Untersuchung weiterentwickelter "Wuchshüllen" zum Schutz und Voranbau klimatoleranter Baumarten unter Schirm

Abstract
In einem kooperativen Praxisversuch zwischen den Firmen Hess, Tubex, den Marktgemeinden Burgsinn, Kreuzwertheim und Triefenstein sowie der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf wurden über 5 Jahre hinweg 1295 gepflanzte Bäumchen unter realen Randbedingungen untersucht. Die zentrale Frage war, ob die klimatoleranten Baumarten Douglasie, Weißtanne und Traubeneiche unter regional typischen Bestandesformen und Wildbeständen erfolgreich vorgebaut werden können. Hierzu wurde ein neuer Wuchshüllentyp ohne UV-Strahlung hemmende Substanz untersucht. Besonders geprüft wurden minimale Lichtstellungen, Schutz vor Verbiss und mögliche Wuchsbeschleunigungen.
Dabei wurden folgende Ergebnisse gewonnen: Ungeschützt nimmt die Zahl der Bäumchen innerhalb weniger Jahre drastisch bis hin zum Totalausfall ab. Gehüllte und gezäunte Bäumchen hingegen sind vom Wildverbiss praktisch nicht betroffen; vereinzelt wurden gehüllte Bäumchen verfegt oder Hüllen entfernt.
Wuchshüllen mindern die Einstrahlung. Die vollständige Überschirmung durch Bäume des Altbestandes wirkt sich signifikant negativ auf die Vitalität aus. Randstellungen unterscheiden sich von schirmfreien Teilen kaum. Der Schlussgrad „licht-geschlossen“ dürfte für das Überleben gehüllter Douglasien zwar ausreichen, zum Wachsen sollte jedoch besser „licht“ oder „räumig“ eingestellt werden. Wenig Einfluss hatte die Bodenvegetation.
Im Vergleich mit gezäunten Individuen wirkten Hüllen bei Traubeneichen und Weißtannen wuchsbeschleunigend, nicht hingegen bei Douglasien.
Nach fünf Jahren kann festgestellt werden, dass mit den neuen Wuchshüllen erfolgreich vorgebaut werden kann. Dringend noch zu klären ist jedoch die möglicherweise geringe Standfestigkeit der rasch gewachsenen Bäumchen in Hüllen.


Vor dem Hintergrund des sich verändernden Klimas fragen Waldbesitzer vermehrt nach additiven oder alternativen Baumarten zur dominanten Rotbuche im Spessart. Waldbesitz und Forstwirtschaft zeigen sich interessiert daran, ob in bestehende und weiterhin produzierende buchenreiche Bestände die Baumarten Douglasie, Weißtanne und Traubeneiche im Wege des Vorbaus erfolgreich eingebracht werden können.
Vorbauten klimatoleranter Baumarten müssen rechtzeitig und sollten bei Schattbaumarten möglichst unter Schirm erfolgen. Sie sind in der Regel über einen langen Zeitraum durch Wildverbiss und Fegen gefährdet. Bau und Unterhalt von Kleinzäunen sind als Schutzmaßnahme vielerorts nicht praktikabel. Die überwiegend positiven Erfahrungen von in Wuchshüllen auf Freiflächen aufgewachsenen Bäumchen wecken Hoffnungen, im Vorbau unter Schirm gleichfalls erzielt zu werden. Bisherige Erfahrungen widersprechen dem. Grund ist u. a., dass die am Markt verfügbaren Materialien für Freiflächen mit bewusstem Strahlungsschutz entwickelt wurden; sie versagen im (Halb-)Schatten. Auf Grund dessen hat die Fa. Tubex versuchsweise Wuchshüllen aus transparentem Material entwickelt. Mit einem erfolgreichen Einsatz dieser Hüllen wäre der Umbau mit klimatoleranten Baumarten durch Vorbau schlagfrei möglich. Die Forstverwaltung könnte den Umbau von Beständen im Wege des Vorbaus bzw. die Einbringung von klimatoleranten Mischbaumarten unter Schirm in noch größerem Umfang als bisher voranbringen.

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Abb. 1: Neuartige, transparente Wuchshülle: Typenbezeichnung (a), Anlieferung (ineinander steckende Hüllen, b), Belüftungslöcher am unteren Hüllenende (c), stehende Hülle, ca. 1,45m (d) und 1,80m hoch (e), Befestigung und Sollbruchlinie (f)

In die vorliegende Untersuchung konnten drei regional typische Altbestände mit führendem Laubholz sowie ein Fichtenreinbestand einbezogen werden. Die errichteten Zäune steigerten den Gehalt der Auswertungen erheblich. Die Baumart Douglasie konnte mit 3 bzw. 2 Wiederholungen (Zaun), die Traubeneiche mir nur einer und die Weißtanne mit zwei einzelnen Flächen untersucht werden. In einem Praxisversuch die Eignung einer Wuchshülle zu prüfen, stößt an Grenzen, wenn die erforderliche Spreitung der Varianten vor Ort nicht zu realisieren ist. Daher sind Schlussfolgerungen mit entsprechender Zurückhaltung zu ziehen. Trotzdem gelang es, für die Praxis wichtige Merkmale hinsichtlich Vitalität und Verbiss junger Bäumchen herauszuarbeiten.
Methodisch wurden die Aufnahmen auf leicht zu messende Merkmale konzentriert. Neben den standardisierten Messungen von Höhen und Grundflächen leistete das Horizontoskop nach Tonne (Tonne 1956, Institut für Lichttechnik 2001) einen wichtigen Beitrag zur Ermittlung der direkten Sonneneinstrahlung an einem Punkt.

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Abb. 2: Untersuchungsfläche Burgsinn „Douglasie“ links 18.09.2012, rechts 20.06.2016

Definition minimaler Lichtstellungen

Hinsichtlich der Vitalität ergibt sich ein klares Bild: die eingesetzten „Klarsichthüllen“ mindern die Strahlung, was bei geringen Lichtbedingungen zu erhöhter Mortalität führt. Die Kontingenztafeln unter Verwendung der Überschirmung zeigen dies in den Laubholzbeständen wie auch im Fichtenbestand eindeutig. Interessant ist jedoch, dass bereits bei lichteren Verhältnissen, wie sie im Übergang von der beschirmten zur schirmfreien Fläche vorkommen (Randstellung), Hüllen keinen signifikanten Einfluss auf die Mortalität mehr ausüben. Es lässt sich vorsichtig folgern, Douglasien und Weißtannen – und mit Einschränkungen wohl auch Traubeneichen – können durchaus unter lichtem Schirm in Hüllen überleben. Ein denkbarer minimaler Kronenschlussgrad im Bestand könnte „licht“ (eine Baumkrone mittleren Durchmessers passt in die Lücke; Rittershofer 1999: 48) sein. Die Grundflächen in den Laubholzbeständen betrugen in diesen Bereichen rund 8-20 m². Im Fichtenbestand zeigte sich, dass eine Grundfläche in Höhe von im Mittel 30 m² (Schlussgrad „licht geschlossen“) zu hoch ist. Der mittlere Schlussgrad über lebenden Douglasien ist „licht geschlossen“. Für die Höhenentwicklung gegenüber der Vegetation hingegen ist dieser Grad zu gering. Es dürfte sich als zielgerichtet erweisen, auch das Höhenwachstum mit in die Überlegung einzubeziehen und den Kronenschlussgrad zu „licht“ bis „räumig“ zu erweitern (sofern es die Bestandsstabilität zulässt) oder Femellücken im Durchmesser von ca. 1 Baumlänge zu etablieren. Um stabile Bäumchen von Douglasien zu erziehen, dürfte es sinnvoll sein, völlig schirmfrei zu pflanzen bzw. sofort frei zu stellen (Petersen 2016, Ruge 2016, Ruge und Schölch 2017). Douglasien in bisher üblichen Wuchshüllen können auch unter schirmfreien Bedingungen Stabilitätsrisiken aufweisen (Petersen 2016).
Unter Beachtung der Einschränkungen des Praxisversuches lässt sich zusammenfassen, dass für Douglasien im Vorbau unter buchendominierten Altbeständen im Buntsandstein Kronenschlussgrad „licht“ oder offener keinesfalls unter einem geschlossenen Schirm kultiviert werden sollte.

Prüfung, ob Wuchshüllen das Höhenwachstum in den Anfangsjahren signifikant beschleunigen

Das Mikroklima in Wuchshüllen fördert den Höhenzuwachs (Kenk 2015, Bergez & Dupraz 2009, Heiseke und Minkoley 1990 (zitiert in Petersen 2016)). Der Höhenzuwachs gehüllter Bäumchen fiel in der vorliegenden Untersuchung artbezogen unterschiedlich aus. Traubeneichen und Weißtannen wuchsen signifikant schneller innerhalb des Untersuchungszeitraumes von 4 bzw. 5 Jahren. Ob sich nach Durchwachsen der Hüllen der Höhengewinn beibehält, ist offen. Kopflastigkeit könnte sich bei eingehüllten Eichen als Problem herausstellen. Problematisch könnten sich allerdings ungünstige h/d-Werte erweisen, da gehüllte Eichen auffallend wenig in das Dickenwachstum investieren (Kenk 2015). Für detaillierte Aussagen wäre ein längerer Beobachtungszeitraum erforderlich.
Das Höhenwachstum der Douglasien verlief unterschiedlich. Statistisch konnte zwar zwischen gehüllten und ungehüllten Bäumchen ein signifikanter Unterschied nachgewiesen werden, nicht jedoch bei gehüllten und verbissfrei im Zaun wachsenden. Plausibel erscheint, dass bei den unter lichtem Schirm wachsenden Douglasien der wachstumsbeschleunigende „klimatische Wuchshülleneffekt“ nicht ausgeprägt wirksam wird bzw. der die Strahlung vermindernde Effekt der Hülle diesen kompensiert.
Prüfung, ob sich spezielle Wuchshüllen auch in Rotwildgebieten als Einzelschutz eignen
Wildverbiss an gehüllten Douglasien ist bei der vorliegenden Untersuchung die Ausnahme. Bei Traubeneichen kam kein Verbiss vor. Bei Douglasien ist bemerkenswert, dass sie in lediglich 1,5 m hohen Hüllen im Rotwildgebiet wachsen. Wird die (Boden-) Vegetation in die Überlegungen einbezogen, zeigt sich, dass sie in Zäunen üppig entwickelt ist und die Artenvielfalt eindrucksvoll unter Beweis stellt, während der Wildverbiss außerhalb diese gering hält. Ein Vorteil zugunsten der Hüllen könnte mithin in eingesparten Pflegekosten gesehen werden (ausgenommen intensiver Brombeerwuchs im Fichtenbestand). Andererseits wäre zu hoffen, dass sich bald die standortheimischen Baumarten wie Rotbuche und Hainbuche einstellen, um die weitständigen Douglasien zu pflegen und auf diese Weise dem Waldeigentümer Kosten einsparen und Erträge erhöhen. Es dürfte stark von den örtlichen Bedingungen abhängen, ob Wuchshüllen wirksam vor (Rot-)Wildverbiss bzw. Fegen schützen. Wuchshüllen können auch unwirksam sein (Petersen 2016).
Die Frage nach wirksamem Schutz kann zum derzeitigen Stand klar mit ja beantwortet werden: Die getesteten Wuchshüllen schützten in der beobachteten Zeitspanne von 4-5 Jahren wie ein Zaun zuverlässig vor (Rot-)Wildverbiss.

Prüfung, ob in Wäldern schlagfrei mit den klimatoleranten Baumarten Traubeneiche, Weißtanne und Douglasie unter Einsatz transparenter Wuchshüllen umgebaut werden kann

Diese Hauptfrage, die zur vorliegenden Untersuchung führte, lässt sich klar mit ja beantworten unter der Voraussetzung, dass der Schirm des Altbestandes genügend Licht für die Entwicklung der gehüllten Bäumchen durchlässt und sich weiterhin keine Stabilitätsprobleme ergeben.
Die weitere Entwicklung der gehüllten Bäumchen muss jedoch intensiv beobachtet werden, zumal einige Arbeiten auf z. T. massive Stabilitätsrisiken gehüllter Bäume hinweisen (Spellmann und Richter 1992, Petersen 2016, Ruge und Schölch 2017).

Ausblick

Offene Fragen bestehen bezüglich folgender Themen:
Stabilität der unter Schirm vorgebauten Douglasien und Traubeneichen (Verhältnisse von Wurzelhals und BHD zur Höhe)
Wurzeluntersuchungen durch Ausgrabungen und Vergleich mit schirmfrei erwachsenen Bäumchen (Durchwurzelungstiefe, Wurzelvolumen, -gewicht)
Erweiterung der Versuche auf verschiedene Standorte und Belichtungssituationen sowie Bestandesformen (z. B. Kiefer, Fichte)