Optimierung der Durchforstung - FWL
Optimierung der Durchforstung - FWL
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Allgemeines<br />
Produktion<br />
Spezielle forstliche Produktions Produktions-Fragestellungen Fragestellungen (Teil 1)<br />
Baumartenwahl<br />
Umtriebszeit, Endnutzungszeitpunkt, Zieldurchmesser<br />
<strong>Durchforstung</strong>en (Stärke (Stärke, Zeitpunkt Zeitpunkt, Zyklus)<br />
Mischung, Astung, Düngung, Wilddichte<br />
Sortierung<br />
Intensitätsdiskussion in <strong>der</strong> Forstwirtschaft (Anpassung betr. Kapazitäten)<br />
Kapazitätseinsatz (LP-Modell für mehrere Kapazitäten und Maßnahmen)<br />
Allgemeine g (holz-)industrielle ( ) Produktions-Fragestellungen g g (Teil ( 2) )<br />
Losgrößenoptimierung<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Reihenfolge <strong>der</strong> Bearbeitung von Losen<br />
Optimale Mischungen<br />
Optimaler Maschineneinsatz bei verän<strong>der</strong>ter Auslastung<br />
Optimale Maschinengeschwindigkeit<br />
<strong>Optimierung</strong> von Wartungsintervallen, Werkzeugwechsel etc.<br />
Optimaler Kapazitätseinsatz (Maschinenbelegung)<br />
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<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong><br />
WWegen <strong>der</strong> d oft ft nur schwer h quantifizierbaren<br />
tifi i b<br />
Wirkung <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> auf den<br />
verbleibenden Bestand sind<br />
<strong>Optimierung</strong>süberlegungen nicht trivial. Vor<br />
allem die folgenden Aspekte können einzeln<br />
o<strong>der</strong> in Kombination betrachtet werden:<br />
• <strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sart<br />
• <strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
• <strong>Optimierung</strong> des <strong>Durchforstung</strong>szyklus<br />
bzw. <strong>Durchforstung</strong>szeitpunktes<br />
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<strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
<strong>Optimierung</strong> von <strong>Durchforstung</strong>en<br />
<strong>Optimierung</strong><br />
von<br />
<strong>Durchforstung</strong>en<br />
Partialmodelle Totalmodell<br />
<strong>Durchforstung</strong>szeitpunkt<br />
bzw.<br />
-zyklus<br />
<strong>Durchforstung</strong>sart<br />
gleichzeitig<br />
<strong>Durchforstung</strong>szyklus<br />
<strong>Durchforstung</strong>sart<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
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definiert<br />
nach<br />
dem<br />
Eingriff<br />
in die<br />
Struktur<br />
<strong>der</strong><br />
Population<br />
Welche <strong>Durchforstung</strong>sarten gibt es?<br />
Nie<strong>der</strong>-Df.<br />
Hoch- Df.<br />
sonstige<br />
Diese Entnahme kann definiert werden über<br />
Stammzahlen, Grundfläche, Vorrat, o.a.<br />
definiert de e t nach ac de <strong>der</strong> Entnahme t a e<br />
schwach mäßig stark<br />
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<strong>Durchforstung</strong>serlös und <strong>Durchforstung</strong>sart<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
dickere Bäume zuerst<br />
Zufalls-<br />
erntekostenfreier<br />
auswahl<br />
Abtriebserlös, <strong>der</strong><br />
bei Ernte aller<br />
Bäume erzielt<br />
wird.<br />
dünnere Bäume zuerst<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke 100%<br />
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finanzielles<br />
Ergebnis<br />
<strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
künftige finanzielle<br />
Wirkung<br />
Wirkung <strong>der</strong> Df auf den Abtriebswert<br />
erhöhend neutral senkend<br />
ÜÜberschuß<br />
unbedingt<br />
vorteilhaft<br />
?<br />
neutral neutral unbedingt<br />
unvorteilhaft<br />
Zuschuß ?<br />
aktuelle finanzielle<br />
Wirkung<br />
alte Försterregel:<br />
Steh´n <strong>der</strong> Bäume Kronen dicht,<br />
ist am Boden wenig Licht.<br />
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Wann ist eine <strong>Durchforstung</strong> erfolgsneutral?<br />
Legt man den Kapitalwert zugrunde, dann ist die <strong>Durchforstung</strong> gerade<br />
dann erfolgsneutral, wenn die Erlöse <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> (netto) gerade<br />
dden abgezinsten b i t Mi Min<strong>der</strong>erlösen d lö d<strong>der</strong> EEndnutzung d t ( (netto) tt ) entsprechen, t h<br />
o<strong>der</strong> wenn die Kosten <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> (netto) gerade den<br />
abgezinsten Mehrerlösen <strong>der</strong> Endnutzung (netto) entsprechen<br />
entsprechen.<br />
In beiden Fällen ist <strong>der</strong> Kapitalwert <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> gerade Null.<br />
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<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong>g<br />
• Die <strong>Durchforstung</strong>sstärke wirkt<br />
a) auf den <strong>Durchforstung</strong>serlös und<br />
b) auf den Endnutzungserlös.<br />
• Es ist die <strong>Durchforstung</strong>sstärke optimal, durch die die Summe des<br />
heutigen <strong>Durchforstung</strong>serlöses und des abgezinsten<br />
Endnutzungserlöses maximiert wird.<br />
• Bis zu einem gewissen Grad kompensiert ein höherer<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös eine Min<strong>der</strong>ung des späteren<br />
Endnutzungserlöses<br />
Endnutzungserlöses.<br />
• Der Effekt ist umso höher, je höher <strong>der</strong> Zinsfuß ist, da durch einen<br />
hohen Zinsfuß die Differenz des Endnutzungserlöses mit<br />
gemin<strong>der</strong>tem Gewicht in den Kalkül eingeht.<br />
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<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong><br />
zu maximieren:<br />
Gesamterlös = <strong>Durchforstung</strong>serlös + diskontierter Endnutzungserlös<br />
o<strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös + diskontierte Differenz des Endnutzungserlöses<br />
zieht man den Endnutzungserlös ohne <strong>Durchforstung</strong> ab, än<strong>der</strong>t das die obere Gleichung nur um eine Konstante,<br />
es ist aber für die graphische Darstellung vorteilhaft.<br />
Dadurch verläuft die rote, die Differenz des Endnutzungserlöses darstellende Linie links durch den Ursprung<br />
und rechts schneidet sie bei einem negativen Wert, Wert <strong>der</strong> dem Endnutzungserlös ohne <strong>Durchforstung</strong> entspricht entspricht.<br />
Dieser Kalkül ist ein Kapitalwert-Kalkül. Da mehr o<strong>der</strong> weniger starke <strong>Durchforstung</strong>en<br />
echte Alternative sind, darf man sie am Kapitalwert beurteilen.<br />
Dieser Kalkül ist ein Partialmodell, da nur die <strong>Durchforstung</strong>sstärke variiert wird.<br />
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<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
zusätzlicher Endnutzungserlös diskontiert g p<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke 100%<br />
<strong>Durchforstung</strong>szeitpunkt<br />
und Endnutzungszeitpunkt<br />
sind gegeben. Die Bäume<br />
werden zufällig ausgewählt<br />
aktueller<br />
Abtriebswert<br />
Wü Würden d bbei i d<strong>der</strong> DDurch h<br />
forstung alle Bäume<br />
EN-Erlös,<br />
geerntet, würde <strong>der</strong><br />
<strong>der</strong> bei Verzicht Endnutzungserlös<br />
auf die Df Df. erzielt völlig ölli entfallen. tf ll<br />
werden könnte,<br />
Der zusätzliche EN-Erlös<br />
diskontiert<br />
wäre also negativ.<br />
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<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
Differenz des<br />
Endnutzungserlöses<br />
diskontiert<br />
Summe <strong>der</strong> Kurven<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke Optimum<br />
100%<br />
<strong>Durchforstung</strong>szeitpunkt<br />
und Endnutzungszeitpunkt<br />
sind gegeben. Die Bäume<br />
werden zufällig ausgewählt<br />
aktueller<br />
Abtriebswert, würde bei<br />
einer Df. von 100%<br />
sofort realisiert.<br />
Bis zu dieser <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
Wü Würden d bbei i d<strong>der</strong> DDurch h<br />
wird <strong>der</strong> Erlös <strong>der</strong> Endnutzung durch<br />
die <strong>Durchforstung</strong> erhöht, bei stärkerer EN-Erlös,<br />
forstung alle Bäume<br />
geerntet, würde <strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong> wird er gemin<strong>der</strong>t. <strong>der</strong> bei Verzicht<br />
Endnutzungserlös<br />
auf die Df Df. erzielt völlig entfallen entfallen.<br />
Bis zu dieser <strong>Durchforstung</strong>sstärke werden könnte,<br />
Die Differenz des EN-Erlöses<br />
wäre die <strong>Durchforstung</strong> finanziell diskontiert<br />
wäre also negativ.<br />
lohnend, eine stärkere <strong>Durchforstung</strong><br />
wäre nachteilig. g<br />
EN-Erlös, <strong>der</strong> bei<br />
Verzicht auf die Df Df.<br />
erzieltwerden könnte,<br />
diskontiert<br />
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<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong>g<br />
Netto-<br />
Erlös <strong>Durchforstung</strong>serlös +<br />
disk. Endnutzungserlös<br />
Optimum<br />
<strong>Durchforstung</strong>s-<br />
Erlös<br />
diskontierter<br />
zusätzlicher<br />
Endnutzungserlös<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
Die Summe aus den beiden Kurven hat ein Maximum, dort liegt<br />
das Optimum <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sstärke.<br />
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Senkung <strong>der</strong> Holzerntekosten und <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
Netto-<br />
Erlös<br />
Optimum<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
<strong>Durchforstung</strong>s-<br />
Erlös<br />
diskontierter<br />
zusätzlicher<br />
Endnutzungserlös<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
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<strong>Durchforstung</strong>sstärke g und Zins<br />
Der aktuelle <strong>Durchforstung</strong>serlös ist unabhängig vom Zins.<br />
Die diskontierte Auswirkung <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> auf den Endnutzungserlös<br />
ist umso geringer, je höher <strong>der</strong> Zins ist.<br />
Für die Bestimmung <strong>der</strong> optimalen Stärke <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> hat sie<br />
daher umso weniger Bedeutung Bedeutung, je höher <strong>der</strong> Zins ist ist.<br />
Damit steigt die optimale <strong>Durchforstung</strong>sstärke.<br />
siehe Graphik nächste Seite<br />
Bei extrem hohem Zins<br />
spielt die zukünftige EN<br />
keine Rolle mehr.<br />
Folglich muß <strong>der</strong> ganze<br />
Vorrat sofort bei <strong>der</strong><br />
„<strong>Durchforstung</strong>“ genutzt<br />
werden, die damit zur<br />
Endnutzung wird.<br />
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<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
diskontierte Differenz<br />
des Endnutzungserlöses<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke und Zins<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke 100%<br />
Wird <strong>der</strong> Zins erhöht, dann wird die<br />
Kurve flacher und <strong>der</strong> Schnittpunkt<br />
verschiebt sich nach oben. Damit<br />
verschiebt sich das Optimum nach<br />
rechts zu stärkerer <strong>Durchforstung</strong>.<br />
Die Kurve des <strong>Durchforstung</strong>s-<br />
erlöses ist unabhängig vom<br />
Zins.<br />
EN-Erlös,<br />
<strong>der</strong> bei Verzicht<br />
auf die Df. erzielt<br />
werden d kö könnte,<br />
diskontiert<br />
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Bewertung<br />
unter Berücksichtigung<br />
<strong>der</strong> Folgenutzung<br />
zum Zeitpunkt u<br />
zum Zeitpunkt 0<br />
Holznutzung<br />
keine DF <strong>Durchforstung</strong> sofort alles<br />
Abtriebswert in t=u<br />
plus BEW in t=u<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös in t=0<br />
aufgezinst<br />
plus Abtriebswert in t=u<br />
plus l BEW iin tt=u<br />
Abtriebswert in t=u <strong>Durchforstung</strong>serlös in t=0<br />
abgezinst<br />
plus Abtriebswert in t=u<br />
plus p BEW abgezinst g abgezinst g<br />
plus BEW abgezinst<br />
Abtriebswert in t=0<br />
verzinst<br />
plus BEW in t=0<br />
verzinst<br />
Abtriebswert in t=0<br />
plus BEW<br />
Da man normalerweise die <strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sstärke unter <strong>der</strong><br />
Annahme einer fixen Umtriebszeit vornehmen kann, sofortiger Kahlschlag also<br />
nicht in Betracht kommt, ist die rechte Spalte nicht relevant.<br />
Mit dem BEW statt des Kapitalwertes muß man nur rechnen, rechnen wenn auch die<br />
Umtriebszeit optimiert werden soll (Totalmodell).<br />
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Zins<br />
Wertzuwachsrate des<br />
verbleibenden Bestandes<br />
maximal<br />
kritische Grundflächenhaltung<br />
aus finanz. Sicht –<br />
Mindest- <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke und Zins<br />
Optimum<br />
Wachstumsraten unterhalb des Zinses<br />
sind ökonomisch uninteressant.<br />
Die Darstellung g unterstellt, durch Absenkung g<br />
<strong>der</strong> Grundfläche, würde die Wertzuwachsrate<br />
erst positiv und dann negativ beeinflußt.<br />
Der Begriff „kritische Grundfläche“ wird in <strong>der</strong><br />
Waldwachstumskunde mit Bezug auf den<br />
Massenzuwachs verwendet.<br />
kritische Grundflächenhaltung<br />
aus finanz. Sicht –<br />
Höchst- <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
Zins<br />
Bestockungsgrad bzw. Grundflächenhaltung 0<br />
Eine alternative Betrachtung könnte auf die Wertzuwachsrate des verbleibenden Bestandes<br />
abstellen. Es wäre danach die Grundflächenhaltung o<strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sstärke zu suchen,<br />
bei <strong>der</strong> die (über den Rest <strong>der</strong> Umtriebszeit durchschnittliche) Wertzuwachsrate des verbleibenden<br />
Bestandes maximiert würde. Daraus zu schließen, die optimale <strong>Durchforstung</strong>sstärke sei unabhängig<br />
vom Zins, wäre aber falsch, da die Verzinsung des <strong>Durchforstung</strong>sholzes nicht beachtet wird.<br />
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<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Stärke einer <strong>Durchforstung</strong><br />
• c.p. steigt die optimale <strong>Durchforstung</strong>sstärke mit<br />
dem Kalkulationszinsfuß<br />
• c.p. sinkt die optimale <strong>Durchforstung</strong>sstärke mit<br />
Zunahme <strong>der</strong> negativen g Zuwachsreaktion <strong>der</strong><br />
Baumart (Min<strong>der</strong>erlös bei <strong>der</strong> Endnutzung durch<br />
gemin<strong>der</strong>ten Zuwachs).<br />
• c.p. steigt die optimale <strong>Durchforstung</strong>sstärke mit<br />
steigendem Dimensionseffekt (Mehrerlös für<br />
dickere Bäume)<br />
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<strong>Optimierung</strong> p g des Zeitpunktes p einer <strong>Durchforstung</strong>g<br />
Es sei eine einfache Situation betrachtet, , in <strong>der</strong> Art und Stärke <strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong> feststehen (z.B. Reihendurchforstung, jede 3. Reihe)<br />
und nur eine <strong>Durchforstung</strong> erfolgt.<br />
Nutzen <strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
Nutzen des<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Gleicharmige_Waage.png<br />
Verschiebens<br />
<strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong><br />
Der optimale <strong>Durchforstung</strong>szeitpunkt<br />
ist erreicht, wenn<br />
die Kosten des Verschiebens<br />
d<strong>der</strong> D<strong>Durchforstung</strong> hf t um 1 PPeriode i d<br />
(Grenzkosten des Wartens)<br />
größer Null werden.<br />
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<strong>Optimierung</strong> p g des Zeitpunktes p einer <strong>Durchforstung</strong>g<br />
Kein Verschieben <strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
heutige <strong>Durchforstung</strong>serlöse<br />
Verschieben <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong><br />
(+) höhere <strong>Durchforstung</strong>serlöse<br />
(-) ( ) späterer Eingang <strong>der</strong> Durch- Durch 1<br />
forstungserlöse<br />
(-) Min<strong>der</strong>ung des EN-Wertes<br />
2<br />
durch längere g Konkurrenz<br />
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<strong>Optimierung</strong> des Zeitpunktes einer <strong>Durchforstung</strong><br />
Heutige<br />
Durchforst- Durchforst<br />
ungserlöse<br />
1 2<br />
<<br />
Barwert <strong>der</strong> späteren -<br />
(höheren) Df.-Erlöse<br />
Barwert <strong>der</strong> Min<strong>der</strong>ung<br />
des EN-Wertes EN Wertes durch<br />
längere Konkurrenz<br />
Überwiegt die rechte Seite, lohnt sich das Warten<br />
mit <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong><br />
Ist <strong>der</strong> Zinsfuß relativ hoch<br />
und/o<strong>der</strong> die Zeit bis zur EN<br />
lang, spielt dieser Term eine<br />
zu vernachlässigende Rolle.<br />
Dann kommt es nur auf den<br />
Zuwachs an Df.-Erlös und<br />
den Zins an.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 21
<strong>Optimierung</strong> des Zeitpunktes einer <strong>Durchforstung</strong><br />
Kosten<br />
Erlös<br />
Ab diesem Alter ist die<br />
<strong>Durchforstung</strong> kostendeckend.<br />
Kosten des <strong>Durchforstung</strong>s-<br />
Verzichts<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlös<br />
optimaler<br />
Zeitpunkt<br />
Bestandesalter<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 22
Anpassung des Pressler´schen Weiserprozents<br />
auf die Verschiebung einer <strong>Durchforstung</strong><br />
Re ndite<br />
des<br />
Verschiebens<br />
D t = Erlös <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> im Jahr t<br />
=<br />
D<br />
t+<br />
1<br />
−<br />
D<br />
t<br />
− ΔE(<br />
1+<br />
i)<br />
ΔE = Differenz des Endnutzungserlöses durch Verschieben <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong><br />
Es wird unterstellt, daß die <strong>Durchforstung</strong> den Endnutzungserlös erhöht.<br />
Wird die <strong>Durchforstung</strong> verschoben, verringert sich dieser<br />
positive Effekt <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>.<br />
Auf dem Bruchstrich steht <strong>der</strong> Vorteil durch Verschieben <strong>der</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong>. Dieser verringert sich durch das diskontierte ΔE<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 23<br />
D<br />
t<br />
u−t
<strong>Optimierung</strong> des Zeitpunktes einer<br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
Die Summe <strong>der</strong> Barwerte <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>(en) und <strong>der</strong> Endnutzung<br />
ist zu maximieren.<br />
Bei gegebener Umtriebszeit ist dies gleichbedeutend mit <strong>der</strong> Maximierung<br />
des Bodenertragswertes.<br />
Wie ist <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>szeitpunkt vom Kalkulationszins abhängig?<br />
Bei einem sehr hohen Zins werden die Vorteile <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> für die<br />
Endnutzung verschwinden. Dann kommt es vor allem darauf an, ob<br />
die Erhöhung des <strong>Durchforstung</strong>serlöses beim Abwarten größer ist<br />
als die Verzinsung des aktuell schon erzielbaren <strong>Durchforstung</strong>serlöses<br />
<strong>Durchforstung</strong>serlöses.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 24
<strong>Optimierung</strong> p g des Zeitpunktes p einer <strong>Durchforstung</strong>g<br />
In <strong>der</strong> Praxis beobachtet man oft die Verhaltensweise, mit <strong>der</strong> ersten<br />
<strong>Durchforstung</strong> mindestens solange zu warten, bis <strong>der</strong> erntekostenfreie<br />
Erlös <strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong> g mindestens Null ist.<br />
Dies ist zwar eine für die Praxis operationale Entscheidungsregel, aber<br />
aus forstökonomischer Sicht kann auch eine frühere <strong>Durchforstung</strong><br />
angezeigt sein, denn die Einbußen am späteren Endnutzungserlös<br />
müßten berücksichtigt werden und könnten eine Unterdeckung <strong>der</strong><br />
Erntekosten prinzipiell überkompensieren<br />
überkompensieren.<br />
Zu bedenken ist aber, daß dieser Effekt umso kleiner ist, je höher<br />
<strong>der</strong> Kalkulationszins ist ist.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 25
<strong>Optimierung</strong> p g des <strong>Durchforstung</strong>szyklus g y<br />
• Eine modellmäßige <strong>Optimierung</strong> des<br />
<strong>Durchforstung</strong>szyklus setzt voraus, daß an<strong>der</strong>e<br />
Einflußgrößen <strong>der</strong> Ceteris-paribus-Annahme unterworfen<br />
werden. d Di Dies iist t zur RReduzierung d i d<strong>der</strong> KKomplexität l ität nötig, öti<br />
aber nicht ohne Kompromisse im Hinblick auf die<br />
Realitätsnähe möglich.<br />
• Im einfachsten Fall kann man einen Vergleich einer<br />
Waldentwicklung ade c u gmit zwei e uund dmit nur u eeiner e<br />
<strong>Durchforstung</strong> vornehmen.<br />
• Das sich aufdrängende Kriterium zur Beurteilung <strong>der</strong><br />
Vorteilhaftigkeit ist <strong>der</strong> Bodenertragswert bzw. des<br />
Kapitalwertes.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 26
<strong>Optimierung</strong> des <strong>Durchforstung</strong>szyklus<br />
Bodenertragswert<br />
bei einmaliger<br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
Bodenertragswert<br />
bei zweimaliger<br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
Entscheidung für den<br />
<strong>Durchforstung</strong>szyklus<br />
mit dem höheren<br />
Bodenertragswert<br />
(Faustmann-Formel)<br />
bzw. den höheren<br />
KKapitalwert it l t (führt (füh t bbei i<br />
geg. Umtriebszeit<br />
zum selben Ergebnis).<br />
Da die <strong>Durchforstung</strong>en den<br />
Vorrat und die Stärkenstruktur<br />
im Endbestand beeinflussen,<br />
kann es zu unterschiedlichen<br />
Ergebnissen in Abhängigkeit<br />
davon kommen, ob man im Modell<br />
den Abtriebswert o<strong>der</strong> den Vorrat<br />
konstant hält.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 27
<strong>Optimierung</strong> des <strong>Durchforstung</strong>sregimes<br />
Die Inhomogenität <strong>der</strong> Bäume<br />
und ihrer Situation in Waldbeständen<br />
bedingt prinzipiell jeweils baumindividuelle<br />
Entnahmezeitpunkte. p<br />
Der Waldbewirtschafter kann jedoch<br />
dem einzelnen Baum nicht gerecht<br />
werden, son<strong>der</strong>n muß ein <strong>Durchforstung</strong>sregime<br />
(Stärke, Häufigkeit)<br />
festlegen, weil die <strong>Durchforstung</strong>en<br />
fixe Kosten mit sich bringen.<br />
Mit zunehmen<strong>der</strong> <strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
lassen sich Kostenvorteile realisieren<br />
(Fi (Fixkostendegression).<br />
k t d i )<br />
An<strong>der</strong>erseits steigen die Einbußen durch<br />
im Einzelfall zu frühe o<strong>der</strong> zu späte<br />
<strong>Durchforstung</strong><br />
<strong>Durchforstung</strong>.<br />
Stückkosten<br />
Einzelbaumgerechtigkeit<br />
g g<br />
Masse<br />
Zuwachs-<br />
einbußen<br />
Verwaltungskosten<br />
<strong>Durchforstung</strong>sstärke<br />
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Vorteilhaftigkeit von Mischbeständen<br />
Netto-Ergebnis<br />
Netto-Ergebnis<br />
Mischbestand Reinbestand<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 29
Mischung wegen<br />
höherer Wertschöpfung<br />
Mischbestandstypen<br />
Mischbestände<br />
Zum Beispiel: Zum Beispiel:<br />
Lärche in Buche<br />
Douglasie in Buche<br />
Fichte in Buche<br />
Ahorn in Buche<br />
Mischung zur<br />
Risikomin<strong>der</strong>ung<br />
Tanne in Fichte<br />
Buche in Fichte<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 30
Mischbestände<br />
Vorteile Nachteile<br />
• zusätzliche Wert Wert-<br />
Produktion<br />
• höhere Kosten <strong>der</strong><br />
Verjüngung<br />
•<br />
•<br />
•<br />
höhere Bestandesstabilität<br />
finanzieller<br />
Diversifikations-Effekt<br />
Diversifikations Effekt<br />
(auch bei flächenhafter<br />
Mischung)<br />
höhere Biodiversität uu.a. a<br />
„externe Effekte“,also<br />
Vorteile außerhalb des<br />
FForstbetriebes tb t i b<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
höhere Kosten <strong>der</strong> Pflege g<br />
(Kulturpflege,<br />
Läuterungen,<br />
<strong>Durchforstung</strong>en) g )<br />
höhere Holzerntekosten<br />
teilweise Probleme mit<br />
<strong>der</strong> Holzqualität<br />
teilweise geringerer<br />
Zuwachs<br />
höhere<br />
Verwaltungskosten<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 31
Kalkulation für Mischung zur Erhöhung <strong>der</strong> Wertschöpfung<br />
bezogen auf den Zeitpunkt <strong>der</strong> Kultur<br />
im Vergleich zum Reinbestand<br />
+<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
=<br />
NNetto-Mehrerlöse tt M h lö (diskontiert)<br />
(di k ti t)<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Kultur<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Pflege (diskontiert)<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Holzernte (diskontiert)<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Verwaltung (diskontiert)<br />
finanzieller Vorteil / Nachteil <strong>der</strong> Mischung<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki<br />
p g<br />
/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
Die Differenz <strong>der</strong> Kapitalwerte ist gleich dem Kapitalwert <strong>der</strong> Differenz<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 32
Kalkulation für Mischung zur Vermin<strong>der</strong>ung des Risikos<br />
bezogen auf den Zeitpunkt <strong>der</strong> Kultur<br />
im Vergleich zum Reinbestand<br />
+<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
=<br />
Wert <strong>der</strong> Risiko-Min<strong>der</strong>ung (diskontiert)<br />
Netto-Min<strong>der</strong>erlöse für das Holz (diskontiert) http://commons.wikimedia.org/wiki<br />
/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Kultur<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Pflege (diskontiert)<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Holzernte (diskontiert)<br />
Mehrkosten <strong>der</strong> Verwaltung (diskontiert)<br />
finanzieller Vorteil / Nachteil <strong>der</strong> Mischung<br />
altes Wan<strong>der</strong>lied<br />
“Das Mischen ist des Försters Lust…“<br />
Die Differenz <strong>der</strong> Kapitalwerte ist gleich dem Kapitalwert <strong>der</strong> Differenz<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 33
Mischung und Konkurrenzgleichgewicht <strong>der</strong><br />
Baumarten<br />
Grenzkosten Grenzkosten <strong>der</strong><br />
Grenznutzen<br />
Mischung<br />
Netto-Vorteil<br />
St Standorte, d t auf f denen d die di Mischung Mi h vorteilhaft t ilh ft iist t<br />
Grenznutzen <strong>der</strong> Mischung<br />
standortbedingt<br />
zunehmendes Ungleichgewicht<br />
zu Ungunsten <strong>der</strong> beigemischten<br />
Baumart<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 34
Subventionen für Mischbestände<br />
Grenzkosten<br />
Grenznutzen<br />
Mitnahme-<br />
Effekt<br />
Grenzkosten <strong>der</strong><br />
Mischung<br />
Subvention<br />
Standorte, auf denen die Mischung vorteilhaft ist<br />
davon subventionsbedingt<br />
Grenznutzen <strong>der</strong> Mischungg<br />
standortbedingt<br />
zunehmendes h d UUngleichgewicht l i h i ht<br />
zu Ungunsten <strong>der</strong> beigemischten<br />
Baumart<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 35
Grenzkosten<br />
Grenznutzen<br />
3<br />
höhere Grenzkosten<br />
bei bevorzugtem Verbiß<br />
<strong>der</strong> Mischbaumart<br />
Grenzkosten <strong>der</strong> Mischung<br />
ohne h Wild Wildeinfluß i fl ß<br />
1 2<br />
geringere Grenzkosten<br />
bei bevorzugtem Verbiß<br />
d<strong>der</strong> BBaumart t ddes<br />
Grundbestandes<br />
Grenznutzen<br />
<strong>der</strong> Mischung<br />
Standorte mit<br />
zunehmendem<br />
Konkurrenz-<br />
ungleichgewicht<br />
optimale Ausdehnung eines Mischungstyps über<br />
1<br />
zu UUngunsten t<br />
die Standorte - ohne Wildeinfluß<br />
<strong>der</strong> Mischbaumart<br />
2<br />
optimale Ausdehnung bei Verschiebung des<br />
Gleichgewichts zu Gunsten <strong>der</strong> Mischbaumart<br />
optimale Ausdehnung bei Verschiebung des<br />
3<br />
Gleichgewichts zu Ungunsten <strong>der</strong> Mischbaumart<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 36
<strong>Optimierung</strong> von Düngung<br />
• Dü Düngung spielt i lt iin d<strong>der</strong> ddeutschen t h FForstwirtschaft t i t h ft<br />
praktisch keine Rolle<br />
• Grundlegend für die Bearbeitung <strong>der</strong> Fragestellung ist ist,<br />
daß man über Kenntnisse darüber verfügt, wie die<br />
Düngung die Holzproduktion beeinflußt.<br />
• Als Beurteilungskriterium kann <strong>der</strong> Bodenertragswert<br />
bzw. <strong>der</strong> Kapitalwert herangezogen werden.<br />
• Bei deutlicher Beeinflussung <strong>der</strong> Holzproduktion ist<br />
beachten, daß das Optimum <strong>der</strong> Umtriebszeit beeinflußt<br />
wird (die ( optimale p Umtriebszeit des ggedüngten g<br />
Bestandes kann kürzer ggf. aber auch länger sein).<br />
Dann müßte <strong>der</strong> Bodenertragswert verwendet werden.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 37
Bodenertragswert<br />
ohne Düngung<br />
<strong>Optimierung</strong> von Düngung<br />
Bodenertragswert<br />
mit Düngung<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
EEntscheidung t h id für fü die di<br />
Düngungsvariante,<br />
die zu dem höheren<br />
Bodenertragswert<br />
führt.<br />
Ggf Ggf. auch eine<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong><br />
Umtriebszeit<br />
vornehmen vornehmen.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 38
Darf zur Beurteilung <strong>der</strong> Vorteilhaftigkeit einer Düngung <strong>der</strong><br />
Kapitalwert verwendet werden?<br />
Wenn man von <strong>der</strong> Problematik <strong>der</strong> Verschiebung <strong>der</strong> optimalen Umtriebszeit<br />
absieht ja, denn bei Betrachtung eines Bestandes handelt es sich um sich<br />
ausschließende Alternativen.<br />
Weil die Differenz <strong>der</strong> Kapitalwerte gleich dem Kapitalwert <strong>der</strong> Differenzen ist,<br />
kann man gleich mit den Differenzen rechnen.<br />
Beispiel mit Zins = 4 v.H.:<br />
Wer rechnen kann,<br />
ist besser dran!<br />
Zeit- Beträge € Diskont- diskontiert<br />
punktfaktoren<br />
€<br />
Ausgaben für die Düngung t=0 - 1.000 - 1.000<br />
Mehrerlös für Holz (netto) t=30 2.000 0,30831867 617<br />
Mehrerlös für Holz (netto) t=40 6.000 0,20828904 1.250<br />
Kapitalwert + 867<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 39
Weitere Fragestellungen im Zusammenhang mit Düngung<br />
Auswahl <strong>der</strong> Düngetechnik (Streuer, Gebläse, Hubschrauber)<br />
Wahl <strong>der</strong> richtigen Düngermenge<br />
Wahl des richtigen Düngers<br />
WWahl hl ddes richtigen i h i ZZeitpunktes i k (B (Bestandesalter) d l )fü für die di Dü Düngung<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Kombination von Dünger, Düngermenge und Technik<br />
Auswahl <strong>der</strong> zu düngenden Waldbestände<br />
Diese Fragestellungen werden natürlich auch<br />
ähnlich in <strong>der</strong> Literatur zur landwirtschaftlichen BWL<br />
bbehandelt. h d lt<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 40
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Düngermenge<br />
marginaler Mehrerlös, Mehrerlös diskontiert<br />
marginale Düngungskosten<br />
marginaler Mehrerlös bei niedrigem Zins<br />
marginaler Mehrerlös bei hohem Zins<br />
Lehrbuchbeispiel für die Marginalanalyse<br />
Denken Sie an das Gesetz vom<br />
abnehmenden Ertragszuwachs.<br />
Geraden statt Kurven<br />
zur Vereinfachung<br />
marginale<br />
Düngungskosten<br />
Düngermenge in t/ha<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 41
Auswahl <strong>der</strong> zu düngenden Waldbestände<br />
Soll ich die<br />
gutwüchsigen t ü h i o<strong>der</strong> d<br />
die mattwüchsigen<br />
Bestände düngen?<br />
Spontan tendieren sicher viele zum<br />
Düngen <strong>der</strong> mattwüchsigen Bestände,<br />
das ist aber nicht unbedingt richtig.<br />
Der Aspekt <strong>der</strong> kürzeren Umtriebszeit<br />
spricht für eine För<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> schon<br />
von o Natur a u aus gu gutwüchsigen üc s ge Bestände. es ä de<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 42
Düngetechnik in Abhängigkeit von <strong>der</strong> Fläche<br />
Düngungskosten<br />
Lehrbuchbeispiel für eine Nutzschwellenanalyse<br />
zu düngende Fläche<br />
Kosten für Streuer<br />
Kosten für Gebläse<br />
c.p. gleiche Düngermenge / ha<br />
Förster Falk streut sehr viel Kalk.<br />
Doch würden die erfahrenen Hasen auch<br />
Magnesium mitverblasen.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 43
<strong>Optimierung</strong> von Astung<br />
• Es stellt sich die Frage Frage, ob überhaupt Bäume geastet<br />
werden sollen, und wenn ja, wieviele Bäume zu welchem<br />
Zeitpunkt (ggf. auch in Abhängigkeit vom Standort bzw.<br />
d<strong>der</strong> BBonität) ität) und d wie i hhoch h ( (astfreie tf i St Stammlänge). lä )<br />
• Grundlegend für die Beantwortung <strong>der</strong> Fragestellung<br />
sind Annahmen über die Erlösdifferenzen, , die durch die<br />
Astung bewirkt werden. Die Kosten sind vergleichsweise<br />
sicher einzuschätzen.<br />
• Das geeignete Kriterium ist <strong>der</strong> Bodenertragswert<br />
(Faustmann-Formel) bzw. <strong>der</strong> Kapitalwert.<br />
• Zu beachten ist, daß die optimalen Umtriebszeiten sich<br />
mit it d<strong>der</strong> AAstung t verän<strong>der</strong>n ä d kö können, ddann müßte üßt <strong>der</strong> d<br />
Bodenertragswert verwendet werden.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 44
Zahl geasteter<br />
Bäume<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Astung<br />
Astung<br />
Astungszeitpunkt Astungshöhe<br />
einzelne <strong>Optimierung</strong>sansätze o<strong>der</strong> simultane <strong>Optimierung</strong> mehrerer<br />
o<strong>der</strong> aller Einflußgrößen<br />
beson<strong>der</strong>s Höhe und Zeitpunkt sind simultan zu optimieren<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 45
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Astung<br />
Bodenertragswert<br />
bei Astungsvariante A<br />
Bodenertragswert<br />
bei Astungsvariante B<br />
EEntscheidung t h id für fü die di<br />
Astungsvariante<br />
mit dem höheren<br />
Bodenertragswert<br />
(Faustmann-Formel)<br />
bzw. dem höheren<br />
Kapitalwert o<strong>der</strong> <strong>der</strong><br />
höheren internen<br />
Verzinsung.<br />
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
Beeinflussung <strong>der</strong><br />
optimalenUmtriebszeit beachten!<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 46
Darf die Vorteilhaftigkeit <strong>der</strong> Astung mit dem<br />
Kapitalwert beurteilt werden?<br />
Wenn es sich um sich gegenseitig ausschließende Alternativen handelt,<br />
dann kann <strong>der</strong> Kapitalwert als Kriterium verwendet werden.<br />
Man sollte aber den Einfluß auf die Umtriebszeit beachten.<br />
Kapitalwert<br />
bei Astungsvariante A<br />
Kapitalwert<br />
bei Astungsvariante B<br />
http://commons http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
wikimedia org/wiki/Image:Scale of justice 2 svg<br />
Weil die Differenz <strong>der</strong> Kapitalwerte<br />
gleich dem Kapitalwert <strong>der</strong> Differenz,<br />
kann letzterer verwendet werden.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 47
Beispiel für Kapitalwert <strong>der</strong> Astung<br />
Zeitpunkte<br />
Diskontfaktoren<br />
bei 4 v.H.<br />
Wer rechnen kann,<br />
ist besser dran!<br />
Differenz-<br />
Beträge<br />
diskontierte<br />
Beträge<br />
Ausgaben 1. Astungsstufe 0 0,00000 -3.000 - 3.000<br />
Ausgaben 2. Astungsstufe 10 0,67556 -3.000 -2.027<br />
Mehreinnahmen Altdurchforstungg 40 0,20829 6.000 1.250<br />
Mehreinnahmen Endnutzung 50 0,14071 10.000 1.407<br />
Kapitalwert - 2.370<br />
willkürliches Zahlenbeispiel<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 48
Wieviele Bäume soll man asten?<br />
Kapitalwert<br />
<strong>der</strong> Differenz Aus ökonomischer Perspektive<br />
wären soviele Bäume zu asten,<br />
Zahl geasteter Bäume<br />
daß <strong>der</strong> letzte geastete Baum<br />
noch gerade den Kapitalwert<br />
erhöht (Grenzbetrachtung).<br />
In <strong>der</strong> Praxis stehen an<strong>der</strong>e<br />
Überlegungen im Vor<strong>der</strong>grund.<br />
Z.B.<br />
Die Bäume <strong>der</strong> EN sollen alle<br />
geastet sein.<br />
Es sollen nur die vitalsten<br />
Bäume geastet werden.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 49
Abhängigkeit <strong>der</strong> Zahl <strong>der</strong> Astungsbäume vom Zins<br />
marginaler Mehrerlös, Mehrerlös diskontiert<br />
marginale Astungskosten<br />
marginaler Mehrerlös bei niedrigem Zins<br />
marginaler Mehrerlös bei hohem Zins<br />
Der Kalkül gilt g ggenauso für die Astungshöhe g<br />
Geraden statt Kurven<br />
zur Vereinfachung<br />
marginale<br />
Astungskosten<br />
Zahl <strong>der</strong> Astungsbäume<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 50
Wann ist <strong>der</strong> optimale Astungszeitpunkt?<br />
• Astet man zu früh früh, kann man nicht hoch Kapitalwert<br />
genug asten, o<strong>der</strong> man beeinträchtigt<br />
den Zuwachs durch Entfernung von<br />
Ästen, die zum Wachstum beitragen.<br />
• Astet man zu spät, wird <strong>der</strong> astfreie<br />
Holzmantel nicht dick genug (bei U =<br />
konstant) bzw. muß eine suboptimal<br />
lange g Umtriebszeit ggewählt<br />
werden.<br />
• Oft wird für eine mehrstufige Astung<br />
plädiert, aber dabei sind die<br />
Maßnahmenfixkosten zu bedenken.<br />
• Je inhomogener die<br />
Durchmesserentwicklung bei den vitalen<br />
Bäumen, desto schwieriger ist die<br />
BBestimmung ti des d optimalen ti l ZZeitpunktes it kt<br />
Astungszeitpunkt<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 51
Wie hoch sollen die Bäume geastet werden?<br />
diskontierte<br />
MMehrerlöse h lö fü für<br />
geastetes Holz<br />
Astungskosten<br />
Höhe <strong>der</strong> Astung<br />
Kapitalwert<br />
Höhe <strong>der</strong> Astung<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 52
Wie hoch sollen die Bäume geastet werden?<br />
In <strong>der</strong> Praxis bestimmen eher<br />
Kapitalwert<br />
die jeweilige Astungstechnik und<br />
Vorstellungen über Mindestlängen<br />
geasteter Stammabschnitte die<br />
Wahl <strong>der</strong> Astungshöhe.<br />
Man wird auch kaum in einem Bestand<br />
unterschiedliche Astungshöhen<br />
wählen, obwohl dies bei unterschiedlichen<br />
Durchmessern <strong>der</strong><br />
Bäume vielleicht naheliegend wäre.<br />
Höhe <strong>der</strong> Astung<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 53
näherungsweise Ermittlung eines Gesamtoptimums<br />
durch Berechnung von Varianten<br />
In <strong>der</strong> Praxis wird man ggf. mögliche Varianten berechnen.<br />
Die Tabelle zeigt die prinzipielle Vorgehensweise für die drei<br />
Parameter geastete g Stammzahl, Astungshöhe g und Zahl von Astungsstufen. g<br />
1 Astungsstufe 2 Astungsstufen<br />
bis 4 m bis 6 m bis 4 m bis 6 m<br />
200<br />
Stamm-<br />
zahl<br />
300<br />
400<br />
nicht<br />
sinnvoll<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 54
<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Wilddichte<br />
Optimum<br />
Grenzkosten<br />
<strong>der</strong> Kontrolle<br />
<strong>der</strong> Wilddichte<br />
Grenznutzen <strong>der</strong><br />
Kontrolle <strong>der</strong> Wilddichte<br />
(vermiedene Schäden)<br />
Wild-Kontrolle<br />
hohe Wilddichte niedrige g<br />
Wilddichte<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 55
<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Wilddichte<br />
Restriktion durch Jagdgesetz<br />
minimal zulässige g Wilddichte<br />
kann höher liegen als das betriebliche<br />
Optimum<br />
Optimum<br />
Grenzkosten<br />
<strong>der</strong> Kontrolle<br />
<strong>der</strong> Wilddichte<br />
Grenznutzen <strong>der</strong><br />
Kontrolle <strong>der</strong> Wilddichte<br />
(vermiedene Schäden)<br />
Wild-Kontrolle<br />
hohe Wilddichte niedrige g<br />
Wilddichte<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 56
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Wilddichte<br />
Kosten und Nutzen einer Min<strong>der</strong>ung <strong>der</strong><br />
Wilddi Wilddichte ht<br />
Kosten Nutzen<br />
höhere Kosten <strong>der</strong> Jagd bzw. niedriger<br />
Erlöse bei Verpachtung<br />
niedrigere Wildschäden<br />
niedrigere Wildbret-Einnahmen niedrigere Wildschutz- bzw.<br />
Forstschutz-Kosten<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 57
<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Wilddichte<br />
Grundsätzlich ist ein Grenzkosten Grenzkosten-Grenznutzen-Kalkül Grenznutzen Kalkül möglich möglich.<br />
Je nach den institutionellen Rahmenbedingungen und <strong>der</strong><br />
Organisation <strong>der</strong> Wildbewirtschaftung können unterschiedliche<br />
Kosten und Nutzen (Erlöse) relevant sein.<br />
Die gesetzlichen Restriktionen (Einhaltung des Abschußplanes<br />
Schonzeiten, Ausrottungsverbot) können bewirken, daß das<br />
betriebliche Optimum p nicht erreicht werden kann.<br />
Die jagdgesetzlichen Restriktionen wirken auch auf die<br />
Grenzkosten und können auf diese Weise das Optimum<br />
beeinflussen.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 58
<strong>Optimierung</strong> p g <strong>der</strong> Wilddichte<br />
erhöhte Grenzkosten<br />
durch Jagdrechts-Än<strong>der</strong>ung<br />
Verschiebung<br />
des Optimums<br />
Grenzkosten<br />
<strong>der</strong> Kontrolle<br />
<strong>der</strong> Wilddichte<br />
Grenznutzen <strong>der</strong><br />
Kontrolle <strong>der</strong> Wilddichte<br />
(vermiedene Schäden)<br />
Wild-Kontrolle<br />
hhohe h Wilddi Wilddichte ht niedrige i d i Wilddi Wilddichte<br />
ht<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 59
Nutzen<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Wilddichte aus<br />
<strong>der</strong> Sicht eines Freizeitjägers<br />
Nutzen durch<br />
Wildbeobachtung<br />
Nutzen durch<br />
Abschuß<br />
Wilddichte<br />
Das Optimum p ist dort, ,<br />
wo die Summe <strong>der</strong> beiden Kurven maximal ist<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 60
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Sortierung<br />
Ei Eine O<strong>Optimierung</strong> ti i d<strong>der</strong> SSortierung ti iist t möglich, ö li h weil il Stä Stämme iin SSortimente ti t<br />
aufgeteilt werden können, für die unterschiedliche Erlöse erzielt werden.<br />
Stammformkurve<br />
Volumen 1. Sortiment * Preis 1. Sortiment<br />
./. / Erntekosten Volumen 22. Sort Sort. * Preis 22. Sortiment<br />
./. zusätzliche Erntekosten<br />
ist zu maximieren<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 61
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Sortierung - Zopfdurchmesser<br />
zusätzlicher Erlös<br />
zusätzliche Erntekosten<br />
Stamm-<br />
fuß<br />
Optimum<br />
zusätzliche<br />
Erntekosten<br />
zusätzlicher<br />
Erlös<br />
Baumspitze<br />
Zopfdurchmesser<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 62
Abhängigkeit des optimalen Zopfdurchmessers von<br />
<strong>der</strong> Erntetechnik<br />
Stamm-<br />
fuß<br />
zusätzlicher Erlös<br />
zusätzliche Erntekosten<br />
Optimum<br />
zusätzliche<br />
Erntekosten<br />
Waldarbeiter<br />
zusätzlicher Erlös<br />
zusätzliche<br />
Erntekosten<br />
bei Harvester Harvester-<br />
Einsatz<br />
Zopfdurchmesser<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 63
0<br />
0<br />
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Sortierung<br />
eigene Aufarbeitung und Selbstwerber-Sortiment<br />
Selbstwerber Sortiment<br />
Stamm-<br />
fuß<br />
zusätzlicher Erlös<br />
zusätzliche Erntekosten<br />
Netto-Grenzerlös des<br />
1. Sortiments<br />
optimale ti l AAufar f<br />
beitungsgrenze<br />
zusätzliche<br />
Erntekosten<br />
zusätzlicher Erlös<br />
optimaler<br />
Zopf bei 1. Sortiment<br />
Netto Netto-Grenzerlös Grenzerlös des<br />
2. (Selbstwerber-)Sortiments<br />
optimaler<br />
Zopf für<br />
2. Sortiment<br />
Sortiment mit<br />
eigener Aufarbeitung<br />
kombinierte<br />
Betrachtung<br />
Zopfdurchmesser<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 64
Warum steigen Holzpreise mit dem Durchmesser?<br />
Holzpreis<br />
Mittendurchmesser oo. Zopfdurchmesser<br />
Bei <strong>der</strong> Verarbeitung des Stammholzes<br />
zu Schnittholz steigt die Ausbeute mit dem<br />
Durchmesser.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 65
Warum sinkt <strong>der</strong> Anstieg <strong>der</strong> Holzpreise mit dem<br />
Durchmesser in den letzten Jahren?<br />
Holzpreis<br />
früher<br />
heute<br />
Mittendurchmesser oo. Zopfdurchmesser<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 66
Schnittholzproduktion pro Zeit<br />
Vorschub<br />
Durchmesser<br />
Die Profilspanertechnik erlaubte<br />
eine erhebliche Erhöhung <strong>der</strong><br />
Vorschubgeschwindigkeit.<br />
Der Produktivitätsnachteil beim<br />
Einschnitt dünnerer Bäume wurde<br />
dadurch deutlich geringer.<br />
DDeshalb h lb wurde d d<strong>der</strong> PPreiszuwachs i h<br />
mit dem Durchmesser geringer.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 67
<strong>Optimierung</strong> <strong>der</strong> Sortierung<br />
DDa di die SSortimente ti t iin ddurchmesserabhängigen h bhä i<br />
Stufen definiert sind, führt eine formale<br />
<strong>Optimierung</strong> fast immer zu einer Lösung, Lösung bei <strong>der</strong><br />
<strong>der</strong> Mittendurchmesser des Stammes auf <strong>der</strong><br />
unteren Grenze des Durchmesserbereichs des<br />
Sortimentes liegt. Die Kunden erwarten jedoch<br />
eine faire Verteilung g <strong>der</strong> Durchmesser über den<br />
Durchmesserbereich des Sortiments. Wird dies<br />
nicht berücksichtigt, werden die Erwartungen<br />
<strong>der</strong> Kunden evtl. enttäuscht bzw. werden nicht<br />
die erwarteten Erlöse erzielt.<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 68
Folgekosten hoher Zopfdurchmesser<br />
hohe Lohnkosten bedingen<br />
hohe Zopfdurchmesser<br />
es bleibt viel brutfähiges<br />
Holz im Wald liegen<br />
Mehrkosten <strong>der</strong><br />
„sauberen Wirtschaft“<br />
Min<strong>der</strong>erlöse und<br />
Forstschutzkosten<br />
die Borkenkäfer vermehren<br />
sich prächtig htt http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Scale_of_justice_2.svg<br />
// iki di / iki/I S l f j ti 2<br />
stehende Bäume werden<br />
befallen und geschlagen<br />
das Käferholz wird mit<br />
Erlöseinbußen verkauft<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 69
Anteil <strong>der</strong> Heilbronner Sortierung (mit C) am<br />
Fichtenstammholzverkauf <strong>der</strong> Bayerischen Staatsforsten<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
1988 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Prozent<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 70
Anteil <strong>der</strong> Heilbronner Sortierung (mit C und Heilbronner<br />
Abschnitten) am Fichtenstammholzverkauf <strong>der</strong><br />
Bayerischen Staatsforsten<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
1988 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Prozent<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 71
Anteil des Mischsortiments B/C am<br />
Fichtenstammholzverkauf <strong>der</strong> Bayerischen Staatsforsten<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
1988 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Prozent<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 72
Anteil <strong>der</strong> Standardlängen (Heilbronner- und<br />
Mittenstärkensortierung) am Fichtenstammholzverkauf <strong>der</strong><br />
Bayerischen Staatsforsten<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
1988 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Prozent<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 73
Die Intensitätsdiskussion in <strong>der</strong> Forstwirtschaft<br />
Im Laufe <strong>der</strong> Zeit (Anfang <strong>der</strong> 70er Jahre, in den 80er Jahren)<br />
wurde d in i d<strong>der</strong> DDeutschen t h FForstwirtschaft t i t h ft iimmer wie<strong>der</strong> i d di diskutiert, k ti t<br />
ob eine „Extensivierung“ <strong>der</strong> Waldbewirtschaftung angebracht bzw.<br />
notwendig sei und die unbefriedigende Lage <strong>der</strong> Forstbetriebe<br />
verbessern könne.<br />
Der Begriff g „Intensität“ ist dabei recht unscharf verwendet worden.<br />
Wegen <strong>der</strong> Verwendung des Begriffes „intensitätsmäßige Anpassung“<br />
in <strong>der</strong> Produktionstheorie (Gutenberg Produktionsfunktion) besteht<br />
die Gefahr von Mißverständnissen.<br />
Mit Extensivierung ist vor allem ein Personalabbau gemeint.<br />
Es geht primär um die Frage, Frage ob forstbetriebliche Kapazitäten abge- abgebaut<br />
und durch fremde Kapazitäten ersetzt werden können.<br />
Die Diskussion weist daher eher Parallelen zur Frage <strong>der</strong> richtigen<br />
Fertig Fertigungstiefe ngstiefe und nd zu Problemen des OOutsourcing tso rcing aauf. f<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 74
Gewinnmaximierung bei linearer Kostenfunktion<br />
Kosten<br />
Erlös<br />
Gewinn-<br />
schwelle<br />
Gewinnmaximum an <strong>der</strong><br />
Kapazitätsgrenze<br />
Erlöse<br />
Gewinn<br />
Gesamtkosten<br />
Fixkosten<br />
Menge<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 75
Gewinnmaximierung bei ertragsgesetzlichem Kostenverlauf<br />
Kosten<br />
Erlös<br />
Gesamtkosten<br />
Gewinn-<br />
schwelle<br />
Gewinn-<br />
maximum<br />
Erlöse<br />
Fixkosten<br />
Menge<br />
Prof. Dr. Martin Moog Technische Universität München 76
Kosten in Abhängigkeit vom Holzeinschlag<br />
bei unter <strong>der</strong> naturalen Kapazität liegenden technischen Kapazität<br />
Kosten<br />
variable Kosten<br />
desRumpf- u p<br />
Forstbetriebes<br />
Fixkosten<br />
technische<br />
naturale<br />
KapazitätsKapazitäts-<br />
grenze grenze<br />
Kosten für Forstunternehmer<br />
und forstliche Dienstleistungen<br />
Holzeinschlag<br />
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Fixe und variable Kosten in Abhängigkeit vom<br />
Holzeinschlag<br />
Kosten<br />
variable<br />
Kosten<br />
Material- und Unternehmerleistungen<br />
bedingt durch den Holzeinschlag<br />
zusätzliche Lohn- und Lohnnebenkosten<br />
durch den Holzeinschlag<br />
Material und Unternehmerleistungen<br />
unabhängig vom Holzeinschlag<br />
Gehalts- und Gehaltsnebenkosten<br />
Fixkosten<br />
Lohnkosten und LNK durch Beschäftigungsgarantie g g g<br />
Holzeinschlag<br />
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Fixe und variable Kosten in Abhängigkeit vom<br />
Holzeinschlag<br />
Kosten<br />
Holzeinschlag, Holztransport,<br />
Kulturen, tlw. Wege und Forstschutz<br />
VVerwaltung, lt an<strong>der</strong>e d LLeistungen i t (S (Sozialfunktionen),<br />
i lf kti )<br />
Waldpflege, Jagd,<br />
teilweise Forstschutz und Wege<br />
variable<br />
Kosten<br />
Fixkosten<br />
Holzeinschlag<br />
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Die Intensitätsdiskussion in <strong>der</strong> Forstwirtschaft<br />
Im Zuge <strong>der</strong> sogen. Intensitätsdiskussion sind Annahmen über den<br />
Kostenverlauf in Forstbetrieben getroffen worden (Speidel uu.a.). a )<br />
Der oft unterstellte S-förmige Kostenverlauf (Ertragsgesetz) ist jedoch<br />
wenigstens kurzfristig wenig plausibel.<br />
Plausibler erscheint es, einen linearen Kostenverlauf anzunehmen.<br />
Das bedeutet für die Gewinnmaximierungsbedingung, daß die Regel<br />
gilt: g Zur Gewinnmaximierung g immer die Kapazitäten p auslasten.<br />
Ein solches Verhalten führt jedoch zu einem völlig preisunelastischen<br />
Holzangebot. Es trägt nicht dazu bei Holzpreisschwankungen<br />
gering zu halten.<br />
Es ist daher von vielen Forstbetrieben eine Strategie eingeschlagen<br />
worden, d di die bbetriebliche i bli h AArbeitskapazität b i k i ä (W (Waldarbeiter, ld b i später ä auch h<br />
Förster) deutlich zu senken, damit in Jahren niedriger Holzpreise<br />
<strong>der</strong> Hiebssatz deutlich unterschritten und in Jahren hoher Holzpreise<br />
ddeutlich tli h üb überschritten h itt werden d kkann.<br />
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Die Intensitätsdiskussion in <strong>der</strong> Forstwirtschaft<br />
Die folgende Tabelle zeigt exemplarisch die Wirkung <strong>der</strong> Verschiebung<br />
einer Erlösverteilung von gleicher Gewichtung <strong>der</strong> niedrigeren und<br />
höheren Erlöse zu einer Übergewichtung <strong>der</strong> höheren Erlöse.<br />
Erlös Verteilung des Erlöses in Prozent<br />
€130 25 30 35 40 45 50<br />
€100 50 50 50 50 50 50<br />
€ 70 25 20 15 10 5 0<br />
€ 100 € 103 € 106 €109 €112 €115<br />
Durchschnittserlös<br />
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Abbau betrieblicher Kapazitäten in<br />
Forstbetrieben<br />
• Der Abbau betrieblicher Kapazitäten (Waldarbeiter<br />
(Waldarbeiter,<br />
an<strong>der</strong>es Betriebspersonal) in deutschen Forstbetrieben<br />
ist in den letzten Jahren deutlich zu beobachten.<br />
• Manche privaten Forstbetriebe haben das<br />
Betriebspersonal vollständig abgebaut (abbauen<br />
müssen). )<br />
• Die Wirkung dieser Maßnahme ist vor allem in<br />
öffentlichen Betrieben relativ stark, weil nicht nur eine<br />
höhere Flexibilität möglich ist ist, son<strong>der</strong>n vor allem die<br />
Erntekosten absolut sinken, weil die statt <strong>der</strong><br />
Waldarbeiter eingesetzten Einschlagsunternehmer<br />
produktiver arbeiten (Harvester) o<strong>der</strong> niedrige<br />
Lohnkosten haben (billige Arbeitskräfte aus dem meist<br />
östlichen Ausland).<br />
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Beispiel für eine <strong>Optimierung</strong> des Kapazitätseinsatzes<br />
in <strong>der</strong> Holzernte<br />
Di Die AAufgabenstellung f b t ll iist t mit it li linearer PProgrammierung i lleicht i ht lö lösbar b<br />
KKapa K1<br />
zität<br />
täten<br />
K2<br />
K3<br />
Summe<br />
Erntemaßnahmen<br />
e aß a e<br />
JD AD EN Summe<br />
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Beispiel für eine <strong>Optimierung</strong> des Kapazitätseinsatzes<br />
in <strong>der</strong> Holzernte<br />
Als Lösungswerkzeug kann beispielsweise <strong>der</strong> Excel-Solver eingesetzt werden.<br />
Nutzungen in<br />
Mengeneinheiten Summe<br />
Erntekosten pro<br />
Mengeneinheit Kosten insgesamt<br />
JD AD EN JD AD EN JD AD EN<br />
Summ<br />
e<br />
Waldarbeiter 3,2 21,8 75 100 40 35 28 128 763 2100 2.991<br />
Harvester 6,8 28,2 0 35 25 20 1000 170 564 0 734<br />
Bauern 15 0 0 15 20 22 28 300 0 0 300<br />
Summe 25 50 75<br />
Plan-Flächen 25 50 75 Summe 4.025<br />
Die schwarzen Zahlen sind die vorgegebenen Erntekosten <strong>der</strong> einzelnen Kapazitäten.<br />
Die blauen Zahlen sind die Mengen, die von den einzelnen Kapazitäten ein-<br />
geschlagen werden werden.<br />
Die roten Zahlen sind die resultierenden Erntekosten.<br />
Es wurden die Restriktionen verwendet, daß die Waldarbeiter mindestens<br />
100 Mengeneinheiten leisten müssen und die Bauern höchstens 15 Mengeneinheiten<br />
lleisten i kö können.<br />
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Holzerlös<br />
Rückekosten (Transportkosten)<br />
Transportgrenze<br />
Transportgrenze<br />
Rückekosten<br />
Netto-Erlös pro Fm<br />
Rückedistanz<br />
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Wahl <strong>der</strong> Transportmittel<br />
Transportkosten LKW<br />
Transportgrenze<br />
LKW - Bahn<br />
Transportgrenze<br />
Bahn - Schiff<br />
Bahn<br />
SSchiff hiff<br />
Transportentfernung<br />
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Wahl <strong>der</strong> Rücketechnik<br />
Rückekosten Pferd<br />
Transportgrenze<br />
Pferd – kl. Schl.<br />
Transportgrenze<br />
kl. Schl. – gr. Schlepper<br />
kleiner Schlepper<br />
großer ß Schlepper S hl<br />
Rückeentfernung<br />
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Eine lehrbuchmäßige<br />
AAnwendung d ddes<br />
Marginalkalküls.<br />
Optimale Pflanzenzahl<br />
marginale Kulturkosten = marginale diskontierte Nettoerlöse<br />
Kulturkosten<br />
diskontierte Netto-Erlöse<br />
Optimum<br />
diskontierte Netto-Erlöse<br />
Kulturkosten<br />
Pflanzenzahl<br />
Wie dürfte <strong>der</strong> optimale Pflanzverband von dem Kalkulationszinsfuß abhängig sein?<br />
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Optimale p Ergänzung, g g, optimale p Stammzahlvermin<strong>der</strong>ung g<br />
Bei Kulturen stellt<br />
manchmal die Frage Frage,<br />
ob sie nachgebessert<br />
werden sollten.<br />
Auch bei dieser Frage<br />
hilft <strong>der</strong> Marginalkalkül.<br />
Auf Stammzahlvermin-<br />
<strong>der</strong>ungen uu.a. a Pflege- Pflegemaßnahmen<br />
kann man<br />
diesen Kalkül sinngemäß<br />
anwenden.<br />
Fixkosten <strong>der</strong> Maßnahme sind berücksichtigt.<br />
marginale Kosten = marginale diskontierte Nettoerlöse<br />
Kosten<br />
diskontierte zusätzliche Netto-Erlöse<br />
diskontierte zusätzliche<br />
Netto-Erlöse<br />
Kosten <strong>der</strong><br />
Nachbesserung<br />
Mindestgröße,<br />
die eine Nachbesserung<br />
rechtfertigt g<br />
Größe <strong>der</strong> Fehlstelle<br />
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Transportgrenzen<br />
Natürlich ist auch eine<br />
sortimentsspezifische<br />
Betrachtung möglich.<br />
Transportkosten<br />
bei 60 km Distanz zur<br />
Fabrik<br />
Transportkosten<br />
Preis<br />
Transportkosten p<br />
bei 30 km Distanz zur Fabrik<br />
Rückeentfernungg zur Straße<br />
Holzpreis<br />
Je näher <strong>der</strong> Hiebsort an <strong>der</strong><br />
Fabrik o<strong>der</strong> am Hafen liegt,<br />
desto längere Rückeentfernungen<br />
sind möglich.<br />
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grafische Lösung eines LP-Modells<br />
Restriktionen<br />
Sortiment 2<br />
Sortiment 2<br />
Kapazität<br />
Produktions-<br />
möglichkeiten<br />
min.<br />
Menge<br />
max.<br />
MMenge<br />
min.<br />
Menge Optimum p<br />
Zielfunktion und<br />
Produktionsmöglichkeiten<br />
Zielfunktion<br />
Sortiment 1 Sortiment 1<br />
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grafische Lösung eines LP-Modells<br />
Zielfunktion und<br />
Produktionsmöglichkeiten<br />
Sortiment 2<br />
Zielfunktion<br />
Die Neigung <strong>der</strong> Zielfunktion<br />
bestimmt, welche Ecke<br />
getroffen wird<br />
Sortiment 1 Sortiment 1<br />
Zielfunktion<br />
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