Erfassung von Lückenmustern mittels digitaler Höhenmodelle und Anwendung in Buchenwäldern unterschiedlicher Nutzungsintensität

Stipendiatin/Stipendiat: Robert Nuske

Das Verständnis der eigendynamischen Entwicklung unserer Wälder stellt ein wesentliches Fundament für den praktischen Waldbau, den Waldnaturschutz sowie die waldökologische Forschung dar. Jedoch ist über die eigendynamische Entwicklung der, für Mitteleuropa besonders wichtigen, Buchenwälder bisher wenig bekannt. Naturwälder sollen unter anderem die Möglichkeit bieten, naturnahe bzw. naturähnliche Walddynamik, die sich in Buchenwäldern weitgehend über die Lückenabfolge dokumentiert, zu erforschen.Die moderne Waldbewirtschaftung orientiert sich am Leitbild eines naturnahen und multifunktionalen Waldbaus. Wenn naturnaher Waldbau als eine Nachahmung natürlicher Regenerations- und Störungsmuster verstanden wird, besteht dringender Bedarf an Referenzwerten, wie z. B. Lückenmustern und Lückenentwicklung. Jedoch ist die quantitative Erfassung von Lücken bisher wenig behandelt worden. Die terrestrische Kartierung ist oftmals unpräzise bzw. willkürlich, immer aber arbeitsintensiv. Daher erfolgte die Lückenkartierung bisher allein aus wissenschaftlichem Interesse und fand keine Umsetzung in die Praxis. Es fehlt also eine zuverlässige und weitgehend automatisierte Methode zur Erfassung von Lücken und somit auch Lückenmustern, um eine Anwendung auf der Ebene von Beständen und schließlich Waldlandschaften zu ermöglichen. Solche Methoden zur Kartierung von Lücken aus digitalen Höhenmodellen, erzeugt aus CIR-Luftbildern, werden weiterentwickelt und optimiert. Als Ansatz dienen dabei Konzepte und Verfahren der digitalen Bildverarbeitung und Mustererkennung, wie die Verwendung von Höhenschwellenwerten, die Segmentierung mit dem Watershed-Algorithmus und die Kantenerkennung in Verbindung mit der Spline-Interpolation. So erzeugte Lückenkarten aus Luftbildzeitreihen ermöglichen die Analyse der Lückendynamik. Verschiedene Methoden zur biometrischen Charakterisierung von Lückenmustern, wie z. B. Aggregationsindex, Fourier-Transformation und Fraktal-Analyse werden geprüft, um eine aussagekräftige Lückenmusteranalyse zu kreieren. Diese wird zum Vergleich von Buchenwäldern unterschiedlicher Nutzungsintensität eingesetzt. Evaluiert werden die Verfahren an Waldbeständen mit bekannter Lückenverteilung, wie z B. dem Naturwald Limker Strang im Solling. Die Kombination von exakter großflächiger Vermessung der Lücken mit vorliegenden floristischen und vegetationskundlichen Zeitreihen ermöglicht die Analyse der Reaktion anderer Waldökosystemkomponenten, wie Naturverjüngung und Bodenvegetation auf Öffnung und Schluss des Bestandesdaches. Die vergleichende Betrachtung von Naturwaldreservaten und Wirtschaftswäldern die verschiedene waldbauliche Behandlungen erfahren haben (Großschirmschlag, Femelschlag und Einzelstammnutzung) mittels Lückenmusteranalyse erlaubt die Entwicklung von Referenzwerten für den naturnahen Waldbau in Bezug auf Hiebsmuster und Eingriffsstärke.

Förderzeitraum:
01.07.2004 - 30.06.2007

Institut:
Georg-August-Universität Göttingen
Institut für Forstliche Biometrie und Informatik

Betreuer:
Prof. Dr. Joachim Saborowski

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Lückenmuster in Buchenwäldern
Lückenmuster in Buchenwäldern