Inter- and intraspecific competition in mixed Pinus sylvestris and Quercus pubescens stands - Modelling stand dynamics based on tree-ring analysis : Dissertation, ETH Zürich
Im Wallis, einem inneralpinen Trockental, befinden sich ausgedehnte Waldföhrenwälder der unteren Lagen in Veränderung in Richtung Laubmischwald. Die immergrüne, subboreale Waldföhre (Pinus sylvestris L.) zeigt erhöhte Mortalitätsraten, zugleich wird die laubwerfende submediterrane Flaumeiche (Quercus pubescens Willd.) immer häufiger. Ein ganzer Faktorenkomplex wird für diese Prozesse verantwortlich gemacht. In der vorliegenden Doktorarbeit werden drei Faktoren für die veränderten Konkurrenzverhältnisse zwischen den beiden Arten, nämlich die natürliche Sukzession, eine veränderte Landnutzung und zunehmende Trockenheit aufgrund klimatischer Veränderungen, als wissenschaftliche Grundlage für forstliche und naturschützerische Eingriffsstrategien untersucht. Dabei werden folgende Ziele verfolgt: 1. Autökologische Unterschiede zwischen der Waldföhre und der Flaumeiche sollen festgestellt werden. 2. Die intra- und interspezifische Konkurrenz in gemischten Beständen soll retrospektiv erfasst werden. 3. Der Einfluss einer historischen Beweidung auf die Bestandesdynamik und die Artenzusammensetzung dieser Wälder soll abgeschätzt werden. In den Kapiteln I und IV wurde die unterschiedliche Anpassung von Waldföhre und Flaumeiche an die Trockenheit mit dendroökologischen und holzanatomischen Methoden untersucht. Dabei wurden auf der Jahrringebene sogenannte Response Functions verwendet, um artenspezifische Reaktionen des Wachstums auf die Wasserverfügbarkeit auf 15 Flächen zwischen 590 m und 1200 m ü.M. zu analysieren. Die Eichen zeigen demnach vor allem Reaktionen, welche auf den Herbst des vorangehenden Jahres und den Frühling des laufenden Jahres zurückgehen, wogegen bei den Föhren erst im Mai des laufenden Jahres eine Reaktion vorzuliegen scheint, die jedoch den ganzen Sommer über anhält. Generell zeigten die Föhren zudem eine stärkere Abhängigkeit vom Vorjahreswachstum, was sich mit den mehrjährigen Photosyntheseorganen, also den Nadeln, erklären lässt. Eine Hauptkompontenanalyse ermöglichte es, räumliche Muster in der Wachstumsreaktion auf Trockenheit aufzudecken. Diese wurden jedoch nicht wie angenommen bestimmt durch den Höhengradienten der Untersuchungsflächen, sondern durch die sub-regionalen Klima- und Bodenbedingungen. Aus diesen sowie den holzanatomischen Resultaten über den Einfluss von Trockenjahren auf die Anzahl und Grösse der gebildeten wasserleitenden Zellstrukturen, lässt sich schliessen, dass der Zuwachs beider Arten in erheblichem Masse von den trockenen Standortsbedingungen beeinflusst wird. Einige Resultate des Kapitels I deuten aber auch darauf hin, dass die Flaumeiche sich wahrscheinlich besser an ein sich veränderndes, voraussichtlich immer mediterraneres Klima anpassen kann. Im Kapitel II wird ein neuer Konkurrenzindex eingeführt, um die Konkurrenzdynamik von Einzelbäumen zu rekonstruieren. Der Index enthält eine räumliche und eine zeitliche Komponente, indem er einen jährlichen Quotienten zwischen dem Basalflächenzuwachs aller Nachbarsbäume und demjenigen des untersuchten Baumes berechnet. Solche Konkurrenzkurven wurden für 456 Bäume von fünf Waldbeständen über die letzten 40 Jahre gerechnet. Mittels einer Cluster-Analyse konnten diese in eine grosse Gruppe von Föhren- und Eichenkurven mit konstanter Konkurrenzsituation und einer kleinen Gruppe von Föhren mit in den letzten Jahren zunehmender Konkurrenz eingeteilt werden. Zusätzlich zeigten auch die Bestandesstrukturen zunehmend höhere Eichenanteile an. Die veränderten Konkurrenzverhältnisse wurden sowohl mit der zunehmenden Trockenheit als auch mit der fortschreitenden Entwicklung hin zu einem höheren Anteil der schattentoleranten Flaumeiche in Verbindung gebracht.
