Abstandsabhängige und abstandsunabhängige Bestandesstrukturbeschreibung
Strukturkennzahlen dienen der quantitativ nachvollziehbaren Beschreibung von sonst nur verbal beschriebenen Bestandesstrukturtypen. Wenn Strukturkennzahlen gefunden werden, die für diese Art der Bestandesbeschreibung geeignet sind, dann sollten sie auch zur rechnerischen Generierung von räumlichen Verteilungen der Bäume in Beständen verwendet werden können, um diese dann in abstandsabhängigen Waldwachstumssimulatoren verwenden zukönnen.
Anhand von insgesamt 56 Probeflächen und Beständen, die jeweils mehr als 100 Bäume enthalten, um Randeffekte zu minimieren, wurden abstandsabhängige und abstandsunabhängige Strukturkennzahlen dahingehend untersucht, ob sie zum Trennen von Strukturtypen und zur Beschreibung allfälliger sich aus der waldbaulichen Behandlung ergebenden Strukturänderungen und zur Reproduktion der räumlichen Verteilungsmuster geeignet sind. Die untersuchten Bestandesstrukturtypen waren Ausschlagwälder unterschiedlichen Alters, Plenterwälder unterschiedlicher Entfernung vom Gleichgewichtszustand und andere gleichaltrige und ungleichaltrige Bestände. Die untersuchten Struktur- Indices waren einmal abstands unabhängige Kennzahlen wie der Variationskoeffizient, die Schiefe der BHD- Verteilung und der Gini-Koeffizientund bezüglich der Verteilung der Arten, der Shannonindex und der Simpsonindex. Zum anderen wurden an abstandsabhängigen Strukturindices der Clark-Evans-Index und der Segregationsindex von Pielou, und die Indices der Göttinger Schule: Winkelmaß, Durchmesserdifferenzierung, Dominanz und Durchmischung untersucht.
Es zeigte sich, dass sowohl die abstandsabhängigen als auch die abstands unabhängigen Struktur maße die untersuchten Strukturtypen gut zu trennen vermögen. Dabei sind zur Unterscheidung der Plenterwälder von den anderen Strukturtypen die Schiefe der BHD-Verteilung, der Gini-Koeffizient und die Differenzierung besonders gut ge eignet. Für die Trennung der Ausschlagwälder von den übrigen Strukturtypen eignen sich besonders das Winkelmaß und der Clark- Evans -Index. Die zunehmende Gleichförmigkeit von Ausschlagwäldern im Zuge der waldbaulichen Behandlung und der Mortalitä t wird besonders gut von der Schiefe der BHD-Verteilung, dem Winkelmaß und der Differenzierung beschrieben.
Die Abweichung von Plenterwäldern vom Gleichgewichtszustand wird wiederbesonders gut durch das Winkelmaß, aber auch noch durch den Gini- Koeffizienten und die Differenzierung beschrieben. Zur Reproduktion der räumlichen Baumverteilung in Beständeneignen sich der Variationskoeffizient der BHD-Verteilung und der Gini- Koeffizient gut zur Schätzung der kleinräumigen Durchmesserdifferenzierung, und die Schiefe der BHD- Verteilung zur Schätzung des Winkelmaßes . Die Durchmischung kann gut aus dem auf den Kreisflächenanteilen der Baumarten basierenden Shannonin-dex geschätzt werden.
Structural indices should serve to objectively and reliably describe stand structures which otherwise are only given verbally. If there are structural indices which are suitable for this kind of stand structure description, then they should also be suitable to generate the spatial distribution of trees within stands, as they are needed in distance dependent individual tree simulators.
A total of 56 large plots and stands with more than 100 trees were used to calculate distance dependent and distance independent structural indices. Then these indices were tested if they are able to separate typical structural types of forest stands and to describe successfully structural changes as they might result from different silvicultural treatments. The structure types under investigation were coppice forests of different age, Plenter forests, differently near to their equilibrium, even-aged and other unevenaged forests not comprised under the Plenter forests. The indices calculated were first, distance independent indices, like the coefficient of variation and the skewness of the dbh-distribution, the Gini-coefficient, the Shannon-Weaver-index and the Simpson-index; Second the distance dependent indices, according to Clark-Evans, Pielou’s Segregation index and the indices from the “Göttinger-Schule”: the uniform angle index, the dbh-differentiation, the dominance and the intermingling index were investigated.
The results showed, that distance dependent as well as distance independent structural indices could well describe the investigated structural types. Plenter forests were best distinguished from the other types by the skewness, the Gini-coefficient and the dbh-differentiation. Coppice forests were best recognised by the uniformangel index and the Clark Evans index. The increasing uniformity of coppice forests with increasing age through thinning and mortality were well reflected by the change of the uniform angel index and by the dbh-differentiation. The deviation of Plenter forests from their equilibrium dbh-distribution was highly correlated with changes in uniform angel index, the Gini-coefficient and the dbh-differentiation.
For the generation of spatial distributions of trees, the correlation of coefficient of variation and the Gini-coefficient with the dbh-differentiation, and the correlation of the skewness with the uniform angel index can be recommended. To generate the spatialdistribution of tree species, the correlation of the Shannon-Weaver-index by basal area with the intermingling index is recommended.