Schätzfunktionen der Baumbiomasse und Nährstoffentzug der Hauptbaumarten

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1 Schätzfunktionen der Baumbiomasse und Nährstoffentzug der Hauptbaumarten Jürgen Nagel Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt Grätzelstr. 2, Göttingen Projekt: Möglichkeiten und Grenzen der Vollbaumnutzung Gefördert durch FNR (FKZ: ; )

2 Holzrohstoffbilanzen für Deutschland Aus: MANTAU, U. (2012): Holzrohstoffbilanz Deutschland, Entwicklungen und Szenarien des Holzaufkommens und der Holzverwendung 1987 bis 2015, Hamburg, 2012, 65 S.

3 Höhere Produktion durch geänderte Baumartenwahl und waldbauliche Verfahren

4 Intensivere Entnahme bei der Holzernte ( > Zopf, unerschlossene Kompartimente) Krone Vollbaum Stamm Wurzel Derbholz Ganzbaum

5 Nachhaltige, multifunktionale Forstwirtschaft Intensiviere Nutzung, Waldrestholz Naturschutz, Totholz Standort

6 Nachhaltige, multifunktionale Forstwirtschaft Mengen (fm, srm, t) Intensiviere Nutzung, Waldrestholz Mengen (fm) Naturschutz, Totholz Nährstoffe (kg/t) Standort Nährstoffbilanzen

7 Nachhaltige, multifunktionale Forstwirtschaft CO 2 -Bilanz (t) Mengen (fm, srm, t) Intensiviere Nutzung, Waldrestholz Mengen (fm) Naturschutz, Totholz Mengen (fm, srm, t) Standort Nährstoffbilanzen

8 Zielsetzungen : 1. Schätzung der Biomasse von Einzelbäumen 2. Schätzung der Nährstoffanteile in verschiedenen Baumkompartimenten 3. Integration von 1 +2 in den Waldwachstumssimulator 4. Beispielsimulationen von Szenarien 5. Bewertung der Nährstoffexporte in Bezug auf die standörtliche Nachhaltigkeit

9 Bestimmung der Biomasse: Laubholz: Stichprobenverfahren Radomized Branch Sampling (RBS) Abstrakte Verzweigungsstruktur Buche = 35, Eiche = 33 Fichte = 47 ; Kiefer = 30, Douglasie = 8 (Quirlbasierte Stichprobe)

10 Bestimmung der Biomasse: Laubholz: Stichprobenverfahren Radomized Branch Sampling (RBS) Abstrakte Verzweigungsstruktur 3 Pfade Buche = 35, Eiche = 33 Fichte = 47 ; Kiefer = 30, Douglasie = 8 (Quirlbasierte Stichprobe)

11 Bestimmung der Biomasse: Laubholz: Stichprobenverfahren Radomized Branch Sampling (RBS) Abstrakte Verzweigungsstruktur Buche = 35, Eiche = 33 Fichte = 47 ; Kiefer = 30, Douglasie = 8 (Quirlbasierte Stichprobe)

12 Laboranalyse 12 g / kg Ndl Rs<1 S_Ri A_1-7 S_Ho 0 N Ca K Mg P S Mittlere Gehalte von N, Ca, K, Mg, P und S in den Kompartimenten Nadeln (nur Kiefer, Fichte und Douglasie), Reisig < 1 cm, Äste (ø 1-7 cm, Holz plus Rinde), Rinde und Holz vom Stamm im Mittel aller fünf untersuchten Baumarten

13 Biomassefunktionen für Kompartimente z. B.: Buche: ^ Derbholz ohne Rinde : Y = exp( α + β * ln( BHD) + φ * ln( Höhe)

14 z. B.: Buche:

15 Waldwachstumssimulator Waldbauszenarien Holzernte-Modul Berechnung von Entnahmemengen: ( Holz, Biomasse, Nährstoffe )

16 Sortimentierung Derbholz Nichtderbholz Restholz

17 Dialog zum Nährstoffexport des ForestSimulators Jahre

18 Dialog zum Nährstoffexport des ForestSimulators ) Sortimentsauswahl

19 Dialog zum Nährstoffexport des ForestSimulators ) Entnahmeoptionen

20 Biomasseexport berechnen

21 Nährstoffexport

22 Nutzungsszenarien Variante Sortimente restliches Derbholz restliche Biomasse A x B x x C x x x (Gassenaufhieb+ letzte 3 Nutzungen) D x x x

23 kg/ ha/ 100a N Ca K Buche Douglasie Fichte Kiefer jeweils : 1. Säule: Sortimente 2. Säule: Sortimente + Brennholz 3. Säule: Sortimente + Vollbaum reduziert 4. Säule: Sortimente + Vollbaum

24 Nährstoffnutzungseffizienz der Kohlenstoffbindung von Buche, Douglasie, Fichte und Kiefer jeweils : 1. Säule (hell): Sortimente 2. Säule (mittel): Derbholz 3. Säule (dunkel): Vollbaum

25 Calciumentzug bei Vollbaumnutzung kg Ca/ ha/ 100 a Ki EK III Ki EK II Ki EK I Dgl EK III Dgl EK II Dgl EK I Fi EK III Fi EK II Fi EK I Bu EK III Bu EK II Bu EK I Ei EK III Ei EK II Ei EK I

26 Phosphorentzug bei Vollbaumnutzung kg P / ha / 100a Ki EK III Ki EK II Ki EK I Ei EK III Fi EK III Ei EK II Bu EK III Fi EK II Bu EK II Ei EK I Fi EK I Dgl EK III Bu EK I Dgl EK II Dgl EK I

27 Ergebnis: 5.) Werkzeug für Bewertung bzw. Bilanzierung Biomassenutzung Atmosphärische Deposition Sickerwasseraustrag

28 Ergebnis: 1.) neue Biomassefunktionen für Baumkompartimente der Hauptbaumarten (Nordwestdeutschland) 2.) Nährstoffkonzentrationswerte 3.) Modul zur Berechnung von Biomassen- und Nährstoffexporten 4.) Anwendungsbeispiele

29 Ausblick: 1.) Weichlaubholz (Birke, Erle, Eberesche) 2.) Best-Projekt: Buche, Eiche, Esche, Ahorn 3.) FVA-BW: Datenaustausch 4.) Nährstoffkonzentration auf armen und reichen Standorten

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