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Die Intensität der Durchforstung sowie die Baumartenwahl sind zwei elementare waldbauliche Steuerungsinstrumente. Unser Wissen über den Einfluss der Intensität von Durchforstungsmaßnahmen oder die Baumartenvielfalt in der Umgebung auf die Architektur von Bäumen ist immer noch bruchstückhaft, insbesondere wenn der Fokus auf einzelnen Größen wie zum Beispiel den Verzweigungseigenschaften der Bäume oder Kronendeformationen liegt. Wesentliche Gründe hierfür waren bisher die schiere Ausdehnung und Komplexität des Untersuchungsobjektes, vor allem bei Berücksichtigung der Baumkronen. Des Weiteren wissen wir nur sehr wenig über die Raumausnutzung in einem Bestand und die dazugehörenden Muster der Kronenraumbesetzung. Es gibt kaum Erkenntnisse darüber, wie diese sich mit der Baumartenvielfalt oder Bewirtschaftungsintensität verändern.

 


1. Die Kronenarchitektur von Bäumen variiert in Abhängigkeit von der Bewirtschaftungsintensität und der Baumartenvielfalt in der Umgebung.

2. Der Kronenraum ist in Beständen mit wenigen Baumarten und intensiver Durchforstung weniger eng besetzt als in artenreichen und weniger durchforsteten Beständen.


Zum einen wollen wir in unserem Projekt Attribute der Baumarchitektur identifizieren die sich durch den Einfluss der Bewirtschaftungsintensität verändern (management effect). Zum anderen, wollen wir solche Eigenschaften aufdecken, die sich mit der Baumartenvielfalt und insbesondere mit der Nachbarschaftskonstellation eines Baumes verändern (diversity or species identity effect). Schließlich werden wir untersuchen ob artabhängige Unterschiede in den Baumgeometrien zu einer räumlichen Komplementarität in der Raumausnutzung führen können (spatial niche-partitioning).


1. Wir verwenden terrestrisches Laserscanning zur Erzeugung detaillierter, dreidimensionaler Modelle einzelner Bäume. Diese können für sich genommen oder als umfassende, den Bestand beschreibende Punktwolken von mehreren Bäumen verwendet werden.
2. Ein neu entwickelter Algorithmus bestimmt wichtige geometrische Merkmale für die  Baummodelle, sowohl für den Stamm als auch für die Krone, und errechnet Parameter wie zum Beispiel den Konkurrenzdruck durch Nachbarn für jedes Individuum.
3. Ein octree- Verfahren kommt zum Einsatz um die dreidimensionale Raumbesetzung im Bestand im Detail zu erfassen und zu analysieren.  Dabei wird die Punktwolke jedes Bestandes (Würfel mit 32x32X32 m) sukzessive in kleinere Würfel unterteilt,  von den jeweils acht in den nächstgrößeren Würfel passen (16m, 8m, 4m …, 25cm). Die Befüllungsmuster (Würfel enthält Lasertreffer oder enthält keinen Lasertreffer) dieser Würfel geben dann Aufschluss über die Struktur des Bestandes und die Besetzung der Räume.

Unser Projekt untersucht vorwiegend Prozesse, die nur über Informationen zu allen drei Raumdimensionen zu erklären sind. Daher verwenden wir ausschließlich Scanverfahren mit mehreren (bis zu 20) Scans pro Bestand (multi-scan approach). Aufgrund des großen Aufwandes im Feld sowie bei der Prozessierung der Daten konzentriert sich unsere Untersuchung  auf die VIPs.


Doc
Dorji Y., Annighöfer P., Ammer C. Seidel D. (2019): Response of Beech (Fagus sylvatica L.) Trees to Competition—New Insights from Using Fractal Analysis. Remote Sensing 11 (22), 2656. doi: 10.3390/rs11222656
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Quantifying the impact of forest management intensity and tree species diversity on individual tree shape and three-dimensional stand structure
Erfassung des Effekts von Bewirtschaftungsintensität und Baumartendiversität auf die Einzelbaummorphologie und dreidimensionale Bestandesstruktur
Juchheim J. (2020): Quantifying the impact of forest management intensity and tree species diversity on individual tree shape and three-dimensional stand structure. Dissertation, University Göttingen
Doc
Die Besetzung des Kronenraums anstatt konventionelle Maße der Strukturdiversität erklären die Produktivität von Buchenbeständen
Juchheim J., Ammer C., Schall P., Seidel D. (2017): Canopy space filling rather than conventional measures of structural diversity explains productivity of beech stands. Forest Ecology and Management 395, 19–26. doi: 10.1016/j.foreco.2017.03.036.
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Einfluss der Bewirtschaftungsintensität und der Zusammensetzung der Nachbarbaumarten auf die Struktur von Buchen (Fagus sylvatica L.)
Juchheim J., Annighöfer P., Ammer C., Calders K., Raumonen P., Seidel D. (2017): How management intensity and neighborhood composition affect the structure of beech (Fagus sylvatica L.) trees. Trees - Structure and Function 31 (5), 1723–1735. doi: 10.1007/s00468-017-1581-z
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Einfluss der Baumartenmischung auf die Komplexität der Bestandesstruktur
Juchheim J., Ehbrecht M., Schall P., Ammer C., Seidel D. (2020): Effect of tree species mixing on stand structural complexity. Forestry: An International Journal of Forest Research 93 (1), 75–83. doi: 10.1093/forestry/cpz046
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Eine holistischer Ansatz zur Bestimmung der strukturellen Komplexität von Bäumen
Seidel D. (2018): A holistic approach to determine tree structural complexity based on laser scanning data and fractal analysis. Ecology and Evolution Seidel D. (2018): A holistic approach to determine tree structural complexity based on laser scanning data and fractal analysis. Ecology and Evolution 8 (1), 128–134. doi: 10.1002/ece3.3661. doi: 10.1002/ece3.3661
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Fraktale analyse von Stammfußkarten
Seidel D., Annighöfer P., Ehbrecht M., Ammer C., Schall P. (2018): Applying fractal analysis to stem distribution maps. Ecological Indicators 93, 243-246. doi: 10.1016/j.ecolind.2018.05.016
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Seidel D., Ehbrecht M., Juchheim J., Schall P., Ammer C. (2017): Terrestrisches Laserscanning erfasst komplexe Waldstrukturen. Allgemeine Forst Zeitschrift/Der Wald 72 (17), 25-28.
Mehr Informationen:  www.forstpraxis.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Dr. Dominik Seidel
Projektleiter
Dr. Dominik Seidel
Georg-August-Universität Göttingen
Julia Juchheim
Mitarbeiterin
Julia Juchheim
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