Proceedings zur 6. Fachtagung BIOMET - Deutsche ...

nächst lediglich der Stickstoffkreislauf als wichtigstes Nährelement berücksichtigt wird. Um
die Entwicklung eines Baumes im Jahreslauf beschreiben zu können, muss der jährliche
Laubzyklus bekannt sein. Mit dem Laubaustrieb verändern sich Biomasse bzw. Blattfläche
aber auch Lichtgenuss und Strahlungsabsorption. Damit bestimmen das Austriebs- und das
Laubfalldatum eines Baumes nicht nur seine Assimilations- und Respirationsrate sondern
beeinflussen auch die Umweltbedingungen der Nachbarbäume. In BALANCE wird der Austriebsbeginn
mit einem Temperatursummenmodell berechnet (RÖTZER et al., 2004) und die
Laubseneszenz in Abhängigkeit der potentiellen Respirationssumme abgeschätzt (RÖTZER,
2003).
Am Ende jedes Monats bzw. jeder Dekade (= 10 Tage) werden aus den aufsummierten Daten
der Ressourcenverfügbarkeit die physiologischen Reaktionen und die Biomasseänderungen
berechnet, das sind Photosynthese, Respiration und Nährstoffverfügbarkeit. Die Photosynthese
wird auf der Grundlage der Netto-Kohlenstoffgewinne und der Effizienz einzelner Kronenund
Wurzelraumteile simuliert. Sie stellt eine Funktion von Blattfläche, Licht, Temperatur
und CO2-Konzentration dar (HAXELTINE und PRENTICE, 1996) und wird durch Wasser- und
Nährstoffmangel sowie Schadstoffe reduziert. Die Atmung setzt sich aus der Erhaltungsatmung
als Funktion von Temperatur und Biomasse und der Wachstumsatmung als festen Anteil
der Bruttoassimilation zusammen. Bei der Verteilung der Biomasse, d.h. der Allokation,
wird die neu gewonnene Biomasse auf das Laub, die Äste, die Wurzeln und das Stammholz
verteilt (GROTE, 1998). Die Verteilung der Nettoassimilation und der Stickstoffaufnahme
richtet sich nach dem Bedarf der einzelnen Kompartimente, die auf der „functional balance“-
Theorie bzw. der „pipe-model“-Theorie basieren.
Einmal jährlich, d.h. am Ende jeder Vegetationsperiode, werden die dreidimensionale Struktur
eines jeden Baumes sowie die gesamte Bestandesentwicklung und die Mortalität berechnet.
Entsprechend den Biomasseveränderungen werden Höhe, Durchmesserwachstum und
Kronenausdehnung eines jeden Baumes bestimmt. Die Dimensionsveränderung erfolgt einmal
im Jahr aus der über das Jahr realisierten Zunahme von Stammholz, Grobwurzeln und
Astholz. Dabei richtet sich der Anteil, der jedem Segment zugeordnet wird, nach seiner Effektivität,
d.h. nach dem Verhältnis zwischen Kohlenstoffaufnahme und -abgabe. Eine ausführliche
Beschreibung sowie Validierungsergebnisse des Modells BALANCE sind in GROTE
und PRETZSCH (2002) sowie in RÖTZER (2003) und RÖTZER et al. (2005) enthalten.
3 Bestandesbeschreibung
Der Kranzberger Forst liegt am Südrand des Tertiären Hügellandes, ca. 40 km nördlich von
München auf einer Höhe von 500 m über dem Meeresspiegel. Der Boden lässt sich als tonigsandiger
Lehm charakterisieren, der gut durchwurzelbar ist. Die für die Simulationen benötigten
Werte zur Feldkapazität (34 mm/dm) bzw. zum Welkepunkt (14 mm/dm) wurden der Beschreibung
des Level II Standorts Freising entnommen, der in unmittelbarer Nähe liegt (Rötzer
et al. 2005). Der verwendete Waldbestand ist aus 172 Fichten (Picea abies [L.] KARST.)
und 37 Buchen (Fagus sylvatica L.) aufgebaut. Der Mischbestand ist in etwa 55 Jahre alt. Für
die Simulationen wurden alle Bäume verwendet. Um jedoch Randeffekte auszuschließen,
wurden die äußeren beiden Baumreihen nicht mit in die Auswertung einbezogen. Die Analysen
beruhen daher auf Ergebnissen von 87 Fichten und 32 Buchen.
Tabelle 1 gibt die Charakteristik des analysierten Bestandes wieder. Etwa zwei Drittel aller
Bäume sind Fichten. Sie nehmen eine Grundfläche von 35,6 m²/ha ein und weisen eine mittlere
Höhe von 23,5 m bei einem mittleren Durchmesser von 27,0 cm auf.
162