LiDAR-gestützte Erfassung von einzelbaum- und bestandsbasierter Waldentwicklung nach natürlichen Störungsprozessen

Abstract

Die Erfassung der Waldstruktur ermöglicht ein besseres Verständnis der unterliegenden Prozesse sowie eine Früherkennung von Veränderungsprozessen in Wäldern. Natürliche Störereignisse gehören zu den Hauptantriebskräften von Veränderungen in Waldökosystemen. Diese haben großen Einfluss auf die räumlichen und temporalen Muster in Wäldern, da sie zu Veränderungen in der Struktur, der Zusammensetzung und der Funktionalität führen. Einer der Hauptgründe für Störereignisse in Fichtenwäldern in Europa ist der europäische Borkenkäfer Ips typographus L. Im Nationalpark Bayerischer Wald führte das Zusammenspiel zwischen Windwürfen und Borkenkäferbefall zur Zerstörung größer Waldflächen. Gleichzeitig führten diese Ereignisse auch zur Entstehung natürlicher Verjüngungsflächen. Bisher ging man davon aus, dass die aufwachsenden Bäume auf Störungsflächen zunächst homogene Waldstrukturen ausbilden und strukturelle Komplexität erst in den späten Wachstumsphasen auftreten. Jedoch bestärken gegenwärtige Studien die Annahme, dass strukturelle Komplexität viel früher in der Bestandesentwicklung auftreten kann und während des ganzen Wachstumsprozess bestehen bleibt.Während traditionelle Feldmessungen zur Erfassung zukünftiger Waldentwicklungen zeitaufwendig und teuer sind, bietet die Fernerkundung vielversprechende Alternativen für die Datenerfassung. Daten aus Laserbefliegungungen ermöglichen es sowohl horizontale als auch vertikale Informationen der Erdoberfläche zu erfassen. Ziel dieser Studie war die Analyse der aktuellen Waldstrukturen sowie die Modellierung zukünftiger Entwicklungen auf gestörten Flächen in den Hochlagen des Nationalparks Bayerischer Wald. Bei dem vorgestellten Ansatz wurde die aktuelle Waldstruktur aus LiDAR-Daten abgeleitet und die zukünftige Entwicklung mit einem einzelbaum-basierten Modellansatz simuliert. Die Ergebnisse dienten als Eingangsdaten, um Bestandesentwicklung über einen Zeitraum von 80 Jahren zu simulieren. Um sowohl die aktuelle als auch die zukünftige Waldstruktur auf den Untersuchungsflächen zu untersuchen wurden eine Reihe Punktmusteranalysen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass natürlich nachwachsende Wälder nach einem Störereignis, bereits in den frühen Phasen, komplexe Strukturen aufweisen und dass sich ein Teil der komplexen Strukturen von Altbeständen bereits in diesen frühen Phasen entwickeln können.