Diagramm  BHD-Entwicklung eines Baumes

Diagramm  Herleitung des BHD-Wachstums

Die Holzaufkommensmodellierung (HAM) quantifiziert auf Grundlage von Annahmen über die derzeit gebräuchliche Waldbewirtschaftung ausgehend von der derzeit üblichen Waldbewirtschaftung das potenzielle Rohholzaufkommen. Die Treffsicherheit der Potenzialabschätzung hängt von der Qualität dieser Annahmen sowie der Qualität der verwendeten Modelle und deren Steuerparameter ab.

Mit Hilfe von Modellen werden Systeme auf ihre wesentlichen Komponenten reduziert und ihre Wirkungsbeziehungen nachgebildet. Kernstück der Holzaufkommensmodellierung ist ein distanzunabhängiges Einzelbaummodell¹. Das Modell schätzt das potenzielle Rohholzaufkommen auf Grundlage der Einzelbaumdaten und nicht auf Bestandessummen. Es ist distanzunabhängig, d. h. die Konkurrenz der Bäume bleibt unberücksichtigt, da die Datengrundlage ein anderes Verfahren nicht zulässt. Das Modell bildet durchschnittliche Konkurrenzverhältnisse ab. Dieses Modell passt optimal zur Datengrundlage und zur Auswertungssoftware der BWI und kommt ohne weitere Annahmen aus. Es ist damit leicht verständlich und robust.

Das Modell simuliert Wachstum und potenzielles Rohholzaufkommen für die nächsten 40 Jahre. Prognosen müssen zeitlich begrenzt werden, da die Unsicherheit der Prognose mit deren Laufzeit steigt, ohne dass sich die Unsicherheit quantifizieren lässt. Diese Unsicherheit entsteht, weil das Modell die Bedingungen, unter denen es parametrisiert wurde, aus methodischen Gründen als konstant unterstellen muss, obwohl sich Klima, Waldbewirtschaftung etc., und dadurch bedingt Zuwachs und Konkurrenzverhalten der Baumarten ändern. Da eine Inventur und eine darauf aufsetzende Modellierung periodisch zu wiederholen ist, ist dieser Nachteil vernachlässigbar.

¹ Es wurde von der Forstlichen Versuchsanstalt Baden-Württemberg in Freiburg im Auftrag des BMVEL entwickelt.

Das Modell setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

• Zuwachsmodell,
• Nutzungsmodell und
• Sortierungsmodell.

Die Steuerparameter aller Teilmodelle wurden in Zusammenarbeit mit Experten der Landesforstverwaltungen erarbeitet.

Für das BHD-Zuwachsmodell werden die BHD der wiederholt gemessenen Stichprobenbäume getrennt nach Zuwachs-Baumartengruppen in ein Koordinatensystem mit der Beziehung BHD zu Alter eingetragen und eine Kurvenschar in die Messungen eingepasst. Für die Prognoseperiode wächst der Baum entlang der Kurve, in die er mit seinen Startwerten eingepasst wurde. Dieses Modell bildet Unterschiede in der Bonität, d. h. in der Leistungsfähigkeit eines Standortes gut ab. Daher kann auch der BHD-Zuwachs in den neuen Ländern mit dem Modell hergeleitet werden, auch wenn in diesem Gebiet keine Bäume für Wiederholungsmessungen zur Verfügung standen. Eine Modellierung des Höhen-Zuwachs nach dem gleichen Verfahren hätte unplausibel große Baumhöhen in hohem Alter zu Folge gehabt. Daher werden Höhe und Höhenzuwachs der Bäume als Funktion des Durchmessers berechnet (Höhentariffunktionen). Zudem wird durch den Höhentarif der Modellzuwachs insbesondere in hohem Alter und damit ebenfalls das vom Zuwachs bestimmte Rohholzpotenzial eingeschränkt.

Die bisher für Aufkommensschätzungen unterstellten Zuwächse der Ertragstafeln haben die tatsächlichen Zuwächse gemäß BWI und Holzaufkommensmodellierung unterschätzt. Mögliche Ursachen sind Stickstoffeinträge, erhöhte Kohlendioxid-Konzentrationen der Atmosphäre oder die Änderungen von Waldbauverfahren. Der Zuwachs der Periode 1987 bis 2002 wird für den Vorhersagezeitraum fortgeschrieben. Dies ist eine vereinfachende Annahme, da Spekulationen über eine Zunahme des Zuwachses durch eintragsbedingte Stickstoff-Düngung oder Klimaerwärmung genauso wenig abgesichert werden können wie Zuwachsminderung durch außerordentlich trockene Sommer.

Tabelle  Festlegungen zum Nutzungsmodell

Es werden nur die Bäume des Hauptbestandes modelliert. Der Anteil des Nebenbestandes ist vernachlässigbar und lässt sich methodisch den Flächen des Hauptbestandes in seiner Aufteilung als ideeller Reinbestand nicht zuordnen.

Das Nutzungsmodell legt für jeden Stichprobenpunkt den Zeitpunkt von Holzerntemaßnahmen, d. h. Durchforstungen oder Endnutzungen, fest. Steuer-parameter sind vor allem Land, Baumart, Durchforstungsart, Durchforstungsintensität (Turnus und Zielgrundfläche), Umtriebszeit und Zieldurchmesser. Damit werden die derzeit üblichen und regional und baumartenweise unterschiedlichen Behandlungskonzepte nachgebildet.

Kappungsgrenzen verhindern an Stichprobenpunkten unrealistisch hohe Holzentnahmemengen. Da das Modell die Wirklichkeit und insbesondere das Nutzungsverhalten der Waldbewirtschafter nur unvollständig widerspiegeln kann, schwankt zu Beginn des Vorhersagezeitraums die jährliche Nutzung in den ersten drei Perioden modellbedingt. Gerade zu Beginn des Vorhersagezeitraums sind daher immer mehrere Perioden zusammenfassend zu analysieren, da sich dann Minima und Maxima ausgleichen.

Die wesentlichen Festlegungen zum Nutzungsmodell zeigt die Tabelle "Festlegungen zum Nutzungsmodell".

Das Modell schreibt die Startwerte der Einzelbäume (z.B. BHD, Höhe) in 5-Jahres-Perioden fort und gibt den Waldzustand am Ende jeder Periode (Baumarten, Flächen, Vorräte) und das durchschnittliche jährliche Rohholzpotenzial und den jährlichen Zuwachs einer Periode an.

Tabelle  Festlegungen zum Sortierungsmodell

Das Sortierungsmodell teilt das potenzielle Rohholzaufkommen in handelsübliche Klassen ein. Dieses Modell wird gesteuert vor allem durch Land, Baumart und Zopfdurchmesser. Es wurden 1593 Sortiervarianten vorgegeben, allein für Laubholz außer Eiche waren es 789 Sortiervarianten. Die wesentlichen Steuerparameter des Sortierungsmodells sind in der Tabelle "Festlegungen zum Sortierungsmodell" wiedergegeben. Die Spannen ergeben sich aus Unterschieden nach Baumartengruppen Rohholz-Sortierung, Ländern und Eigentumsarten. Das Modell maximiert den Stammholz-Anteil, obwohl von der Verwendung her v. a. bei geringem Durchmesser die Sorten Industrieholz und Stammholz gegeneinander austauschbar sind.

Nach modellhafter Endnutzung eines Probepunktes wird dieser mit den gleichen Baumarten wieder begründet. Dabei wird eine mittlere Bonität unterstellt. Nicht modellierbar sind eine natürliche Verjüngung und Mortalität. Eine periodische Aktualisierung der Datenbasis ist auch aus diesen Gründen erforderlich.