Tutorium 1

Ordnen Sie die Waldwachstumskunde in die Fachdisziplinen der Forstwissenschaft ein.

• in der Mitte des Fächerkanons

• vorgelagert: z.B. Standortslehre, Waldmesslehre, Biometrie

• nachgelagert: z.B. Waldbau, Forsteinrichtung, BWL

Definieren Sie den Begriff „Waldwachstumskunde“.

• Struktur, quantitatives Ausmaß und Gesetzmäßigkeiten der Wachstumsvorgänge von Einzelbäumen und Beständen

• Untersuchung natürlicher und anthropogener Faktoren

• Ziele: Optimierung des Waldertrags, Schaffung einer Entscheidungsgrundlage für forstwirtschaftliche und umweltpolitische Entscheidungen

Definieren Sie den Begriff „Waldwachstumskunde“.

• Struktur, quantitatives Ausmaß und Gesetzmäßigkeiten der Wachstumsvorgänge von Einzelbäumen und Beständen

• Untersuchung natürlicher und anthropogener Faktoren

• Ziele: Optimierung des Waldertrags, Schaffung einer Entscheidungsgrundlage für forstwirtschaftliche und umweltpolitische Entscheidungen

Nennen Sie wichtige Systemeigenschaften von Wäldern und erläutern Sie jeweils kurz, welche Konsequenzen sich daraus für die Waldwachstumskunde ergeben.

1. langlebig

   Analysen und Experimente sind langfristige Projekte, die von langfristigen Trends beeinflusst werden (z.B. Klimawandel) - Ergebnisse von Untersuchungen können unter Umständen erst nach Jahrzehnten zur Verfügung stehen

2. offen

   Experimente mit Waldbeständen sind immer durch externe Faktoren beeinflusst (Stickstoffdeposition aus der Luft) - behandlungs- und standortssensitive Modelle

3. strukturdeterminiert

   Struktur der Waldbestände beeinflusst Wachstum und Zuwachs der Einzelbäume und des Gesamtbestandes - Struktur ist als Determinante zu beachten

4. geschichtlichgeprägt

   z.B. ehemalige Heideflächen, ehemalige Bestockung - z.T. unbekannte Vorgeschichte erfordert Wiederholungen bei Experimenten

5. kybernetisch

   selbstregulierend, selbstorganisierend, sie streben immer einen Gleichgewichtszustand an - kausale Untersuchung von bestimmten Einzelprozessen und Beziehungen schwierig, da „alles von allem beeinflusst wird“

6. hierarchisch organisiert

   Prozesse laufen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalenebenen ab - übergreifende Analyse erforderlich

7. haben multikriterielle Ausgabegrößen

   vielfältigem Informationsbedarf muss durch Untersuchung vieler Variablen Rechnung getragen werden

Nennen Sie wichtige Systemeigenschaften von Wäldern und erläutern Sie jeweils kurz, welche Konsequenzen sich daraus für die Waldwachstumskunde ergeben.

1. langlebig

   Analysen und Experimente sind langfristige Projekte, die von langfristigen Trends beeinflusst werden (z.B. Klimawandel) - Ergebnisse von Untersuchungen können unter Umständen erst nach Jahrzehnten zur Verfügung stehen

2. offen

   Experimente mit Waldbeständen sind immer durch externe Faktoren beeinflusst (Stickstoffdeposition aus der Luft) - behandlungs- und standortssensitive Modelle

3. strukturdeterminiert

   Struktur der Waldbestände beeinflusst Wachstum und Zuwachs der Einzelbäume und des Gesamtbestandes - Struktur ist als Determinante zu beachten

4. geschichtlichgeprägt

   z.B. ehemalige Heideflächen, ehemalige Bestockung - z.T. unbekannte Vorgeschichte erfordert Wiederholungen bei Experimenten

5. kybernetisch

   selbstregulierend, selbstorganisierend, sie streben immer einen Gleichgewichtszustand an - kausale Untersuchung von bestimmten Einzelprozessen und Beziehungen schwierig, da „alles von allem beeinflusst wird“

6. hierarchisch organisiert

   Prozesse laufen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalenebenen ab - übergreifende Analyse erforderlich

7. haben multikriterielle Ausgabegrößen

   vielfältigem Informationsbedarf muss durch Untersuchung vieler Variablen Rechnung getragen werden

Nennen Sie wichtige Systemeigenschaften von Wäldern und erläutern Sie jeweils kurz, welche Konsequenzen sich daraus für die Waldwachstumskunde ergeben.

1. langlebig

   Analysen und Experimente sind langfristige Projekte, die von langfristigen Trends beeinflusst werden (z.B. Klimawandel) - Ergebnisse von Untersuchungen können unter Umständen erst nach Jahrzehnten zur Verfügung stehen

2. offen

   Experimente mit Waldbeständen sind immer durch externe Faktoren beeinflusst (Stickstoffdeposition aus der Luft) - behandlungs- und standortssensitive Modelle

3. strukturdeterminiert

   Struktur der Waldbestände beeinflusst Wachstum und Zuwachs der Einzelbäume und des Gesamtbestandes - Struktur ist als Determinante zu beachten

4. geschichtlichgeprägt

   z.B. ehemalige Heideflächen, ehemalige Bestockung - z.T. unbekannte Vorgeschichte erfordert Wiederholungen bei Experimenten

5. kybernetisch

   selbstregulierend, selbstorganisierend, sie streben immer einen Gleichgewichtszustand an - kausale Untersuchung von bestimmten Einzelprozessen und Beziehungen schwierig, da „alles von allem beeinflusst wird“

6. hierarchisch organisiert

   Prozesse laufen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalenebenen ab - übergreifende Analyse erforderlich

7. haben multikriterielle Ausgabegrößen

   vielfältigem Informationsbedarf muss durch Untersuchung vieler Variablen Rechnung getragen werden

Nennen Sie wichtige Systemeigenschaften von Wäldern und erläutern Sie jeweils kurz, welche Konsequenzen sich daraus für die Waldwachstumskunde ergeben.

1. langlebig

   Analysen und Experimente sind langfristige Projekte, die von langfristigen Trends beeinflusst werden (z.B. Klimawandel) - Ergebnisse von Untersuchungen können unter Umständen erst nach Jahrzehnten zur Verfügung stehen

2. offen

   Experimente mit Waldbeständen sind immer durch externe Faktoren beeinflusst (Stickstoffdeposition aus der Luft) - behandlungs- und standortssensitive Modelle

3. strukturdeterminiert

   Struktur der Waldbestände beeinflusst Wachstum und Zuwachs der Einzelbäume und des Gesamtbestandes - Struktur ist als Determinante zu beachten

4. geschichtlichgeprägt

   z.B. ehemalige Heideflächen, ehemalige Bestockung - z.T. unbekannte Vorgeschichte erfordert Wiederholungen bei Experimenten

5. kybernetisch

   selbstregulierend, selbstorganisierend, sie streben immer einen Gleichgewichtszustand an - kausale Untersuchung von bestimmten Einzelprozessen und Beziehungen schwierig, da „alles von allem beeinflusst wird“

6. hierarchisch organisiert

   Prozesse laufen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalenebenen ab - übergreifende Analyse erforderlich

7. haben multikriterielle Ausgabegrößen

   vielfältigem Informationsbedarf muss durch Untersuchung vieler Variablen Rechnung getragen werden

Nennen Sie wichtige Systemeigenschaften von Wäldern und erläutern Sie jeweils kurz, welche Konsequenzen sich daraus für die Waldwachstumskunde ergeben.

1. langlebig

   Analysen und Experimente sind langfristige Projekte, die von langfristigen Trends beeinflusst werden (z.B. Klimawandel) - Ergebnisse von Untersuchungen können unter Umständen erst nach Jahrzehnten zur Verfügung stehen

2. offen

   Experimente mit Waldbeständen sind immer durch externe Faktoren beeinflusst (Stickstoffdeposition aus der Luft) - behandlungs- und standortssensitive Modelle

3. strukturdeterminiert

   Struktur der Waldbestände beeinflusst Wachstum und Zuwachs der Einzelbäume und des Gesamtbestandes - Struktur ist als Determinante zu beachten

4. geschichtlichgeprägt

   z.B. ehemalige Heideflächen, ehemalige Bestockung - z.T. unbekannte Vorgeschichte erfordert Wiederholungen bei Experimenten

5. kybernetisch

   selbstregulierend, selbstorganisierend, sie streben immer einen Gleichgewichtszustand an - kausale Untersuchung von bestimmten Einzelprozessen und Beziehungen schwierig, da „alles von allem beeinflusst wird“

6. hierarchisch organisiert

   Prozesse laufen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalenebenen ab - übergreifende Analyse erforderlich

7. haben multikriterielle Ausgabegrößen

   vielfältigem Informationsbedarf muss durch Untersuchung vieler Variablen Rechnung getragen werden

Nennen Sie Datenquellen für die Waldwachstumskunde.

• Versuchsflächen, Inventuren (Bestandesinventur, Betriebsinventur, BWI)

Erklären Sie, inwiefern sich der Ansatz der Korrelation vom Ansatz der Kausalität unterscheidet.

• Korrelation: statistische Verknüpfung von Ursache und Wirkung, keine Untersuchung/Erklärung von einzelnen Prozessen oder Beziehungen (Black-box)

• Kausalität: Verknüpfung von Ursache und Wirkung durch Erklärung der Einzelprozesse und Einzelbeziehungen (White-box)

Erklären Sie, inwiefern sich der Ansatz der Korrelation vom Ansatz der Kausalität unterscheidet.

• Korrelation: statistische Verknüpfung von Ursache und Wirkung, keine Untersuchung/Erklärung von einzelnen Prozessen oder Beziehungen (Black-box)

• Kausalität: Verknüpfung von Ursache und Wirkung durch Erklärung der Einzelprozesse und Einzelbeziehungen (White-box)

Erklären Sie, inwiefern sich der Ansatz der Korrelation vom Ansatz der Kausalität unterscheidet.

• Korrelation: statistische Verknüpfung von Ursache und Wirkung, keine Untersuchung/Erklärung von einzelnen Prozessen oder Beziehungen (Black-box)

• Kausalität: Verknüpfung von Ursache und Wirkung durch Erklärung der Einzelprozesse und Einzelbeziehungen (White-box)

Erklären Sie wesentliche Unterschiede zwischen Experimenten und Beobachtungen.

• Beobachtung: passives Beobachten ohne beeinflussenden Eingriff in das System, Erfassung von Zustand und Entwicklung - Korrelation

• Experimente: gezieltes variieren/beeinflussen von einzelnen Faktoren (Ursache) bei sonst konstanten Bedingungen - Kausalzusammenhänge

Erklären Sie wesentliche Unterschiede zwischen Experimenten und Beobachtungen.

• Beobachtung: passives Beobachten ohne beeinflussenden Eingriff in das System, Erfassung von Zustand und Entwicklung - Korrelation

• Experimente: gezieltes variieren/beeinflussen von einzelnen Faktoren (Ursache) bei sonst konstanten Bedingungen - Kausalzusammenhänge

Erklären Sie wesentliche Unterschiede zwischen Experimenten und Beobachtungen.

• Beobachtung: passives Beobachten ohne beeinflussenden Eingriff in das System, Erfassung von Zustand und Entwicklung - Korrelation

• Experimente: gezieltes variieren/beeinflussen von einzelnen Faktoren (Ursache) bei sonst konstanten Bedingungen - Kausalzusammenhänge

Erklären Sie wesentliche Unterschiede zwischen Experimenten und Beobachtungen.

• Beobachtung: passives Beobachten ohne beeinflussenden Eingriff in das System, Erfassung von Zustand und Entwicklung - Korrelation

• Experimente: gezieltes variieren/beeinflussen von einzelnen Faktoren (Ursache) bei sonst konstanten Bedingungen - Kausalzusammenhänge

Erläutern Sie den Unterschied zwischen echten Zeitreihen und Wuchsreihen (unechte Zeitreihen). Nennen Sie Vor- und Nachteile.

• echte Zeitreihe:

  zeitliches Nacheinander des selben Objekts (+Trends erkennbar, -langwierig)

• Wuchsreihe (unechte Wuchsreihe):

  räumliches Nebeneinander ähnlicher Objekte unterschiedlichen Alters (bzw. unterschiedlichen zeitlichen Zustands) (+schnelle Datengewinnung, -Trends nur bedingt erkennbar/vorhersagbar, Vergleichbarkeit der Flächen/Objekte?)

Erläutern Sie den Unterschied zwischen echten Zeitreihen und Wuchsreihen (unechte Zeitreihen). Nennen Sie Vor- und Nachteile.

• echte Zeitreihe:

  zeitliches Nacheinander des selben Objekts (+Trends erkennbar, -langwierig)

• Wuchsreihe (unechte Wuchsreihe):

  räumliches Nebeneinander ähnlicher Objekte unterschiedlichen Alters (bzw. unterschiedlichen zeitlichen Zustands) (+schnelle Datengewinnung, -Trends nur bedingt erkennbar/vorhersagbar, Vergleichbarkeit der Flächen/Objekte?)

Erläutern Sie den Unterschied zwischen echten Zeitreihen und Wuchsreihen (unechte Zeitreihen). Nennen Sie Vor- und Nachteile.

• echte Zeitreihe:

  zeitliches Nacheinander des selben Objekts (+Trends erkennbar, -langwierig)

• Wuchsreihe (unechte Wuchsreihe):

  räumliches Nebeneinander ähnlicher Objekte unterschiedlichen Alters (bzw. unterschiedlichen zeitlichen Zustands) (+schnelle Datengewinnung, -Trends nur bedingt erkennbar/vorhersagbar, Vergleichbarkeit der Flächen/Objekte?)

Was sollte bei der Anlage eines waldwachstumskundlichen Versuchs beachtet werden?

• Störfaktoren

  (Standort, Nachbarbestockung, einheitliche Bestandesbehandlung)

  → ausreichende Flächengröße, Wiederholungen, Randomisierung, Blockbildung

• Prüffaktor (gezielte Behandlung) Ursache

• regelmäßige Aufnahme des Prüfmerkmals Wirkung (Nummerierung der Bäume, Messmarkierung etc.)

Was sollte bei der Anlage eines waldwachstumskundlichen Versuchs beachtet werden?

• Störfaktoren

  (Standort, Nachbarbestockung, einheitliche Bestandesbehandlung)

  → ausreichende Flächengröße, Wiederholungen, Randomisierung, Blockbildung

• Prüffaktor (gezielte Behandlung) Ursache

• regelmäßige Aufnahme des Prüfmerkmals Wirkung (Nummerierung der Bäume, Messmarkierung etc.)

Was sollte bei der Anlage eines waldwachstumskundlichen Versuchs beachtet werden?

• Störfaktoren

  (Standort, Nachbarbestockung, einheitliche Bestandesbehandlung)

  → ausreichende Flächengröße, Wiederholungen, Randomisierung, Blockbildung

• Prüffaktor (gezielte Behandlung) Ursache

• regelmäßige Aufnahme des Prüfmerkmals Wirkung (Nummerierung der Bäume, Messmarkierung etc.)

Was sollte bei der Anlage eines waldwachstumskundlichen Versuchs beachtet werden?

• Störfaktoren

  (Standort, Nachbarbestockung, einheitliche Bestandesbehandlung)

  → ausreichende Flächengröße, Wiederholungen, Randomisierung, Blockbildung

• Prüffaktor (gezielte Behandlung) Ursache

• regelmäßige Aufnahme des Prüfmerkmals Wirkung (Nummerierung der Bäume, Messmarkierung etc.)

Erläutern Sie was eine Stammanalyse ist. Welche Daten können erhoben werden?

• Entnahme von Stammscheiben in festgelegten Höhen (z.B. 0,3m; 1,3m; 2,3m usw.)

• Vermessung der Jahrringe (Wachstum, Zuwachs)

• Abbildung der Einzelbaumentwicklung (Durchmesser, Höhe, Form etc.)

Erläutern Sie was eine Stammanalyse ist. Welche Daten können erhoben werden?

• Entnahme von Stammscheiben in festgelegten Höhen (z.B. 0,3m; 1,3m; 2,3m usw.)

• Vermessung der Jahrringe (Wachstum, Zuwachs)

• Abbildung der Einzelbaumentwicklung (Durchmesser, Höhe, Form etc.)

Erläutern Sie was eine Stammanalyse ist. Welche Daten können erhoben werden?

• Entnahme von Stammscheiben in festgelegten Höhen (z.B. 0,3m; 1,3m; 2,3m usw.)

• Vermessung der Jahrringe (Wachstum, Zuwachs)

• Abbildung der Einzelbaumentwicklung (Durchmesser, Höhe, Form etc.)

Erklären Sie den Unterschied zwischen Wachstum und Zuwachs im Kontext der Waldwachstumskunde.

• Wachstum: Größenzunahme in einem organischem System (Masse und/oder Dimension)

• Zuwachs: Größenzunahme innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls

Stellen Sie grafisch und mathematisch dar, wie GWL, dGZ, LZ und PZ zueinander in Beziehung stehen.

• der LZ ist die erste Ableitung der GWL, der LZ kulminiert an der Stelle der größten Steigung der Wachstumskurve (GWL)

• der LZ kulminiert früher und höher als der dGZ

• der LZ schneidet den dGZ stets in dessen Kulminationspunkt

Stellen Sie grafisch und mathematisch dar, wie GWL, dGZ, LZ und PZ zueinander in Beziehung stehen.

• der LZ ist die erste Ableitung der GWL, der LZ kulminiert an der Stelle der größten Steigung der Wachstumskurve (GWL)

• der LZ kulminiert früher und höher als der dGZ

• der LZ schneidet den dGZ stets in dessen Kulminationspunkt

Stellen Sie grafisch und mathematisch dar, wie GWL, dGZ, LZ und PZ zueinander in Beziehung stehen.

• der LZ ist die erste Ableitung der GWL, der LZ kulminiert an der Stelle der größten Steigung der Wachstumskurve (GWL)

• der LZ kulminiert früher und höher als der dGZ

• der LZ schneidet den dGZ stets in dessen Kulminationspunkt

Stellen Sie grafisch und mathematisch dar, wie GWL, dGZ, LZ und PZ zueinander in Beziehung stehen.

• der LZ ist die erste Ableitung der GWL, der LZ kulminiert an der Stelle der größten Steigung der Wachstumskurve (GWL)

• der LZ kulminiert früher und höher als der dGZ

• der LZ schneidet den dGZ stets in dessen Kulminationspunkt

Was ist der Unterschied zwischen der absoluten und relativen Wachstumsgeschwindigkeit?

• absolut:

  Zuwachs pro Zeiteinheit (in der Einheit des Merkmals, also z.B. in m oder cm)

• relativ:

  Zuwachs pro Zeiteinheit in Relation zur Ausgansgröße (Angabe in %)

Schlagen Sie für folgende (fiktive) Hypothesen vor, wie sie überprüft werden könnten:

a) Die Gabe des Düngers (X) führt zu einer deutlichen Zuwachssteigerung bei der Baumart (Y).

• Experiment - Prüffaktor: Düngergabe, Prüfgröße: Zuwachs (Versuchsfläche)

b) Die Baumart (X) reagiert auf ein trockenes Jahr mit einer deutlichen Wachstumsdepression im Folgejahr.

• Stammanalyse in Bezug auf vergangene Trockenjahre (z.B. 2003)

c) Die Zuwachsleistung der Baumart (X) zeigt in den letzten 30 Jahren in Deutschland einen positiven Trend.

• Monitoring des langfristigen Trends (ggf. Daten aus der BWI)

Schlagen Sie für folgende (fiktive) Hypothesen vor, wie sie überprüft werden könnten:

a) Die Gabe des Düngers (X) führt zu einer deutlichen Zuwachssteigerung bei der Baumart (Y).

• Experiment - Prüffaktor: Düngergabe, Prüfgröße: Zuwachs (Versuchsfläche)

b) Die Baumart (X) reagiert auf ein trockenes Jahr mit einer deutlichen Wachstumsdepression im Folgejahr.

• Stammanalyse in Bezug auf vergangene Trockenjahre (z.B. 2003)

c) Die Zuwachsleistung der Baumart (X) zeigt in den letzten 30 Jahren in Deutschland einen positiven Trend.

• Monitoring des langfristigen Trends (ggf. Daten aus der BWI)

Schlagen Sie für folgende (fiktive) Hypothesen vor, wie sie überprüft werden könnten:

a) Die Gabe des Düngers (X) führt zu einer deutlichen Zuwachssteigerung bei der Baumart (Y).

• Experiment - Prüffaktor (Ursache?): Düngergabe, Prüfgröße (Prüfmerkmal, Wirkung?): Zuwachs (Versuchsfläche)

b) Die Baumart (X) reagiert auf ein trockenes Jahr mit einer deutlichen Wachstumsdepression im Folgejahr.

• Stammanalyse in Bezug auf vergangene Trockenjahre (z.B. 2003)

c) Die Zuwachsleistung der Baumart (X) zeigt in den letzten 30 Jahren in Deutschland einen positiven Trend.

• Monitoring des langfristigen Trends (ggf. Daten aus der BWI)

Berechnen Sie die absolute und relative Wachstumsgeschwindigkeit des Höhenzuwachses einer Buche mit:

t1=50 Jahre und H1=18 m sowie

t2=55 Jahre und H2=21 m