die Volumina der anderen Laubbäume im Niederwald nicht stark von denen der Eichen. Die Formel für das Eichen-Derbholz lautet (nach NAGEL, J. (2003, 120):