Einige Ansätze und Stichproben-Pläne nationaler Forstinventuren

Wien

2007

S. 105-133

5 Tab., zahlr. Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200142893

In diesem Artikel präsentieren wir einen Überblick über historische Entwicklungen hinsichtlich Erhebungsmethoden und Stichproben-Pläne wie sie in nationalen Forstinventuren angewandt wurden und verwendet werden. Bereits in früheren Zeiten wurden sogenannte "Waldbeschaue" oder "Waldbereitungen" durchgeführt, um Daten über verfügbare Holzvorräte zu erhalten. Das Ziel dieser Erhebungen war, Vorräte mittels okularer Schätzung zu ermitteln und die dabei anfallenden Transportkosten mit zu berücksichtigen. Auslöser für diese Erhebungen war die steigende Nachfrage von Holz für Bergbau, Salz-Produktion und Holzkohlen-Produktion; damals war die Eisenindustrie ein Hauptabnehmer für Holzkohle. In West-Europa hatte die große Nachfrage nach Holz für den Schiffsbau ebenfalls eine dementsprechende Wirkung auf die Wälder. Um eine mögliche Gefahr einer "Übernutzung" hintan zu halten wurden neue waldbauliche Methoden eingeführt um nachhaltige Erträge zu bekommen. Die "Nachhaltigkeit" wurde in Mitteleuropa bereits im 18. und 19. Jahrhundert definiert und diskutiert. Anfangs des 21. Jahrhunderts einigten sich die Minister für Forstwirtschaft aus 40 europäischen Ländern in Wien auf eine Liste von Indikatoren zur Nachhaltigkeit. Diese basieren auf ausgewählten Kriterien und müssen in den nationalen Waldberichten enthalten sein. Im 20. Jahrhundert wurden die "Waldbeschaue" mehr und mehr durch Erhebungen ersetzt, die auf einer Basis von Stichproben beruhen. Auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitstheorie wurden in den Naturwissenschaften mathematische Methoden zur Auswertung und Berechnung desStandardfehlerseingeführt, bekannt unter der Bezeichnung: "Methode der kleinsten Quadrate". Ansätze diese mathematischen Methoden auch in den Erhebungen von Forstinventuren anzuwenden, erfolgte in den skandinavischen Ländern. Empirische Erfahrungen dazu wurden mittels der sogenannten "Linien-Taxierung" gewonnen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden die Stichproben-Pläne komplizierter. Anstatt der "Linien-Probeflächen-Erhebung" wurde "Cluster Sampling" in den meisten Europäischen NFIs angewandt. Zusätzlich wurde in Ländern mit großen Waldflächen wie z.B. Kanada, USA und der vormaligen Sowjet-Union der Einsatz von Flugbildern ein wichtiger Bestandteil von NFIs, da Wälder in mehr oder weniger unzugänglichen Regionen erfasst werden konnten. In einigen europäischen NFIs wurden ebenso Flugbilder mit einbezogen und der Stichproben-Plan in zwei oder mehr Phasen untergliedert. In einer ersten Phase wird eine Stichprobe an Hand von Flugbildern gezogen und z. B. die Waldfläche und deren Straten geschätzt. In einer zweiten Phase wird davon eine Unter-Stichprobe terrestrisch erhoben, und hierbei Daten hinsichtlich Probestämme, Verjüngung usw. gesammelt, um Größen wie Vorrat, Zuwachs usw. zu berechnen. Stichproben-Pläne der NFIs sind durch die räumliche Verteilung der Datenerhebungs-Einheiten, der Dauer ihrer Inventur-Perioden und das Zeit-Intervall aufeinander folgender Inventuren gekennzeichnet. Die meisten NFIs verwenden systematisch angelegte Stichproben-Netze, d.h. die Auswahl der Koordinaten sämtlicher Probeflächen erfolgt nicht nach dem Zufalls-Prinzip. Ob temporäre oder permanente Probeflächen verwendet werden hängt von den Zielsetzungen der NFI ab. Der wesentliche Vorteil permanente Probeflächen zu verwenden liegt darin, dass eine präzisere Auswertung von Veränderungen gegeben ist, da die Standard-Fehler kleiner sind. Ein weiterer Vorteil ist der, dass frühere Daten auf identischen Flächen auf ihre Plausibilität überprüft werden können. Bei Stichproben-Plänen die ausschließlich auf temporären Probeflächen beruhen sind nur Vergleiche zwischen Summen, Mittelwerten und/oder Standardfehlern möglich. Allerdings haben temporäre Probeflächen den Vorteil, dass man Informationen über die Repräsentativität des Stichproben-Plans erhält. Eine weitere Möglichkeit ist "Sampling with Partial Replacement" (SPR), d.h. es werden Daten auf permanenten und temporären Probeflächen erhoben. Wenn eine ausreichende Anzahl von Datenerhebungs-Einheiten vorliegt. dann können die Vorteile die permanente und temporäre Probeflächen bieten, kombiniert werden. Einige NFIs verwenden seit den 90-er Jahren des 20. Jahrhunderts zusätzlich Fernerkundungsdaten von Satelliten, wobei die sogenannte "k-nearest neighbour estimation technique (kNN-technique)" zur Anwendung kam. Diese Methode wurde in den NFIs der Fenno-Skandinavischen Länder, der USA und Kanada erprobt und angewendet und liefert Statistiken sowie Karten. Im 20. Jahrhundert waren die europäischen NFIs mehr oder weniger unabhängige, nationale periodische Inventuren, die unterschiedliche Erhebungsmethoden anwandten und deren Erhebungsperioden große Unterschiede aufwiesen. Dies war auch in den USA der Fall. Dort wurden seitens der FIA (Forest Inventory and Analysis Program of the U.S. Department of Agriculture) die bisherigen verschieden regionalen Probeflächen-Anlagen in eine neue standardisierte Probeflächen-Anlage umgewandelt und neue Anforderungen hinsichtlich Berichtswesen erlassen. Ein anderer Ansatz um größere Konsistenz zu erreichen und somit die "Ergebnisse zu harmonisieren", die NFIs liefern, wurde in Europa 2004 begonnen. Im Rahmen der COST ACTION E 43 (www.metla.fi/eu/cost/e43) versuchen Arbeitsgruppen "Techniques of Common Reporting" zu finden. Das Ziel ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse europäischer NFIs zu verbessern.