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Forstwirtschaft

Holzernteverfahren für die Kiefern – JungbestandspflegeEin Praxisversuch im Lausitzer Braunkohlenrevier

Holzernteverfahren für die Kiefern – JungbestandspflegeEin Praxisversuch im Lausitzer Braunkohlenrevier

Herausgeber: Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg

Redaktion: Landesbetrieb Forst Brandenburg Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften e.V. (FIB)

verantwortliche Autoren: Dr. Raul Köhler (FIB), Christoph Ertle (FIB), Dr. Dirk Knoche (FIB)

Gesamtherstellung: Druckzone GmbH & Co. KG

1. Auflage, Mai 2016: 1.000 Exemplare, gedruckt auf PEFC-Papier.

Fotos: Von den Autoren der Beiträge, wenn nicht anders vermerkt.

Titelbild: Dr. Raul Köhler, Christoph Ertle

Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit des Ministeriums für Ländliche Ent-wicklung, Umwelt und Landwirtschaft (MLUL) des Landes Brandenburg kostenlos abgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerbern während des Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Landtags-, Bundes-tags- und Kommunalwahlen. Missbräuchlich sind insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstal-tungen, an Informationsständen von Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben par-teipolitischer Informationen und Werbemittel. Untersagt ist gleichfalls die Weitergabe an Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung. Unabhängig davon, wann, auf welchem Weg und in welcher Anzahl diese Schrift dem Empfänger zugegangen ist, darf sie auch ohne zeitlichen Bezug zu einer Wahl nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Landesregierung Brandenburgs zugunsten einzelner Gruppen verstanden werden könnte.

Impressum

Menschen sind seit Jahrhunderten Nutzer und Wegbegleiter unse-rer Wälder. Die zielgerichtete Entwicklung von Waldökosystemen beschäftigt Förster seit über 300 Jahren. Mit Nachhaltigkeit wurde diesem Handeln ein Begriff verliehen, der heute in aller Munde ist. Dieser Berufsethos – flankiert durch die gesellschaftlichen Rahmen-bedingungen – erfährt seit Generationen eine ständige Weiterent-wicklung.

Eingebettet in diesen Prozess vollziehen sich forsttechnische Ent-wicklungen. Der Einsatz von Forstmaschinen im Landesbetrieb Forst Brandenburg (LFB) dient der ökologisch, ökonomisch und ergono-misch optimierten Holznutzung im Rahmen einer multifunktionalen Forstwirtschaft. Mit der Entwicklung von innovativen Verfahren und deren Bewertung stellt sich der LFB einem gesellschaftlichen An-spruch an diese Arbeitsverfahren, der immer wieder neu zu betrach-

ten und zu bewerten ist. Die fast 100.000 Privatwaldbesitzer in Brandenburg, können von den Inno-vationen profitieren, indem sie diese in ihre Forstbetriebe übernehmen.

Im Süden des Landes Brandenburg – insbesondere im Lausitzer Braunkohlerevier auf ehemaligen Kippenflächen – finden sich noch viele junge Wälder mit sehr stammzahlreichem Kiefernstangenge-hölz mit teilweise gravierenden Pflegerückständen. Auch diese Wälder werden nach den im Landes-wald geltenden Prinzipien einer ökologischen Waldwirtschaft gepflegt, wobei unter Beachtung des Wald- und Bodenschutzes zeitgemäße Holzerntemethoden Anwendung finden sollen.

In Zusammenarbeit zwischen dem LFB und dem Finsterwalder Institut für Bergbaufolgelandschaften e.V. (FIB) wurden aktuell verfügbare und erprobte Holzerntetechnologien auf die regionalen Verhält-nisse adaptiert. Ergebnisse zur Arbeitsproduktivität dieser Holzerntesysteme unter den speziellen Verhältnissen Südbrandenburgs sowie Handlungsempfehlungen zum wirtschaftlichen Einsatz gab es bisher nicht. In der nun vorliegenden Studie konnten vier als innovativ beurteilte Verfahren analy-tisch und forstpraktisch überprüft werden. Im Internationalen Jahr der Böden 2015 war neben der Ar-beitsproduktivität, Wirtschaftlichkeit und Bestandsschonung auch der Bodenschutz ein Bewertungs-kriterium. Das Projekt zeichnete sich durch einen intensiven Austausch aller Projektpartner über die praktische Umsetzbarkeit der Verfahren sowie die Kooperation der landeseigenen Forsttechnik aus.

Ich danke dem engagierten Team des FIB für die professionelle wissenschaftliche Begleitung sowie der Landeswaldoberförsterei und dem Forstmaschinenhof in Doberlug Kirchhain für die Bereitstel-lung von Waldflächen, Personal- und Technikressourcen. Die Übertragung der Forschungsergeb-nisse in die forstliche Praxis kann nunmehr auch außerhalb der landeseigenen Wälder Branden-burgs empfohlen werden.

Jörg VogelsängerMinister für Landliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg

Vorwort

1. Pflegebedürftige Kiefern-Jungbestände und technologische Lösungen 92. Vier Holzernteverfahren im Vergleich 113. Erst- & Zweitdurchforstung – Ein Praxisversuch 15 3.1 Flächenkulisse und Versuchsanordnung 15

3.2 Waldwachstumskundliche Inventuren 19

3.3 Bodenkundliche Aufnahmen 21

3.4 Nährstoffentzug durch die Holzernte 24

3.5 Schadensinventur nach der Holzernte 26

3.6 Arbeitszeitstudien zur Ermittlung des Leistungsgrades 27

3.7 Einstufige Deckungsbeitragsrechnung mit Sensitivitäts analyse 29

4. Zu den Ergebnissen: Von der Flächenaufnahme bis zum Deckungsbeitrag 32 4.1 Standort und Bestockung 32

4.1.1 Die Kippbodenformen mit ihren pflanzenbaulichen Eigenschaften 32

4.1.2 Ertragskundliche Kennwerte 36

4.2 Ökologische Auswirkungen der Biomassenutzung 40

4.2.1 Bodenverdichtung nach Erst - und Zweitbefahrung – Technische Be fahrbarkeit 40

4.2.2 Nährstoffentzug durch die Holz ernte – Nährstoffnachhaltigkeit 44

4.2.3 Bestandesschäden bei der Holz ernte – Bestandespfleglichkeit 48

4.3 Ökonomische Analyse der Holz ernteverfahren für die gesamte Erntekette 50

4.3.1 Die technische Arbeitsprodu k tivität 50

4.3.2 Deckungsbeiträge in den Holzernteverfahren 60

4.3.3 Szenarien zur Erntetechnik und Sortimentsaushaltung 62

4.3.4 Deckungsbeiträge und Sortimentserlöse (Matrix) 64

5. Die Verfahrensbewertung – Eine Gratwanderung zwischen Ökonomie und Umweltverträglichkeit 686. Literaturverzeichnis 71

Inhaltsverzeichnis

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Trotz anfänglicher Wuchsstockungen sind Kip-penaufforstungen des Lausitzer Braunkohlen-reviers ab dem Dickungsalter verhältnismäßig frohwüchsig (Stähr & Katzur 2005, Katzur & BöcKer 2010). Dann übertreffen sie sogar das biologische Ertragsniveau des Tagebau-umlandes. Beispielsweise schwankt die rela-tive Kiefernbonität auf Rekultivierungsflächen zwischen einer I.0 und II.5 Ertragsklasse. Der durchschnittliche jährliche Derbholzzuwachs (DGZD100) beträgt rund 7 bis 9 m3/ha (BöcKer et al. 1998, ende et al. 1999). Die erstaunliche Zuwachsleistung der stammzahlreichen Jung-bestände erfordert eine Intensivierung der Waldbewirtschaftung (SchlenStedt et al. 2014). So liegen die nachhaltigen Hiebssätze der

massenreichen Erstaufforstungen (Abbildung 1) auch aufgrund der gravierenden Durchfor-stungsrückstände in den ersten Pflege- bzw. Nutzungseingriffen höher als im Tagebauum-land (ertle et al. 2012).Schon ab einem Brusthöhendurchmesser (BHD) des ausscheidenden Bestandes von 10 bis 15 cm wird eine wertoptimierte Sorti-mentsaushaltung möglich. Meist geht es aber um eine vollständige, das heißt stoffliche und energetische Nutzung. Damit gewinnen öko-logische Aspekte an Bedeutung, sind doch die jungen Erstaufforstungen auf Kipproh-böden störungsempfindlich. Der Aufbau des Humuskörpers ist noch nicht abgeschlossen, die Nährstoffkreisläufe entwickeln sich allmäh-lich (Knoche 2001). Aufgrund des niedrigen Humusgehaltes bleiben Stickstoff (N), Phos-phor (P) und Kalium (K) in Jungbeständen wuchslimitierend (heinSdorf 2000, Knoche et al. 2000). Daneben gelten locker geschüttete Kippsubstrate gemeinhin als strukturlabil bzw. verdichtungsanfällig (StocK et al. 2007).Erste Anwendungsbeispiele neuer Holzernte-technologien verweisen auf eine hohe Arbeits-produktivität, trotz geringer Stückvolumen (u. a. eBerhardinger 2010, Stoll & Burger 2012). Vielversprechend sind kombinierte Fäll- und Sammelaggregate am Harvester oder die noch wenig verbreitete Fäller-Bündler-Tech-nologie („Feller-Buncher“) (Abbildung 2). Zwar ist die stoffliche Verwendung vorrangig, auch wenn dadurch der logistische Aufwand zunimmt. Anderseits erfordert die steigende Energieholznachfrage eine zunehmende Nut-zung schwacher, bisher ungenutzter Holzsor-timente. Bei entsprechenden Erlösen lassen sich somit die Pflegekosten verringern. Bisher liegen aber kaum vergleichende Verfahrens-studien vor, welche die gesamte Erntekette analysieren.

Abbildung 1: Ungepflegte Kiefer-Erstaufforstung mit Z-Stammfreistellung auf Kipproh boden, Alter: 45 Jahre

1. Pflegebedürftige Kiefern-Jungbestände und technologische Lösungen

Pflegebedürftige Kiefern-Jungbestände und technologische Lösungen

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Angesichts der variablen Kosten-Erlös-Struk-tur und zahlreichen Einflussgrößen verläuft die Diskussion kontrovers. Letztlich geht es aber immer um einen Kompromiss, nämlich zwischen Pflegenotwendigkeit, ökonomischen bzw. betrieblichen Zwängen und den Umwelt-kriterien:

• Ab wann sind frühe Eingriffe überhaupt lohnend, lassen sich waldbaulich notwen-dige, aber bisher aufgeschobene Pflege-maßnahmen nicht doch profitabel durch-führen?

• Mit welcher Maschinenkombination bzw. -konfiguration kann am besten auf dyna-mische Rohstoffmärkte, Lieferantenbezie-hungen und neue Aufgabenfelder reagiert werden?

• Wie wirkt sich der Nährstoffentzug durch Holzernte nachhaltig aus? Ist die Vollbaum-nutzung langfristig tolerierbar?

Während die waldbaulichen Pflegeziele wenig strittig sind, bedarf es umso mehr ausgewoge-ner Strategien für den Technikeinsatz.

Abbildung 2: Fäller-Bündler-Aggregat, Bracke C 16.b

Pflegebedürftige Kiefern-Jungbestände und technologische Lösungen

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2. Vier Holzernteverfahren im Vergleich

Der gesamte Verfahrensablauf der maschinel-len Holzernte einer typischen Erst- und -Zweit-durchforstung in Kippenwäldern wurde bis hin zur Holzabfuhr wissenschaftlich untersucht. Zur Evaluierung verschiedener Holzerntetech-nologien bzw. -verfahren in der Kiefernpflege wurden in Kooperation mit dem Landesbetrieb Forst Brandenburg (LFB) / Maschinenhof der Landeswaldoberförsterei Doberlug vier Vari-anten festgelegt, mit den Kurzbezeichnungen A bis D (Abbildung 4):

A. Energieholzharwarder auf Basis des Forwarders HSM 208 F, leichtes Har - vesteraggregat (MOIPU 250 ES),B. leichter Harvester vom Typ PREUSS 84 V.II, Fäll-Aggregat (KETO S1 Supreme),C. leichter Harvester vom Typ VALMET 901.3, Fäller-Bündler-Aggregat (BRACKE C 16.b) sowie,D. Hackschnitzelvollernter vom Typ PREUSS.

Tabelle 1: Einige Kennzahlen der im Ernteversuch genutzten Maschinen. Quellen: LFB, KWF

Maschine Länge (mm) Breite (mm) Höhe (mm) Gewicht (kg)Harvester PREUSS 84 V.II 10.400 2.700 3.700 13.500Harvester VALMET 901.3 4WD 6.445 2.650 3.875 14.080Hackschnitzelvollernter PREUSS 11.850 2.700 3.800 23.600Forwarder/Harwarder HSM 208F 6WD 9.950 2.650 4.000 16.300Mobilhacker JENZ HEM 420 DL 8.150 2.550 3.700 13.500

Abbildung 3: Holzernteprodukte: ISE (Hackschnitzel) und ISN (Polter)

Vier Holzernteverfahren im Vergleich

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Abbildung 4: Fotografische Übersicht der Holzerntemaschinen im Einsatz (Verfahren A, B, C, D)

A A

B B

C C

D D


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Die Holzernte mit den drei Verfahren A (Har-warder), B (Harvester) und D (Hackschnit-zelvollernter) konnte 2014 realisiert werden. Danach wurde das Verfahren Bn festgelegt. Hierbei kam im Februar 2015 der Harvester PREUSS 84 V.II mit neuem Fällaggregat inklu-sive Sammelfunktion (LOGMAX 4000 B) zum Einsatz. Verfahren C (Fäller-Bündler) wurde im Winterhalbjahr 2014/2015 untersucht.

Die Holzerntetechniken A, B und Bn wurden mit dem Forwarder HSM 208 F und einem Anhän-gerhacker JENZ HEM 420 DL auf der Wald-straße kombiniert (Abbildung 19). Im Verfahren C (Fäller-Bündler) erfolgte die Aufbereitung der vorkonzentrierten Vollbäume durch den Hack-schnitzelvollernter Typ PREUSS in der Rücke-gasse. Als Sortimente fielen je nach Erntetech-nik Industrieschichtholz (ISN mit 3 m Länge) und/oder ISE-Energieholz an (Abbildung 3).

Bei den Verfahren A, B, Bn, C (Aufbereitung der Vollbäume zu Hackschnitzeln) und D or-ganisierte der LFB, Maschinenhof der Lan-deswaldoberförsterei Doberlug den Tech-nikeinsatz. Der Fäller-Bündler arbeitete in Unternehmerregie nach Anweisung. Tabelle 1 enthält Kennzahlen der im Praxisversuch ein-gesetzten Maschinen.

Abbildung 5 illustrieren den Arbeitsablauf der Holzernteverfahren. In der Erntekette sind auf der senkrechten Achse die Prozessschritte (Art der Tätigkeit, „Was passiert?“) abgebildet. Die Waagrechte markiert den Arbeitsort: „Wo passiert etwas?

Abbildung 5: Arbeitsverfahren der Holzernte in Kiefernjungbeständen nach Art und Ort der Maßnahme:A, B/Bn-Kurzholznutzung (ISN-Industrieschicht-holz, 3 m lang, ohne Krone/Äste, ISE-Energieholz, 3 m lang, ohne Krone/Äste) C, D-Vollbaumnutzung (Hackschnitzel aus Krone/Äste/Holz)


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Tabelle 2: „Theoretische „Holzernteverfahren“: Kombinationen der Arbeitsvorgänge, Maschinen und Sortimente

Bezeichnung Maschinen im Einsatz SortimenteA_LAS Harwarder, Forwarder, Anhängerhacker LAS, ISN, ISE (Hackschnitzel)A_LAK Harwarder, Forwarder, Anhängerhacker LAK, ISN, ISE (Hackschnitzel)Ap Harwarder, Forwarder ISN, ISE (Polter)Ap_LAS Harwarder, Forwarder LAS, ISN, ISE (Polter)Ap_LAK Harwarder, Forwarder LAS, ISN, ISE (Polter)B_LAS Harvester, Forwarder, Anhängerhacker LAS, ISN, ISE (Hackschnitzel)B_LAK Harvester, Forwarder, Anhängerhacker LAK, ISN, ISE (Hackschnitzel)Bp Harvester, Forwarder ISN, ISE (Polter)Bp_LAS Harvester, Forwarder LAS, ISN, ISE (Polter)Bp_LAK Harvester, Forwarder LAS, ISN, ISE (Polter)

Weitere Holzernteverfahren: Kombination der Arbeitsgänge, Maschinen und Sortimente) Zur Bewertung von Handlungsoptionen wurden weitere „theoretische“ Holzernteverfahren de-finiert. Auf Basis der Harwarder- (A) und Har-vester-Technologie (B) lässt sich prüfen, in wie weit eine Aushaltung höherwertiger Stamm-holz-Sortimente (LAS, LAK) den Deckungs-beitrag beeinflusst (Tabelle 2).

In Kapitel 3.7 finden sich die nähere Angaben zu den Rahmenbedingungen der Kalkulation der technischen Arbeitsproduktivität (TAP), den Holzerntemengen und Sortimentserlösen.


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3.1 Flächenkulisse und Versuchsanordnung

Abbildung 6 zeigt die beiden Modellbestände im Forstrevier Kostebrau der Landeswald-oberförsterei Doberlug. Deren Festlegung erfolgte nach Revierbuch unter Berücksich-tigung der typischen Bestandeskulisse des Forstbetriebes. Innerhalb der Bestände soll-ten die Standort- (Substrat, Neigung, Ober-flächenrelief) und Bestockungsverhältnisse (Alter, Stammzahl, Durchmesser- und Höhen-verteilung, Vorrat) möglichst homogen sein.

Tatsächlich weisen forstliche Rekultivierungs-flächen mit ihren vielfältigen Wechsellagerun-gen und Substratgemengen häufig stark und kleinflächig kontrastierende Standortmosaike auf (SchlenStedt et al. 2014). Andererseits war für den Praxisversuch eine Flächengröße von mindestens 5 Hektar notwendig.

Abbildung 6: Lageübersicht der Modellbestände auf Rekultivierungsflächen des Lausitzer Braunkohlenberg-baus im Forstrevier Kostebrau des Landesbetriebes Forst Brandenburg (LFB), B1D-Erst-, B2D-Zweitdurch-forstungsbestand (Hintergrund-Quelle: OSM Landscape, Zugriff 11/2014)

3. Erst- & Zweitdurchforstung – Ein Praxisversuch

Erst- & Zweitdurchforstung – Ein Praxisversuch

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Abbildung 7: Erstdurchforstung- (oben) & Zweitdurchforstungsbestand (unten) vor dem Pflegeeingriff


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Tabelle 3 und Tabelle 4 kennzeichnen die im Revierbuch vermerkte Hiebssituation. Dem-nach unterschieden sich die Modellbestände bei gleicher Stammnährkraft und -feuchte (Z2) in ihrer Bonität, dem Pflegezustand und hin-sichtlich der Feinerschließung (Abbildung 7).

• B1D (Erstdurchforstung): In dem nur mä-ßig wüchsigen Modellbestand (EKL III.4) wurden bis auf eine selektive Freistellung der Z-Bäume im Jahr 2009 keine weite-ren Pflege- bzw. Holzerntemaßnahmen durchgeführt. Der aktuelle Eingriff stellt somit eine „klassische“ Erstdurchforstung mit Anlage von Rückegassen (Gassenab-stand: 20 m) dar.

• B2D (Zweitdurchforstung): Die Besto-ckung ist verhältnismäßig wuchsfreudig (EKL I.4) und massenreich. Mit der ersten Durchforstung im Jahr 2010 erfolgte eine planmäßige Feinerschließung (Gassenab-stand: 20 m). Im Vergleich zur Erstdurch-forstung B1D ist die Stammzahlhaltung bei gleicher Grundfläche deutlich verringert, was zu einem höheren Mitteldurchmesser führte.

Tabelle 3: Standortsinformationen der beiden Modellbestände aus dem Revierbuch (Stand: 05.12.2013) – Teil 1

Tabelle 4: Fortgeschriebene Kennwerte der beiden Modellbestände aus dem Revierbuch (Stand: 05.12.2013) – Teil 2

Bestand Adresse Klimastufe Standort Flächengröße [ha] Alter [Jahre]B1D 1622 | d | 2 | 2 Tm Z2 9,89 44B2D 1623 | a | 2 | 1 Tm Z2 8,84 45

Bestand Mittl. BHD [cm]

Mittl. Höhe [m]

Grundfläche [m²/ha]

Mittl. Vorrat [Vfm/ha]

Bestockungs-grad [Bo]

Relative Höhen-bonität [EKL]

B1D 14 10,1 28 129 1,07 III.4B2D 17 16 28 210 0,88 I.4


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Abbildung 8: Versuchsdesign des Modellbestands B1D (Erstdurchforstung, Luftbild-Quelle: ESRI, 2014) inkl. Lage der bodenkundlichen Untersuchungen; Nomenklatur der Versuchsblöcke siehe Text

Abbildung 9: Versuchsdesign des Modellbestands B2D (Zweitdurchforstung, Luftbild-Quelle: ESRI, 2014) inkl. Lage der bodenkundlichen Untersuchungen; Nomenklatur der Versuchsblöcke siehe Text


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Neben einer definierten Flächenkulisse er-fordern Ernteversuche die vollständige Mar-kierung des ausscheidenden Bestandes nach einheitlichen Kriterien. Hier erfolgte das Auszeichnen durch den Revierleiter negativ, gemäß den Behandlungsrichtlinien des Lan-desbetriebes Forst Brandenburg für die Kie-fernwirtschaft.

Die ertragskundlichen Inventuren ergaben je-weils nur geringe Bestockungsunterschiede zwischen den einzelnen Versuchsblöcken, was auf recht einheitliche Standorteigenschaf-ten hinweist (vgl. Kapitel 4.1.2). So konnten die Holzernteverfahren (Prüfglieder) randomisiert zugeordnet werden, mit der Einschränkung, dass aneinander grenzende Parzellen nicht durch dasselbe Ernteverfahren belegt sind.

Aus Abbildung 8 und Abbildung 9 wird der Versuchsaufbau ersichtlich. Die Nomenkla-tur nutzt die Kurzbezeichnungen der Erntever-fahren (A, B, C oder D; siehe Kapitel 2). Hinzu kommt eine fortlaufende Nummerierung (1 – 12); sie kennzeichnet die Prüfglieder. Der Harvester mit neuem Aggregat (Bn) begrenzt den Modell-bestand B1D östlich ohne Wiederholung. Dane-ben sind die Profilgruben der bodenkundlichen Standortaufnahme dargestellt (HoTech 1 bzw. HoTech 2). Weitere Messpunkte (1D ... bzw. 2D ...) verdeutlichen die Untersuchungen zum Be-fahrungseinfluss (vgl. Kapitel 3.3). Alle Versuchs-parzellen wurden markiert, um eine reibungslo-se Holzernte zu ermöglichen.

3.2 Waldwachstumskundliche Inventuren

Kleinräumige Standort- und Bestandesunter-schiede als auch subjektive Effekte (z. B. „Ta-gesform“ des Maschinenführers) können die Aussagekraft von Arbeits- bzw. Verfahrensstu-dien relativieren. Um diese „weichen Faktoren“ zu bewerten bzw. eliminieren, wurden die vier Verfahren mit dreifacher Wiederholung geprüft. Jeder Modellbestand besteht somit aus 12 Ver-suchsblöcken. Die räumliche Zuordnung der Verfahren erfolgte erst nach ertragskundlicher Charakterisierung. Es wurden folgende Primär-daten parzellenbezogen erfasst:

• Baumhöhe, H (Vertex Laser, Haglöf Sweden)• Brusthöhendurchmesser, BHD (elektronische Kluppe: Mantax Digitech, Haglöf Sweden)• Baumanzahl, N (manuell)

Abbildung 10: Alternierende Probeflächenanord-nung für ertragskundliche Erhebungen im Modell-bestand B1D (Erstdurchforstung)


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An 30 Kiefern erfolgten Höhenmessungen des verbleibenden und ausscheidenden Bestan-des, für drei, zufällig ausgewählte Teilflächen. Mit den korrespondierenden Brusthöhendurch-messern konnten je Modellbestand 12 individu-elle Bestandeshöhenkurven abgeleitet werden.

Die BHD-Werte wurden, getrennt für die be-standesbildende Baumart (Gemeine Kiefer) und das sonstige Laubholz klassifiziert (Abbil-dung 11):

• Lebender Baum, verbleibender Bestand• Lebender Baum, ausscheidender Bestand• Toter Baum, verbleibender Bestand• Toter Baum, ausscheidender Bestand• Zukunftsbaum

Aufgrund des unterschiedlichen Bestockungs- und Pflegezustandes kamen für die Durchmes-serverteilung zwei der Bestandesstruktur ange-passte Stichprobenmuster zur Anwendung:

(1) Im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) erfolgte die BHD-Aufnahme in Probeflächen von 20 m x 20 m Kantenlänge. In jedem der 12 Versuchsblöcke wurde systematisch al-ternierend eine Stichprobe mit Messung aller Individuen angelegt, das sind mindestens 200 Einzelbäume (Abbildung 10).

(2) Im Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-stung) wurden in jedem Versuchsbock vier bis fünf Pflanzreihen inventarisiert. Dies entspricht 200 bis 380 Durchmesserwer-ten pro Parzelle. Zur Plausibilitätskontrolle dienten die Stammzahlen des verbleiben-den und ausscheidenden Bestandes.

Das Datenmaterial wurde in eine eigens dafür erstellte PostgreSQL-Datenbank eingepflegt. Die Herleitung und Auswertung der Bestandes-kennwerte erfolgten mit der Software BWINPro 6.3 (döBBeler 2011), einem Programm zur Wald-bestandesanalyse und Prognose.

Abbildung 11: BHD-Messung (links) und Einmessen der Probeflächen (rechts) im Rahmen der ertragskundlichen Inventur der Bestände


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3.3 Bodenkundliche Aufnahmen

Die Bewertung der Standorteigenschaften ba-sierte auf der Arbeitsanleitung zur Bundeswei-ten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE 2006). Hierzu wurde in jedem Bestand eine flächenrepräsentative Profilgrube bis 1,20 m Tiefe angelegt (Abbildung 12), nach vorheriger Bohrstocksondierung. Die Ansprache erfolgte horizont- bzw. schichtenweise nach Boden-kundlicher Kartieranleitung (ag Boden 2005).

Im Weiteren folgt die ökologische Bewertung der Nordostdeutschen Standortserkundungs-anweisung (SEA 1995) und dem arBeitSKreiSeS StandortSKartierung (1996). Zur Bemessung von Bodenverdichtungen wurden bodenphysikalische Standardmethoden angewandt, hier die Bestim-mung des Trockenraumgewichtes und der Po-rengrößenverteilung. Im Modellbestand B1D lag der Schwerpunkt auf dem Verfahrensver-

gleich der Erntemaschinen während der Gas-senanlage und Erstdurchforstung. Dazu wurde die Fahrspur mit dem angrenzenden (unbefah-renen) Bestand verglichen. Im B2D stand die Auswirkung der Zweitbefahrung im Fokus, vor allem auch vor dem Hintergrund der techni-schen Befahrbarkeit.

Da die Rückegassen am Übergang zur Wald-straße am intensivsten befahren sind, wur-den hier die Aufnahmepunkte festgelegt. Die Entnahme ungestörter Mineralbodenproben erfolgte im Hauptwurzelraum mittels 100 cm³ Stechzylindern (n=5), jeweils für 0 – 10 cm und 15 – 25 cm Tiefe (Abbildung 13). Neben dem Trockenraumgewicht (rt) wurden über die Saug spannungs-/Wassergehaltsbeziehung (pF/WG) nach hartge & horn (1992) abgelei-tet: Gesamt-Porenvolumen (GPV), Luftkapazität (LK), Feldkapazität (FK), nutzbare Feld kapazität (nFK) sowie Totwassergehalt (TW).

Abbildung 12: Probenahme am Bodenprofil


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Eine dreifache Wiederholung in den einzelnen Untersuchungsblöcken sicherte die Repräsen-tativität für den Gesamtbestand. Um die ein-zelnen „Verfahrensstandorte“ nach Befahrung miteinander vergleichen zu können, wurde zu-nächst mit dem nicht parametrischen Kruskal-Wallis- Test bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 % nachgewiesen, dass alle Prüfglieder vor Erst- bzw. Zweitbefahrung der gleichen Grundgesamtheit angehörten. Danach folgte der nicht parametrische Mann-Whitney-U-Sig-nifikanztest zur Differenzierung der einzelnen Arbeitsverfahren. An den Bodenschürfen bzw. Messpunkten wurden folgende Kennwerte be-stimmt (Tabelle 5).

Parameter PrüfmethodepH-Wert DIN ISO 10390: 1997T-Wert (KAK pot), H-Wert FIB_AV06 (ehem. DIN 19684-8, Mehlich)Ca, Mg, K, Na DIN EN ISO 11885Ba (T-Wert) DIN ISO 10693KAK eff. HFA 3.2.1.1 1m NH4ClCa, Mg, K, Na, Fe, Mn, Al DIN EN ISO 11885N (ges.), C (ges.), S (ges.) DIN ISO13878, 10694, 15178Ca, K, Mg, P DIN ISO 11885 (HF-Aufschluss)Textur DIN 19683-2Totwasser (pF 4,2) DIN ISO 11274Trockenrohdichte DIN ISO 11272 2001-01pF 1,8 DIN ISO 11274Porenvolumen DIN 19683-13:2007-07

Tabelle 5: Laboranalytische Untersuchung des Mineralbodens


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Abbildung 13: Stechzylindernahme für die Bestimmung der Bodenverdichtung in der Rückegasse


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3.4 Nährstoffentzug durch die Holzernte

Pflanzenverfügbare Nährstoffvorräte

Es wurden die pflanzenverfügbaren Haupt-nährstoffvorräte (Calcium, Magnesium, Kalium und Stickstoff) von Mineralboden und Humus-auflage nach MeiweS et al. (2008) ermittelt (NH4Cl- bzw. BaCl2-Extrakt).Üblicherweise beziehen sich die kurz- bis mittelfristig mobilisierbaren Vorräte auf den effektiven Wurzelraum der bestandesbilden-den Baumarten (ag Boden 2005), das sind hier etwa 90 cm Bodentiefe. Jedoch nimmt die Wurzeldichte nach Profilbeschreibung im Unterboden rasch ab und damit das Aufnah-mevermögen. Um eine Überschätzung der tatsächlich verfügbaren Reserven zu vermei-den, wurden in Anlehnung an die forStliche StandortSaufnahMe (1996) Reduktionsfaktoren genutzt. So verringert sich die analytisch be-stimmte Nährstoffmenge ab der Tiefenstufe 30 – 60 cm um den Faktor 0,75.

Nährelemente im ausscheidenden Bestand

Zur Berechnung des nutzungsbedingten Nähr-stoffverlustes wurden 11 entnommene Bäume aus dem Versuchsblock 5 des Modellbestands B1D (Erstdurchforstung) vollständig analysiert. Es wird angenommen, dass unterschiedlich

dimensionierte Bäume einen spezifischen Wuchshabitus (z. B. Kronenprozent) aufweisen. Damit beeinflusst die soziologische Stellung von Probebäumen den rechnerisch abgelei-teten Nährstoffexport. Daher wurden ausge-hend von der bekannten Durchmesserver-teilung des ausscheidenden Bestandes drei Durchmesserklassen (DK) definiert:

• DK1: BHD < 10 cm• DK2: 10 cm < BHD < 14 cm• DK3: BHD > 14 cm

Jeweils zwei bis fünf repräsentative Vertreter je-der Durchmesserklasse wurden direkt nach der Holzernte noch auf der Waldstraße vermessen (BHD, TBD, Baumhöhe, Kronenbreite, Kronen-ansatzhöhe, Anzahl von Astquirlen und Ästen). Dann wurden die Vollbäume in fünf oberirdische Zielkompartimente unterschiedlich hoher Nähr-stoffgehalte und -speicherung zerteilt (Abbildung 14, links, vgl. JacoBSen et al. 2003, radeMacher et al. 2011, MeiweS et al. 2008), im Einzelnen:

• Derbholz ohne Rinde (> 7 cm Ø oR)• Rinde des Derbholzes (Derbrinde)• Schaftholz mit Rinde• Zweig- bzw. Astholz mit Nadeln (< 7 cm Ø mR, lebend)• Zweig- bzw. Astholz (< 7 cm Ø mR, tot)

oR = ohne Rinde, mR = mit Rinde

Abbildung 14: Kompartimentierung der Vollbäume für die Nährstoffanalytik; links: Entrindung des Derbholzes; rechts: Separation der Nadeljahrgänge von den Ästen


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Weiterhin erfolgte an mehreren als repräsen-tativ eingeschätzten Ästen je Messbaum eine Bestimmung des mittleren Massenverhältnis-ses von Astholz (inklusive Rinde) zu Nadeln. Dazu wurden die Nadeljahrgänge getrennt voneinander aufgenommen (Abbildung 15, rechts). Die Frischmassen aller Kompartimen-te (einschließlich Nadeljahrgänge) wurden im Wald gemessen. Im Labor erfolgte anhand repräsentativer Mischproben die Bestimmung des Trockengewichtes (105 °C) und der In-haltsstoffe (Tabelle 6).

Daraus ließ sich die Nährelementspeicherung eines jeden Kompartimentes bezogen auf die Trockenmasse kalkulieren. Unter Beachtung der Rückegassen wurden dann die Nährstoff-vorräte im ausscheidenden Bestand (gesam-te oberirdische Biomasse) berechnet. Dazu erfolgte eine Multiplikation der entnommenen Stammzahl je ha mit den mittleren Vorräten je Kompartiment und Durchmesserklasse.

Der Nährstoffentzugsindex

Der Nährstoffentzugsindex gilt als Indikator zur Bewertung des Nährstoffverlustes durch Bio-masseernte und für eine standortangepasste Nutzungsplanung. Er berechnet sich als Quoti-ent des Nährstoffvorrates im effektiven Wurzel-raum und dem Entzug bezogen auf den Produk-tionszeitraum eines Waldbestandes (MeiweS & Mindrup 2012). Damit wird der forstliche Stand-ort insbesondere unter dem Aspekt einer aus-reichenden Nährstoffversorgung für den aufsto-ckenden Bestand betrachtet (Tabelle 7).

Bei dieser Betrachtung bleiben die Nähr-stofffreisetzung durch Verwitterung und Ein-träge aus der Luft sowie die Stoffausträge durch Auswaschung etc. unberücksichtigt (vgl. hageMann et al. 2008).Angesichts dieser methodischen Unsicher-heiten können andere Indikatoren zu einer abweichenden Bewertung kommen. Für eine abschließende Einschätzung der stofflichen Nachhaltigkeit sind die ökosystemaren Stoff-bilanzen, Veränderungen der pflanzenverfüg-baren Nährstoffvorräte im Wurzelraum und die aktuelle Versorgungssituation einzubeziehen (KlincK et al. 2013).

Für die Kiefer wurde im Sinne der Bewirt-schaftungsziele und -maßnahmen nach dem „Grünen Ordner“ (Mlur 2004) bzw. BZT-Erlass (luthardt 2006) des Landesbetriebes Forst Brandenburg eine Produktionszeit von 100 Jahren festgelegt. Die 45- bzw. 46-jährigen Be-stände haben somit knapp die Hälfte ihres Pro-duktionszyklus erreicht. Für die verbleibenden Durchforstungsperioden wurde die Nutzungs-menge wie folgt geschätzt: Es wird im 5-jährigen Turnus mit einer durchschnittlichen Eingriffsstärke von 30 Efm/ha durchforstet. Daraus ergeben sich bei 10 Nutzungen in den kommenden 50 Jahren rechnerische 300 Efm/ha. Durch Mul-tiplikation des Erntevolumens mit der mittleren Trockenrohdichte von Kiefernholz (0,4 g/cm³) er-rechnet sich eine Trockenmasse von ungefähr 120 t/ha bis zum Ende des Bestandeslebens.

Tabelle 6: Laboranalytische Untersuchung der Baumkompartimente

Tabelle 7: Schwellenwerte für die Bewertung des Nährstoffentzugsindexes bei Waldbeständen nach Ahrends et al. (2011) bzw. Meiwes & Mindrup (2012)

Parameter PrüfmethodeN (ges.) DIN ISO 13878C (ges.) DIN ISO 10694Salpetersäure-Druckauf-schluss (MW)

EPA 3052

Ca, Mg, K, P DIN ISO 11885

Schwellenwerte (Ahrends et al. 2011)> 1 (Ca, Mg, K, N) unkritisch0,5 – 1 (Ca, Mg, K, N) kritisch< 0,5 (Ca, Mg, K, N) sehr kritischSchwellenwerte (Meiwes & Mindrup 2012)> 1 (Ca, Mg), > 0,7 (K) unkritisch0,5 – 1 (Ca, Mg), 0,4 – 0,7 (K) indifferent < 0,5 (Ca, Mg), < 0,4 (K) kritisch


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Um die zukünftigen Nährstoffentzüge abzulei-ten, wurde das im Versuch bestimmte Verhält-nis zwischen Nährstoff- und Trockenmasse auf die geschätzte Holzmenge übertragen. Für die Vollbaumnutzung wurden die gemessenen Massenanteile der Kompartimente zu Grunde gelegt.

Aktuelle Nährstoffversorgung

Zur Einordnung der aktuellen Versorgungs-situation und in Ergänzung des Nährstoffent-zugsindexes erfolgte im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) eine chemische Analyse der Nadelspiegelwerte. Der Interpretation die-nen die Schwellenwerte nach KrauSS & heinS-dorf (2005) bzw. heinSdorf (1999, Tabelle 8). Dabei sind die Grenzen der fünf Ernährungs- bzw. Versorgungsstufen fließend. Sie kenn-zeichnen Übergangsbereiche, wie sie durch zahlreiche Standorteinflüsse und Fremdstof-feinträge modifiziert werden können.

3.5 Schadensinventur nach der Holzernte

Sowohl Fäll- und Aufarbeitungsarbeiten (in-klusive Sortimentsaushaltung) als auch die Rückung des Holzes können Schäden am verbleibenden Bestand verursachen. So lag beispielsweise in Baden-Württemberg im Jahr

2008 der Anteil an bodennah geschädigten Kiefern bei immerhin 11 % der Stammzahl (nill et al. 2011). Die Vermeidung bzw. Mini-mierung von Stamm- und Wurzelverletzungen ist unbestritten eine Grundvoraussetzung für künftige hohe Erträge und qualitativ hochwer-tige Sortimente.

Zur Beurteilung der Holzernteverfahren wur-den in jedem Versuchsblock die sichtbaren Ernteschäden zwischen jeweils zwei benach-barten Rückegassen aufgenommen (insgesamt 25 Versuchsblöcke). Die Schäden des verblei-benden Bestandes definieren sich nach:

• Verletzung der Rinde stehender, lebender Bäume mit einer Mindestfläche von 10 cm² bis zu einer Baumhöhe von 6 m (Beispiel in Abbildung 15),• Schnittschäden im Holzkörper durch Messer bzw. Sägegarnitur des Fäll- aggregats von mindestens 1 cm Tiefe und 3 cm Länge.

Abbildung 15: Beispiel eines holzerntebedingten Stammschadens

Tabelle 8: Ernährungsstufen für wichtige Wirt-schaftsbaumarten und ihre Beziehung zum Waldwachstum, nach heinsdorf (1999)

Ernährungs-stufe

Versorgungs-zustand

Wachstum

I extremer Mangel sehr geringII mangelhaft gering bis mäßigIII ausreichend bis

optimalgut bis sehr gut

IV luxuriös noch sehr gut, aber zunehmen-de Instabilität

V sehr luxuriös bis „Überernährung“

sehr gut bis Schädigung


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Diese Festlegung geht davon aus, dass die Ge-meine Kiefer nach Rückeschäden in aller Re-gel keine lebensbedrohlichen Vitalitätsverluste zeigt. Vielmehr zielt die Schadensinventur auf spätere Qualitätseinbußen des Holzkörpers, wie z. B. Verfärbungen, Deformationen etc. Eine Unterscheidung in Fäll- und Rückescha-den unterbleibt. In dieser Betrachtungsweise zählt nicht das auslösende Moment sondern nur die Schadensintensität bzw. -art.Entsprechend dem Produktionsziel Sägeholz wurden ausschließlich Bäume der Kraft´-schen (1884) Baumklassen 1 und 2 (vor-, herr-schend) aufgenommen, unabhängig von der Anzahl der Rindenverletzungen je Baum. Da-rüber hinaus erfolgte eine separate Schadin-ventur aller gekennzeichneten und geasteten Zukunftsbäume.

3.6 Arbeitszeitstudien zur Ermittlung des Leistungsgrades

Forstliche Arbeitsstudien können gemäß RE-FA-Verband für Arbeitsstudien, Betriebsor-ganisation und Unternehmensentwicklung e.V. (refa, 1991) durchgeführt werden. Dabei werden die Arbeitsabläufe in Ablaufarten und ihre zugehörigen Zeitwerte, die Zeitarten, un-terteilt. Die Gesamtarbeitszeit (GAZ) bemisst sich aus der Reinen Arbeitszeit (RAZ) und den Allgemeinen Zeiten (AZ). Die Reine Arbeitszeit beschreibt planmäßige, der Erfüllung der Ar-beitsaufgabe dienenden Zeiten (löffler, 1991).

Die Allgemeinen Zeiten beinhalten alle mit der Erfüllung der Arbeitsaufgabe nicht unmittelbar verbundene Abläufe, also Rüst-, Pausenweg-, Verteil- und Erholzeiten.Die folgenden Arbeitsschritte (AS) wurden für alle vier (+ Bn) Holzernteverfahren definiert, wobei die Technikvarianten spezifische Ar-beitsschritte aufweisen (Tabelle 9).Zusätzlich wurden die mittleren Arbeitszeiten weiterer Arbeitsvorgänge erfasst, die direkt mit dem Ernteeingriff in Verbindung stehen. Hier-bei wurden eigene Zeitmessungen sowie Er-hebungen der Maschinenführer ausgewertet:

• Entleeren des Bunkers des Hack- schnitzelvollernters• Rücken des Energie- und Industrieholzes• Hacken des Energieholzes• Poltern des Industrieholzes

Tabelle 9: Definitionen der Arbeitsschritte der Reinen Arbeitszeit (RAZ) mit Bezug zu den betrachteten Holzernteverfahren

Abbildung 16: Grafische Benutzeroberfläche der am FIB e.V. entwickelten Zeitaufnahme software für Arbeitsstudien in der voll mechanisierten Holzernte

Arbeitsschritt (AS)

Beschreibung Holzernte-verfahren

AS 1 Fahren (während der Holzernte) A – DAS 2 Positionieren des Fällaggregates inklusive Durchführung des Fällschnitts A – DAS 22 erneutes Positionieren (Bündeln) inklusive Fällschnitt A – DAS 3 Fällen des Baumes bzw. der Bäume (gebündelt) A – DAS 4 Aufarbeitung (Aushalten der Sortimente) A, B, BnAS 5 Baum umwerfen A – DAS 6 Stämme umlagern, stapeln oder Korb beladen A – D


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Alle Fahrzeiten, die nicht den Erntevorgang selbst betreffen (Holzernte im engeren Sinn), wurden zur Auswertung normiert. Das sind beispielsweise Fahrten auf der Waldstraße zum Polterplatz. Nur so bleiben die Verfahren vergleichbar.

Die Arbeitszeiterfassung wurde als Vollerhe-bung durchgeführt. Demgegenüber hätte eine Multimomenthäufigkeits-Studie (MMH) für die sehr kurzen Arbeitsschritte ein enges, kaum mehr praktikables Beobachtungsintervall er-fordert. Die Vollerhebung vermeidet darüber hinaus jegliche Informationsverluste.Zum Beginn erfolgte die Zeiterfassung noch manuell, per Stoppuhr, Stift und Zettel (Ab-bildung 17, links). Ein Entwicklungsschritt war die direkte Übertragung der Messwerte in ein digitales Protokoll (Handheld bzw. Laptop) im Wald (Abbildung 17, rechts).

Als anwendungsfreundlichste Variante er-wies sich schließlich die am FIB e.V. entwi-ckelte Softwarelösung – HOTECH Zeiterfas-sung 0.4 (Abbildung 16). Hier übernimmt ein Computeralgorithmus die Zeitnahme und das Abspeichern nach gewähltem Verfahren, Ar-beitsblock und Arbeitsablaufschritten (AS), entsprechend der Nutzerinteraktion.

Die Vorbereitung und Auswertung der Mess-daten erfolgte skriptbasiert mit einer Postgre-SQL-Datenbank. Neben dem automatisierten Einlesen der Zeitaufnahme-Protokolle ließen sich semi-automatisierte Fehler- und Plausibi-litätskontrollen durchführen sowie Zeitsummen und Mittelwerte bilden. Die daran anschließen-de Datenanalyse erfolgte mit der Zielsetzung:

Abbildung 17: Arbeitszeiterfassung: manuelle Zeitnahme (links) und computergestützter Arbeitsplatz im Wald (rechts)


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• Bestimmung des mittleren Zeitbedarfs für die Holzernte je Baum bzw. Hektar eines jeden Verfahrens (Holzernte und erweiterte Arbeitsschritte),• Erfassung des Einflusses der Einarbei- tungszeit des Maschinenführers im Bestand („Lernkurve“) sowie• Bestimmung des Einflusses der Sammel- funktion von Fällaggregaten auf die Arbeitszeit.

3.7 Einstufige Deckungsbeitrags- rechnung mit Sensitivitäts - analyse

Kalkulationsgrundlagen: Maschinenkosten und Holzpreise

Die Gegenüberstellung von direkten (variab-len) Holzerntekosten und Sortimentserlösen ermöglicht eine verfahrensbezogene Kosten- und Leistungsrechnung. Diese einstufige De-ckungsbeitragskalkulation basiert auf den Er-gebnissen der Zeitstudien und den konkreten Holzerlösen des jeweiligen Modellbestandes.Dafür wurden sowohl die zurechenbaren Ma-schinenkosten als auch Sortimentserlöse und Umrechnungsfaktoren vom Landesbetrieb Forst Brandenburg (LFB) bereitgestellt bzw. mit die-sem abgestimmt. Den kalkulatorischen Ma-schinenkosten (Euro je Maschinenarbeitsstun-de: €/MAS, Tabelle 10) liegt das Schema des Kuratoriums für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF 2010) zu Grunde.Tabelle 11 listet die aktuellen durchschnittli-chen Holzerlöse im Landesbetrieb Forst Bran-denburg (LFB).Als praxisübliche Umrechnungsfaktoren zwi-schen den Volumeneinheiten und Holzmengen wurden verwendet:

• Festmeter (Fm) in Raummeter (Rm) (ISN) 1,52 (1 / 0,65)• Festmeter (Fm) in Schüttraummeter (Srm) (ISE, Holz) 2,50• Festmeter (Fm) in Schüttraummeter (Srm) (ISE, Vollbaum) 3,17

Zur Umrechnung von Festmeter in Schüttraum-meter wurde bei Hackschnitzeln aus Vollbaum-nutzung (ISE, Vollbaum) gegenüber Hackschnit-zeln aus reiner Holznutzung (ISE, Holz) ein höherer Faktor ermittelt. So liegt die Biomasse (atro) des Vollbaums im Mittel um 26,6 % höher als die Biomasse (atro) des Derbholzes (vgl. Nähr-stoffentzug, Kapitel 4.2.2).Die Kalkulation des mittleren Zeitbedarfs aller erweiterten Arbeitsvorgänge, wie des Rund-holz- und Hackschnitzeltransportes oder Hackens auf der Waldstraße, folgt den in Tabelle 12 ge-nannten Volumenmaßen.

Tabelle 11: Holzpreise der Sortimente (Quelle: LFB, Stand 2015)

Sortiment Preis [€]

Volumen-einheit

ISN 27 RmISE (Hackschnitzel) 9 SrmISE (Polter) 16 RmLAK 34 RmLAS (1b) B/C 59 FmLAS (1b) D 30 Fm

Tabelle 10: Prozesskosten (€/MAS) der während des Holzernteversuchs eingesetzten Maschinen

Maschine (Hersteller)

Verfahren Kostensatz [€/MAS]

Harvester (PREUSS) B 105,78Forwarder (HSM) A, B 84,86Harwarder (HSM) A 92,27Harvester (VALMET) C 108,37Anhängerhacker (JENZ) A, B 108,11Hackschnitzelvollernter (PREUSS)

C, D 238,53

Tabelle 12: Kapazität der zum Holztransport zwischen Bestand und Lagerplatz auf der nahen Waldstraße genutzten Maschinen

Maschine Volumen [m³]

Volumen-einheit

Forwarder (Rungenkorb) 7 FmHSVE (Bunker) 20 Srm


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Für jeden Modellbestand wurde die Summe der Holzerntemengen (je ha) aus den mittleren Er ntemengen abgeleitet. Dem potentiell unter-schiedlichen Sortimentsanfall (ISN, ISE) wurde dadurch entsprochen, als dass die realen Ernte-mengen je Holzernteverfahren einflossen. Die hektarbezogenen Holzerlöse ergaben sich dann durch Multiplikation der Holzerntemengen mit den Sortimentspreisen (Tabelle 11).

Zeitbedarf und Produktivität

Ausgehend von der spezifischen Arbeitszeit und tatsächlichen Holzmenge (Polter bzw. Hack-schnitzelmengen) wurde für jede Holzernte-maschine eine technische Arbeitsproduktivität (TAP in Fm/MAS) errechnet. Jedoch sind die TAP der beiden auf Vollbaumnutzung basie-renden Verfahren (C, D) nicht ohne Weiteres

Abbildung 19: Arbeitsschritt „Bunker entleeren“ des Hackschnitzelvollernters (HSVE)

Abbildung 18: Forwarder beim Beladen des Anhängerhackers (links) bzw. beim Poltern des Industrieholzes, ISN (rechts)


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mit denen der Stammholznutzung (A, B, Bn) vergleichbar, gerade wegen der unterschiedli-chen Sortimente und der spezifischen Arbeits-abfolge: „Rückung“, „Poltern“, „Hacken mit An-hängerhacker“, „Bunker entleeren“. Deshalb wurde neben der TAP der Holzerntemaschinen noch der mengenbezogene Zeitbedarf aller erweiterten Arbeitsschritte berücksichtigt (Ab-bildung 18 und Abbildung 19). Nur so lässt sich eine betriebswirtschaftliche Gesamtbewertung der Holzernte durchführen.

Herleitung der Verfahrenskosten

Nach der TAP-Bestimmung wurde mit der Hol-zerntemengen ein durchschnittlicher Arbeitszeit-bedarf je Flächeneinheit (MAS/ha) hergeleitet, sowohl für die eigentliche Holzernte als auch alle anderen Arbeitsvorgänge. Aus einer Multipli-kation der Maschinenkostensätze (€/MAS) und des Arbeitszeitbedarfs resultierten dann die Flä-chenkosten (€/ha). Diese Herangehensweise erforderte vorab eine Zuweisung der Maschinen zum jeweiligen Arbeitsvorgang des Holzernte-verfahrens.

Berechnung des Deckungsbeitrages

Gemäß Definition entspricht der einfache De-ckungsbeitrag den Holzverkaufspreisen (Um-satz) abzüglich der variablen Holzerntekosten. Als Teilkostenrechnung bildet er das finanziel-le Ergebnis für einen Kostenträger ab. Der DB entscheidet also über den betriebswirtschaft-lichen Sinn einer Maßnahme oder Produktart (Holzsortiment). Angestrebt wird der maximale Deckungsbeitrag in Abhängigkeit der Gesamt-menge oder einer Mengeneinheit. Andere be-triebsbezogene (Fix-)Kosten, wie allgemeine Verwaltungskosten oder anteilige Forstschutz-kosten, bleiben unberücksichtigt. In dieser Studie bezieht sich die Kalkulation auf das entsprechende Holzernteverfahren und die ausgehaltene Holzmenge je Hektar im jewei-ligen Modellbestand. Wegen der sehr umfang-reichen Datenmatrix erfolgte die Berechnung

der Deckungsbeiträge mit Hilfe einer robusten Datenbank-Anwendung. So wurden 10 „theo-retische“ Verfahrensvarianten simuliert (Kapi-tel 4.3.3).

Sensitivitätsanalyse

Die Sensitivitätsanalyse bemisst den Einfluss variabler Holzpreise und verschiedener Sorti-mente auf den Deckungsbeitrag. So unterlie-gen gerade die Holzpreise starken zyklischen Schwankungen und den Mechanismen des internationalen Holzmarktes, siehe hierzu die aktualisierten Holzernte- bzw. Erlösstatistiken (HMI) des Landesbetriebes Forst Branden-burg (LFB). Dagegen sind die Maschinen-kosten vergleichsweise stabil und neben den Investitionskosten und der Systemleistung von betrieblichen Faktoren abhängig, insbesonde-re der Auslastung.

So wurden einerseits verschiedene Preissze-narien für ISE und ISN betrachtet mit Erlös-spannen von 5 € bis 15 € bei Hackschnitzeln bzw. 20 € bis 34 € für Kurzschichtholz (ISN). Daneben galt es aber auch zu prüfen, inwie-fern das Aushalten höherpreisiger Sortimente, beispielsweise Stammholz (LAK oder LAS), möglich wäre und wie sich der Deckungsbei-trag bezogen auf die Maßnahme verändert. Dafür wurden mit Hilfe des Waldwachstums-simulators BWINPro 6.3 mittlere sortimentsbe-zogene Holzerntemengen bei folgenden Sorti-mentsmaßen bestimmt:

• LAK: Länge 2,5 m, Mindestzopf- durchmesser 11 cm• LAS: Länge 3,6 m, Mindestzopf- durchmesser 14 cm

Vereinfachend wurde festgelegt, dass der Zeit-bedarf für den direkten Erntevorgang beim Aus-halten zusätzlicher Sortimente gleich bleibt. Dagegen wurde der nicht unerhebliche Mehr-aufwand für die getrennte Rückung und den Transport einkalkuliert.


32

4.1 Standort und Bestockung

4.1.1 Die Kippbodenformen mit ihren pflanzenbaulichen Eigenschaften

Der 45-jährige Kiefernreinbestand B1D (Erst-durchforstung) stockt auf einem anlehmigen, grobsandigen Mittelsand des quartären Deck-gebirges. Im Zuge der initialen Humusanrei-cherung hat sich ein typischer Kipp-Regosol herausgebildet. Darüber hinaus gehende für die profilmorphologische Einstufung relevante Bodenbildungsprozesse werden nicht beob-achtet. Als Feinbodenform wird dieser Stand-ort als skelettreicher Klettwitzer Kippsand (rKlpS) kartiert. Diese Kippbodenform weist aufgrund ihres vergleichsweise hohen Kiesan-teils und der grobsandigen Matrix nur eine sehr geringe nutzbare Wasserspeicherkapazi-tät (nWSK 54 mm bis 1 m Bodentiefe) auf. Die für quartäre Kippsande typische Beimengung von Ton- und Schluffbrocken beträgt lediglich 1 Masse-%, so dass deren Auswirkungen auf den Wasserhaushalt vernachlässigbar sind. Das gesamte Profil ist durch eine mittlere La-gerungsdichte (LD) sowie hohe Luftkapazität (LK) nach ag Boden (2005) gekennzeichnet (Tabelle 13). Auch wenn das locker geschüt-tete Substrat gleichmäßig durchwurzelt wird, reicht der aktuelle Hauptwurzelraum nur bis 30 cm Bodentiefe.

Der den Bodentyp bestimmende Humusan-reicherungshorizont (Ah) ist 3,5 cm mächtig und hat gegenüber dem übrigen Profil mit 1,22 Masse-% viermal so hohe Kohlenstoffgehalte (Tabelle 14). Die organische Auflage selbst ist nach dieser kurzen Entwicklungszeit noch im Aufbau begriffen.

Neben der L- (Litter) und Of-Lage (Fermen-tierungshorizont) lässt sich nur eine sehr ge-ringmächtige Oh-Lage (Humusstoffhorizont) nachweisen. Nach Inventurergebnissen ähn-lich bestockter, aber älterer Kippenstandorte, wird sich daraus langfristig ein Rohhumus bis rohhumusartiger Moder entwickeln („Gleich-gewichtshumusform“).

Die pHKCl-Werte liegen zwischen 4,0 und 4,6 und kennzeichnen eine stark saure Boden-reaktion. Davon abgeleitet befinden sich der Hauptwurzelraum im Aluminium-, und der Unter-boden im Austauscher-Pufferbereich. Die Kati-onenaustauschkapazität (KAKeff) wird bis 1 m Bodentiefe als gering eingestuft. Dennoch ist die hohe Basensättigung (51 bis 86 %) bemer-kenswert. Die Austauscherbelegung mit Calci-um und Magnesium verspricht eine große Elastizität gegenüber exogenen und nutzungs-bedingten Versauerungseinflüssen (Abb. 20).

4. Zu den Ergebnissen: Von der Flächenaufnahme bis zum Deckungsbeitrag

Abbildung 20: Tiefenstufenbezogene effektive Austauschkapazität mit Säuren- und Basen-belegung in mmolc/kg im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Zu den Ergebnissen: Von der Flächenaufnahme bis zum Deckungsbeitrag

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Tabelle 13: Bodenphysikalische Kennwerte im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Gliederung Textur Biolog. Aktivität WasserhaushaltNr. Tiefe

[cm]Hor.-folge

Skelett [M %]

Sand [M %]

Schluff [M %]

Ton [M %]

Boden-art [SEA]

Boden-art [KA5]

Durch -wur zelung

Humus LDeff LK [Vol.-%]

nWSK [mm]

1 - 3,5 ijlAh 15,8 85 7 8 alS St2 stark stark 1,64 29,6 1,752 - 25 ijlC I 19 85 7 8 alS St2 mittel gering 1,64 29,6 10,83 - 32 ijlC II 19 85 7 8 alS St2 mittel mittel 1,64 29,6 3,54 - 90 ijlC III 17,5 85 7 8 alS St2 gering kein 1,6 30,9 34,25 - 100 ijlC IV 15,5 92 5 3 alS Ss keine gering 1,65 31,9 4,16 0 – 100 54,4LK = Luftkapazität, LDeff = effektive Lagerungsdichte, nWSK = nutzbare Wasserspeicherkapazität

Bodensteckbrief B1DAbt.: 1622 d1 (Revier Kostebrau) Versuch: Erstdurchforstungsbestand B1D Bodentyp: Regosol Feinbodenform: skelettreicher Klettwitzer Kippsand (rKlpS) Bodenart: St2 über mSgs Stammstandortsformengruppe: Tm-Z2

Abbildung links: Profilgrube mit Bodentyp Regolsol; rechts: Erstdurchforstungsbestand B1D

Bodenreaktion Kationenaustausch NährstoffpotentialNr. pH

(KCl)Pufferbereich KAK KAK S

BS BS ES C C/N Ca K Mg P Stamm-

Trophie[mmol/kg] [%] [%] [HF-Auszug mg/kg]

1 4,0 Alu minium 58 31 23 35 74 70 1,22 32,1 590 8540 445 111 Z2 4,0 Alu minium 30 16 9 27 58 51 0,32 29,1 217 8890 343 105 Z3 4,0 Alu minium 30 16 9 27 58 51 0,32 29,1 217 8890 343 105 Z4 4,6 Austauscher 18 13 12 64 93 86 0,11 15,7 220 8340 410 90 Z5 4,4 Austauscher 7 4 3 26 60 45 0,05 – 80 7360 97 36 Z6 Z – A M A Z – A ZKAK = Kationenaustauscherkapazität, S-Wert = Anteil austauschbarer Kationen, BS = Basensättigung, ES = Erdalkali-Sättigung, Z = ziemlich arm

pot eff Wert pot eff eff t

Tabelle 14: Bodenchemische Kennwerte im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)


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Gliederung Textur Biolog. Aktivität WasserhaushaltNr. Tiefe

[cm]Hor.-folge

Skelett [M %]

Sand [M %]

Schluff [M %]

Ton [M %]

Boden-art [SEA]

Boden-art [KA5]

Durch -wur zelung

Humus LDeff LK [Vol.-%]

nWSK [mm]

1 - 1,5 ijlAih 14,6 87 7 6 alS St2 stark mittel 1,53 34,3 0,92 - 30 ijlC I 13,8 88 6 5 alS Ss stark kein 1,53 34,3 16,23 - 100 ijlC II 18,9 88 6 3 S Ss keine kein 1,64 29,8 37,84 0 – 100 54,9Der lokal auftretende Kohlebereich in 30 – 60 cm Bodentiefe wurde aus der Bewertung ausgeklammert.LK = Luftkapazität, LDeff = effektive Lagerungsdichte, nWSK = nutzbare Wasserspeicherkapazität

Abbildung links: Profilgrube mit Bodentyp Lockersyrosem; rechts: Zweitdurchforstungsbestand B2D

Bodenreaktion Kationenaustausch NährstoffpotentialNr. pH

(KCl)Pufferbereich KAK KAK S BS BS ES C C/N Ca K Mg P Stamm-

Trophie[mmol/kg] [%] [%] [HF-Auszug mg/kg]

1 4,4 Austauscher 46 24 20 45 86 80 0,86 30,7 633 7180 386 53 Z2 4,4 Austauscher 23 15 14 59 88 82 0,33 33,0 460 7690 359 57 Z3 4,4 Austauscher 17 9,4 7 40 75 67 0,14 23,3 271 8350 219 62 Z4 4,4 Austauscher weit Z– A M A A ZKAK = Kationenaustauscherkapazität, S-Wert = Anteil austauschbarer Kationen, BS = Basensättigung, ES = Erdalkali-Sättigung, Z = ziemlich arm

Tabelle 16: Bodenchemische Kennwerte im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

pot eff Wert pot eff eff t

Tabelle 15: Bodenphysikalische Kennwerte im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

Bodensteckbrief B2DAbt.: 1623 a1 (Revier Kostebrau) Versuch: Zweitdurchforstungsbestand B2D Bodentyp: Lockersyrosem Feinbodenform: skelettreicher Klettwitzer Kippsand (rKlpS) Bodenart: St2 über mSgs Stammstandortsformengruppe: Tm Z2


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Während Kationenaustauschkapazität, Aus-tauscherbelegung und pH-Wert wichtige In-dikatoren des aktuellen bodenchemischen Zustandes sind, zeigt die Gesamtanalyse die potentielle Stammtrophie an. Demnach ist der Standort B1D langfristig ziemlich arm (Z) nährstoffversorgt. Während Kalium als mäßig nährstoffversorgt (M) eingestuft wird, kommen Calcium, Magnesium und Phosphor nicht über eine arme (A) bis ziemlich arme (Z) Nähr-stoffausstattung hinaus.

Der 46-jährige Kiefernreinbestand B2D (Zweit-durchforstung) ist durch vergleichbare Boden-eigenschaften und eine ähnliche bodengeolo-gische Ausgangssituation gekennzeichnet. Auf etwas weniger bindigem grobsandigem Mittel-sand ist die Bodenentwicklung aber noch nicht über einen Lockersyrosem hinausgegangen. So beträgt der Humusanreicherungshorizont (Ah) nur 1,5 cm. Auch enthält er mit 0,86 Mas-se-% weniger Kohlenstoff als die Fläche B1D. Nach seiner Kippbodenform handelt es sich aber ebenso um einen skelettreichen Klettwitzer Kippsand (rKlpS).Dabei entspricht die nutzbare Wasserspeicher-kapazität (54 mm bis 1 m Bodentiefe) den Ver-hältnissen des Erstdurchforstungsbestands. Der aktuelle Hauptwurzelraum reicht auch hier ledig-lich bis zu einer Bodentiefe von ca. 30 cm, ob-wohl die potentielle Durchwurzelungstiefe meh-rere Meter beträgt. Das gesamte Profil weist eine mittlere Lagerungsdichte sowie eine sehr hohe Luftkapazität auf (Tabelle 15).Die „kippentypische“ Beimengung von Ton und Schluff in Brockenform wird ähnlich wie im B1D auf unter 1 % geschätzt. Der Entwicklungszu-stand der Humusauflage im B2D gleicht dem Bestand B1D und wird identisch bewertet.

Der pHKCl-Wert von 4,4 signalisiert eine stark saure Bodenreaktion, was dem Austauscher-pufferbereich entspricht (Tabelle 16). Die Kationenaustauschkapazität (KAKeff) ist bis 1 m Bodentiefe als sehr gering zu bewerten und nimmt mit zunehmender Bodentiefe ab.

Basensättigung und Erdalkalisättigung bestä-tigen auch im Bestand B2D eine hohe Elasti-zität gegenüber versauernden Stoffeinträgen. Umgekehrt ist der Anteil austauschbarer Kati-onensäuren (Eisen, Aluminium, Mangan) deut-lich geringer (Abbildung 21).

Die Gesamtgehalte an Makronährstoffen be-scheinigen dem Standort insgesamt eine ziemlich arme Trophie (Z). Kalium weist die höchsten Vorräte auf. Gegenüber der Fläche B1D ist das langfristig pflanzenverfügbare Po-tential an Phosphor aber nur halb so hoch. Zusammenfassend sind die Versuchsflächen B1D und B2D als sehr ähnlich zu bewerten. In beiden Fällen handelt es sich um einen Klett-witzer Kippsand (rKlpS) im frühen Stadium der Bodenbildung. Die ziemlich armen, skelettrei-chen und speichertrockenen Kippsande wei-sen darüber hinaus ähnliche chemische Kenn-werte auf. Die Fläche B1D hat nur geringfügig bessere Zustands- und Stammeigenschaften. Obwohl die aufstockenden Bestände gleich alt sind, ist die Bodenentwicklung dementspre-chend etwas weiter vorangeschritten.

Abbildung 21: Tiefenstufenbezogene effektive Austauschkapazität mit Säuren- und Basen-belegung in mmolc/kg im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


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4.1.2 Ertragskundliche Kennwerte

Vor der Holzernte wurden in den beiden Modellbeständen detaillierte ertragskundliche Inventuren durchgeführt. Die abgeleiteten Be-standeskennwerte plausibilisieren die räum-liche Zuweisung der vier Ernteverfahren und gewährleisten deren Vergleichbarkeit.Die Grafiken in Abbildung 22 zeigen die Hö-henkurven des Gesamtbestands, basierend auf jeweils drei Messungen. Auffällig sind die geringen Unterschiede zwischen den Mess-reihen im Bestand B1D (Erstdurchforstung), die im Mittel weniger als 1 m aufwiesen. Dem-gegenüber streuen im Bestand B2D (Zweit-durchforstung) die Messwerte weiter, was auf kleinstandörtliche Inhomogenitäten verweist. Daher differieren auch die rechnerischen Aus-gleichsfunktionen.Die statistische Analyse (Software R; Mann- Whitney-U-Signifikanztest, p < 0,001) lieferte signifikante Unterschiede zwischen den Mess-reihen der beiden Modellbestände. Daher wur-de für beide Modellbestände jeweils eine spe-zifische Höhenkurve berechnet, welche nach der Kurvenanpassung (nach Michailow 1943, Formel 1) die in Tabelle 17 beschriebenen Pa-rameter aufwiesen und in die Berechnung der Bestandesvorräte sowie anderer abgeleiteter Kennwerte einfloss.

In Tabelle 18 und Tabelle 19 sind ausgewählte Bestandeskennwerte dargestellt. Die hektar-bezogenen Ergebnisse werden im Versuchs-block (VB) nach lebenden (L) und abgestorbe-nen (T) Bäumen differenziert.

Demnach weisen die abgestorbenen Bäume im Modellbestand B1D mit 6,0 cm bis 9,6 cm deutlich geringere Durchmesser als die leben-den Bäume (9,1 cm bis 14,2 cm) der betref-fenden Versuchsblöcke auf. Dies betrifft den verbleibenden und ausscheidenden Bestand.

Tabelle 17: Parameter der angepassten Höhen-funktion nach MichAilow (1943)

Modellbestand a0 a1

B1D 2,8897 -4,6729B2D 3,0715 -6,2349

Abbildung 22: Aggregierte Bestandeshöhenkurven von jeweils drei Messreihen in den Modellbeständen B1D (Erstdurchforstung) und B2D (Zweitdurchforstung)

Formel 1: Funktion der Höhenkurve nach Kur-venanpassung (MichAilow 1943); Parameter in Tabelle 17


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Die Höhen des Grundflächenmittelstamms im verbleibenden Bestand betragen 8,8 m (tot) bzw. 15,4 m (lebend). Die entnommenen Bäume erreichen zwischen 6,7 m (tot) und 13 m (lebend). Der verbleibenden Bestand weist Vor räte zwi-schen 125,6 Vfm (VB 1) und 176,0 Vfm (VB 12) auf. Das Holzvolumen der entnommenen Indivi-duen beträgt 55,2 bis 106,4 Efm, hier sind die abgestorbenen Bäume vernachlässigbar.

Im Mittel weist der Modellbestand B2D Durch-messer von 6,5 cm bis 16,8 cm und Höhen zwischen 7,0 m bis 16,5 m des Grundflächen-mit telstamms auf. Dagegen entspricht der mitt-lerer Vorrat im verbleibenden Bestand den Ver-hältnissen des Erstdurchforstungsbestandes B1D (159,4 Vfm; B2D: 156,6 Vfm).

Tabelle 18: Ertragskundliche Kennwerte für den Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

verbleibender Bestand ausscheidender BestandVB Fläche

[ha]Vi N/ha Dg Hg G/ha Vfm/

haEfm/

haN/ha Dg Hg G/ha Vfm/

haEfm/

ha1 0,405 L 1.550 12,7 14,5 19,6 125,4 105,4 2.650 9,5 12,5 18,8 92,6 77,8

T 75 6,5 9,5 0,2 0,3 0,2 425 8,5 11,7 2,4 9,7 8,12 0,402 L 1.825 13,2 14,8 25,0 164,8 138,4 1.875 9,3 12,3 12,8 61,6 51,8

T 50 8,0 11,1 0,2 0,9 0,8 425 7,1 10,2 1,7 4,1 3,43 0,444 L 1.825 13,1 14,7 24,6 160,6 134,9 2.325 9,6 12,6 16,9 85,4 71,8

T 100 7,6 10,8 0,5 1,5 1,2 925 7,1 10,3 3,7 9,2 7,74 0,497 L 1.825 13,1 14,7 24,6 160,3 134,6 2.200 9,6 12,6 16,0 80,3 67,4

T 250 6,9 8,3 0,9 1,8 1,55 0,773 L 1.550 14,3 15,4 25,0 173,5 145,7 2.350 10,1 13,7 18,9 100,8 84,7

T 350 6,9 10,1 1,3 2,6 2,26 0,841 L 1.350 14,2 15,2 21,4 145,9 122,5 2.775 10,3 13,0 23,0 125,0 105,0

T 25 7,4 10,6 0,1 0,3 0,3 300 6,7 10,2 1,0 1,6 1,47 0,947 L 1.750 13,3 14,8 24,2 159,6 134,0 2.325 9,8 12,7 17,7 91,8 77,1

T 275 7,4 9,8 1,2 3,3 2,88 0,979 L 1.800 13,9 15,1 27,4 185,3 155,7 2.700 10,0 12,9 21,2 111,9 94,0

T 200 7,3 7,2 0,8 2,3 1,99 0,971 L 1.800 12,8 14,5 23,1 149,1 125,3 3.700 9,3 12,3 25,0 120,1 100,9

T 25 6,1 8,8 0,1 0,0 0,0 125 6,4 9,0 0,4 0,4 0,310 1,034 L 1.450 13,9 15,1 21,9 148,1 124,4 2.675 10,2 13,0 21,7 116,7 98,0

T 350 8,2 6,7 1,9 7,2 6,011 0,941 L 1.850 11,9 14,1 20,7 127,1 106,7 2.500 9,3 12,3 16,9 81,2 68,2

T 200 6,8 9,1 0,7 1,4 1,112 0,470 L 2.250 13,4 14,8 31,5 209,5 176,0 2.750 9,1 12,2 18,1 85,5 71,8

T 25 6,0 8,9 0,1 0,0 0,0 275 6,9 10,0 1,0 2,0 1,7* VB: Versuchsblock; Vi: Vitalitätszustand; L: lebend; T: Totholz


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verbleibender Bestand ausscheidender BestandVB Fläche

[ha]Vi N/ha Dg Hg G/ha Vfm/

haEfm/

haN/ha Dg Hg G/ha Vfm/

haEfm/

ha1 0,642 L 927 15,6 15,8 17,6 126,9 106,6 636 9,7 12,6 4,7 23,8 20,0

T 5 7,2 10,5 0,0 0,1 0,0 31 7,5 10,8 0,1 0,4 0,32 0,649 L 1.190 15,7 15,8 22,9 164,5 138,2 855 10,1 13,0 6,9 36,7 30,8

T 142 7,5 7,1 0,6 1,8 1,63 0,680 L 1.350 15,4 15,7 25,1 178,4 149,8 922 9,3 12,3 6,3 30,4 25,5

T 146 8,4 9,7 0,8 3,3 2,74 0,561 L 1.312 15,5 15,7 24,8 177,9 149,5 517 8,9 12,0 3,2 14,3 12,0

T 48 6,5 9,6 0,2 0,2 0,2 168 7,9 11,1 0,8 2,9 2,55 0,727 L 877 17,7 16,5 21,5 163,2 137,1 189 9,9 12,8 1,5 7,6 6,4

T 10 7,5 8,3 0,0 0,1 0,16 0,692 L 1.156 16,6 16,1 25,0 183,8 154,4 763 9,8 12,7 5,8 29,7 25,0

T 12 8,8 9,8 0,1 0,3 0,3 191 8,4 9,7 1,0 4,2 3,57 0,746 L 1.286 14,7 15,4 21,8 151,5 127,3 803 9,7 12,6 5,9 30,0 25,2

T 18 7,7 10,8 0,1 0,3 0,2 265 8,8 11,8 1,6 7,3 6,18 0,622 L 1.529 15,0 15,5 26,9 189,2 159,0 595 9,4 12,4 4,2 20,4 17,1

T 35 7,3 10,4 0,1 0,4 0,3 117 7,4 10,6 0,5 1,5 1,29 0,507 L 687 16,8 16,2 15,3 114,3 96,0 515 9,7 12,6 3,8 19,2 16,1

T 86 7,5 7,0 0,4 1,2 1,010 0,764 L 899 16,0 15,9 18,0 130,3 109,5 882 10,1 12,9 7,1 37,6 31,6

T 95 8,0 10,7 0,5 1,7 1,411 0,903 L 1162 14,7 15,4 19,7 138,0 115,9 921 9,4 12,4 6,4 31,5 26,4

T 234 7,5 10,7 1,0 3,0 2,612 0,906 L 1256 15,1 15,6 22,5 159,2 133,8 960 9,3 12,3 6,5 31,5 26,5

T 16 6,7 9,8 0,1 0,1 0,1 144 7,1 10,3 0,6 1,3 1,1* VB: Versuchsblock; Vi: Vitalitätszustand; L: lebend; T: Totholz

Tabelle 19: Ertragskundliche Kennwerte für den Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

Allerdings zeigen die mittleren Volumen des ausscheidenden Bestands deutliche Unter-schiede (B1D: 83,9 Efm; B2D: 23,9 Efm), was den Pflegezuständen entspricht. Tabelle 20 gibt einen Überblick über die Nutzung (Nut-zungsprozent) im Verhältnis zu verschiedenen Bestandeskennwerten (Grundfläche, Vorrat in Erntefestmeter und Stammzahl).Beide Bestände unterscheiden sich in ihren spezifischen Nutzungsprozenten erheblich. Bezogen auf den Vorrat (Efm) erreicht bei-spielsweise der mittlere Wert im B1D in etwa das 2,5-fache der Zweitdurchforstung.


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Tabelle 21 fasst die Summen (Efm) bzw. arithmetischen Mittelwerte (Efm/ha) der Er-wartungswerte für jedes Holzernteverfahren zusammen. Die Streuung der Summenwerte in den Beständen ist durch unterschiedliche Flächengrößen bedingt. Für die Mittelwerte gilt: Sie sind im Modellbestand B1D für alle Ernte-verfahren vergleichbar (76,2 bis 89,6 Efm /ha). Ähnlich ist die Situation im Zweitdurchforstungs-bestand B2D. Hier beträgt die geplante mittlere Entnahmemenge zwischen 18,0 und 24,6 Efm/ha (Verfahren A, B und C), aber für das Verfahren D 30,4 Efm/ha, das sind 24 % mehr an Hiebs-masse.

Tabelle 21: Summen und Mittelwerte der erwar-teten Holzerntemengen (Efm bzw. Efm/ha) in Abhängigkeit vom Holzernteverfahren

Verfahren Summen (Efm) Mittelwert (Efm/ha)B1D B2D B1D B2D

A 158,7 47,6 88,6 24,6B 235,7 50,6 89,6 22,5C 187,6 38,1 81,1 18,0D 176,1 69,4 76,2 30,4

Tabelle 20: Spezifische Nutzungsprozente mit Bezug auf Grundfläche (G), Volumen (Efm) und Stammzahl (N) je ha im Vergleich der beiden Modellbestände; ohne Nutzungsmenge durch Feinerschließung (im Bestand B1D)

VB B1D (Erstdurchforstung) Nutzungsprozent [%] mit Bezug auf

B2D (Zweitdurchforstung) Nutzungsprozent [%] mit Bezug auf

G/ha Efm/ha N/ha G/ha Efm/ha N/ha1 52 45 65 21 16 422 37 28 55 25 19 463 45 37 63 22 16 444 41 34 57 14 9 335 45 37 64 7 5 186 53 46 69 21 16 457 44 37 6 26 2 458 45 38 62 15 1 319 52 45 68 22 15 4710 52 46 68 3 23 5211 46 39 59 27 2 512 38 29 57 24 17 46Mittelwert 45 38 62 21 15 42* VB: Versuchsblock


40

4.2 Ökologische Auswirkungen der Biomassenutzung

4.2.1 Bodenverdichtung nach Erst - und Zweitbefahrung – Technische Be fahrbarkeit

Als Folge der Befahrung mit Holzerntemaschi-nen kann es zu einer Verdichtung des Substra-tes, das heißt einer nachfolgend kompakteren Lagerung, kommen. Auswirkungen sind v. a. beim Gesamtporenvolumen und den luftge-füllten Grobporen zu erwarten (arBeitSKreiS StandortSKartierung 1996). Die Durchwur-zelbarkeit des Substrates mag hierdurch ir-reversibel beeinträchtigt werden. Da im zer-tifizierten Landeswald Brandenburg (nach PEFC-Kriterien) die Befahrung ausschließlich auf Gassen erfolgen darf, hat die Erhaltung der technischen Befahrbarkeit große Bedeu-tung. Gerade auf verhältnismäßig strukturla-bilen, grobporigen Kippenböden stellt sich die Frage, ob nach Mehrfachnutzung und einer intensiven Holzernte möglicherweise Instand-haltungsmaßnahmen nötig werden. Bisher liegen jedoch keine Informationen zur Befah-rungsempfindlichkeit von forstlich genutzten Kippenböden vor, was die Ergebnisse beson-ders wertvoll macht.

Verfahrensvergleich im Bestand B1D (Erstdurchforstung)

Bei den Vergleichsuntersuchungen im Erst-durchforstungsbestand sind folgende Fragen zu beantworten: Kommt es im Zuge der Erst-durchforstung im B1D durch die Befahrung mit Holzerntemaschinen zu einer Veränderung der Bodenstruktur? Wenn ja, bis zu welcher Tiefe ist dies nachweisbar? Gibt es gesicherte Un-terschiede zwischen den Arbeitsverfahren?

Bei allen untersuchten Arbeitsverfahren wird eine signifikante Verringerung der Luftkapazi-tät im Oberboden gemessen. Der Hackschnit-zelvollernter (D) mit den höchsten Maschinen-gewichten verursacht die größte Reduktion der Luftkapazität um ca. 50 % von 30 % auf 14 % (Abbildung 23). Ebendieses Verfahren führt auch in der Tiefenstufe 2 zu einer signifikanten Verringerung der Luftkapazität auf 19 %. Da-gegen haben alle übrigen Holzernteverfahren (A, B, C) keinen Einfluss auf die Luftkapazität in der Bodentiefe 15 – 25 cm.Bezüglich der Trockenrohdichte ergibt sich ein ähnliches Bild, wonach die Vollbaumnutzungs-verfahren in beiden untersuchten Bodentiefen einen signifikanten Einfluss verursachen (Ab-bildung 24). Das Harwarder-Arbeitsverfahren führte zur geringsten Bodenverdichtung. Ins-gesamt betrachtet liegt dieser Parameter in allen Verfahren aber über dem kritischen Wert von 1,60 g/cm3 nach Korotaev (1992) für das

Tabelle 22: Statistischer Vergleich der Arbeitsverfahren mit dem Parameter Luftkapazität im B1D, p≤0,05

Tabelle 23: Statistischer Vergleich der Arbeitsverfahren mit dem Parameter Trockenrohdichte im B1D, p≤0,05

Bodentiefe A vs. B A vs. D B vs. D A vs. C B vs. C D vs. C0 – 10 cm A=B A≠D B≠D A≠C B≠C D=C15 – 25 cm A=B A≠D B=D A=C B=C D=C

Bodentiefe A vs. B A vs. D B vs. D A vs. C B vs. C D vs. C0 – 10 cm A≠B A≠D B=D A≠C B=C D=C15 – 25 cm A≠B A≠D B=D A≠C B=C D≠C


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Kiefernwachstum. Hierdurch wird die Notwen-digkeit der Rückeschneisen und die Erhaltung ihrer technischen Befahrbarkeit untermauert.

Nach Tabelle 22 und Tabelle 23 erweist sich die Luftkapazität als ausgesprochen befah-rungssensitiv. So lassen sich die lastintensiven

Vollbaumnutzungsverfahren von den Kurz-holzverfahren trennen. Bei der Vollbaumnut-zung kommt entweder der Hackschnitzel-vollernter allein oder in Kombination mit dem kleinen Harvester (VALMET 901.3) mit Fäl-ler-Bündler-Aggregat (BRACKE C16.b) zum Einsatz.

Abbildung 23: Porengrößenzusammensetzung des Oberbodens im unbefahrenen Wald-bestand sowie in der benachbarten Rückegasse (Fahrspur) nach der Erstbefahrung 2014, Verfahrensvergleich, Signifikanzniveau siehe Abbildung 25


42

Damit wirken in beladenem Zustand mindes-tens 30 Tonnen auf die Fahrgasse. Allerdings bleiben jedoch die Gewichtsverteilung auf die Anzahl der Achsen sowie der Einfluss von Reifenbreite und -druck unberücksichtigt (Kontakt flächendruck).

Bei der Trockenrohdichte unterscheidet sich nur das Harwarder-Verfahren (A) in beiden Tiefen-stufen signifikant von den anderen. Möglicher-weise ist der Parameter Trockenrohdichte auf diesem Standort für einen Verfahrensvergleich nicht sensibel genug. Für die Ergebnisinterpre-tation muss jedoch beachtet werden, dass die Analysen im Praxisversuch durchgeführt wur-den. Daher ist nicht auszuschließen, dass sich die Anzahl der Überfahrten in den Holzerntever-fahren unterscheidet und somit auch die Boden-verdichtung beeinflusst. Hinzu kommen kleinräu-mige Sub stratwechsel (Standortmosaike) und der stabilisierende Einfluss von Grobwurzeln.

Einfluss von Erst- und Zweitbefahrung

In 2010 wurde im Versuchsbestand B2D (Zweitdurchforstung) die erste Pflegemaßnah-me sowie Gassenanlage durchgeführt. Hierbei kam es zur Erstbefahrung der Rückegassen mit leichtem Harvester und Forwarder. Vier Jahre später lässt sich der Befahrungseinfluss über die Porengrößenverteilung nachweisen. Während sich in den oberen 10 cm Bodentiefe die Luftkapazität von 31 auf 21 % verringert, führt der Maschineneinsatz in der Tiefenstu-fe 2 (15 – 25 cm) zu einer Abnahme auf 26 % (Abbildung 25). In beiden Fällen ist die Ver-änderung zwar signifikant, dennoch bleibt die Luftkapazität noch sehr hoch. Mehr noch ver-schiebt sich die Porengrößenverteilung hin zu den wasserspeichernden Mittelporen, was auf den wasserlimitierten Kippsanden zu einer er-höhten nutzbaren Feldkapazität führt.

Unter Befahrungseinfluss nimmt die Dichtlage-rung zu. Die Trockenrohdichte vergrößert sich durch die Erstbefahrung signifikant und über-schreitet insbesondere in den oberen 10 cm einen für die Gemeine Kiefer als kritisch ange-sehenen Wert von 1,60 g/cm³ (Korotaev 1992, Abbildung 26). Dies gibt einen ersten Hinweis auf mögliche Auswirkungen zur Durchwur-zelbarkeit der Gassen auf Kippenböden; ent-sprechende Nachweise stehen aber noch aus. Dagegen führt die Zweitbefahrung des vorver-dichteten Substrats zu keiner weiteren signi-fikante Veränderung der Bodenstruktur. Trotz mehrfacher Überfahrten mit dem beladenen Hackschnitzelvollernter (23,6 t Leergewicht) bleibt der Porenzustand stabil und die techni-sche Befahrbarkeit erhalten.Auch Messungen der Spurtiefe im Verhältnis zur Spurbreite belegen keine nennenswerte Veränderung nach Erst- bzw. Zweitbefahrung. So lassen sich weder Rinnenbildungen inner-halb der Fahrgasse noch Wulstbildungen in Richtung des angrenzenden Bestandes nach-weisen.

Abbildung 24: Trockenrohdichte im unbefahrenen Waldbestand sowie in der benachbarten Rücke-gasse (Fahrspur) nach der Erstbefahrung im Jahr 2014, Verfahrensvergleich, Signifikanz bei * p≤0,05; ** p≤0,01; *** p≤0,001


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Die bodenphysikalischen Messungen bele-gen die Bedeutung der Erstbefahrung und der damit verbundenen Verdichtung. Auf die-sem Sandstandort verursacht sie irreversible Strukturveränderungen. Eine intensive Folge-befahrung mit schweren Holzerntemaschinen führt aber zu keiner weiteren Komprimierung bzw. Deformation.

Offensichtlich liefert die Substratausstattung, insbesondere der hohe Skelettanteil, genü-gend Gerüst, um eine langfristige Befahrbar-keit der Gasse zu gewährleisten. Ein Bedarf an Instandsetzungsmaßnahmen kann bei ak-tueller Technikausstattung und -konfiguration ausgeschlossen werden.

Abbildung 25: Porengrößenverteilung des Oberbodens im unbefahrenen Waldbestand sowie in der benach-barten Rückegasse (Fahrspur) vier Jahre nach der Erstbefahrung, 2010 mit dem Harvester und Forwarder (B) sowie nach der Zweitbefahrung, 2014 mit dem Hackschnitzelvollernter (D)(Median, n=30), LK-Luftkapazität (weite Grobporen > 50 μm), nFK-nutzbare Feldkapazität (enge Grobporen, Mittelporen 50 – 20 μm), Totwasser (Feinporen < 0,2 μm), a b – signifikanter Unterschied, p=0,05)

Abbildung 26: Tiefenstufenbezogene Trocken rohdichte im B2D in 2014 mit und ohne Befahrungseinfluss > 1,60 g/cm³ – kritischer Wert nach KOROTAEV (1992)


44

4.2.2 Nährstoffentzug durch die Holz-ernte – Nährstoffnachhaltigkeit

Nährstoffvorräte im Boden

In Tabelle 24 werden die pflanzenverfügbaren Nährstoffvorräte des Erstdurchforstungsbe-standes B1D aufgezeigt. Sie beziehen sich auf den Auflagehumus sowie den Mineralbodens bis 60 cm Bodentiefe. Für die folgende Bewer-tung des Nährstoffentzugs durch die Holzernte gelten sie als pflanzenverfügbarer Nährstoff-pool, welcher den aufstockenden Bäumen im Laufe einer Bestandesgeneration zur Verfü-gung steht (vgl. Kapitel 3.4).

Im Kippsubstrat sind entsprechend der Mine-ralogie des quartären Deckgebirges sehr un-terschiedliche pflanzenverfügbare Nährstoff-vorräte messbar. Während Calcium mit 925 kg/ha den mit Abstand größten Anteil der basi-schen Kationen einnimmt, sind die Vorräte an Kalium und Magnesium mit 136 bzw. 129 kg/ha zwar ähnlich aber um ein Vielfaches kleiner. Dabei lagern über zwei Drittel des Kationenvorrates im Hauptwurzelraum bis 30 cm Bodentiefe. Verglichen mit den Werten der niedersäch-sischen Standortskartierung nach MeiweS et al. (2008) liegen die Elementbodenvorräte im sehr geringen Bereich, nur der Calcium-Ge-halt ist etwas höher.

Tabelle 25: Waldwachstumskundliche Erhebung von 11 Bäumen (Nährstoffanalyse), Mittelwerte der Durchmesserklassen (DK)

Tabelle 26: Prozentualer Anteil der Kompartimente am Gesamt-Kaliumvorrat einer mittleren Kiefer in den Durchmesserklassen DK 1 bis 3

BHD (cm)

TBD (cm)

H (m)

KAH (m)

KB (m)

H/BHD K % N (Astquirl)

N (Ast, lebend)

DK1 7,1 8,2 11,1 7,5 1,2 156,3 0,32 11,2 26,0DK2 11,7 15,2 14,7 9,2 1,9 126,3 0,38 13,7 39,7DK3 16,8 20,8 15,3 10,1 2,5 91,3 0,34 15,5 40,5N: Anzahl, BHD: Brusthöhendurchmesser, TBD: Triebbasisdurchmesser, H: Höhe, KAH: Kronenansatzhöhe, KB: Kronenbreite, K%: Kronenprozent, DK1: BHD < 10 cm, DK2: 10 cm < BHD < 14 cm, DK3: BHD > 14 cm

Anteil [%] der Kompartimente am Gesamt-KaliumvorratDH (oR) R (DH) SH (mR) Ast (L, oN) NJ 2013 NJ 2014 Ast (T)

DK1 44 14 9 7 15 11 0DK2 42 11 5 9 17 16 0DK3 44 10 3 10 13 19 1DH (oR): Derbholz ohne Rinde, R (DH): Rindes des Derbholzes, SH (mR): Schaftholz mit Rinde, Ast (L, oN): lebende Äste ohne Nadeln, NJ 2014: jüngster Nadeljahrgang, NJ 2013: alle älteren Nadeljahrgänge, Ast (T): tote Äste, DK1: BHD < 10 cm, DK2: 10 cm < BHD < 14 cm, DK3: BHD > 14 cm

Tabelle 24: Pflanzenverfügbare Nährstoffvorräte im Auflagehumus und Mineralboden im 45-jährigen Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Tiefenstufe Kohlenstoff Stickstoff Calcium Kalium MagnesiumMineralboden + Humus 55,0 t/ha 1,9 t/ha 925 kg/ha 136 kg/ha 129 kg/ha

Anteil am Gesamtvorrat (%)Humusauflage 67 69 16 18 60 – 30 cm 30 30 72 65 7630 – 60 cm 3 1 12 17 18


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Im Gegensatz dazu haben sich Kohlenstoff und Stickstoff erst in den letzten Jahrzehnten seit Aufforstung durch Sequestrierung bzw. Stoffeinträge (Düngung, Deposition) akkumu-liert. Rein rechnerisch ergibt sich für Kohlenstoff eine jährliche Akkumulationsrate von 1,3 t/ha, wovon 69 % auf die Humusauflage entfallen. Eng an den biologischen Stoffumsatz ge-knüpft und der Humusverteilung folgend, zeigt sich im Mineralboden ein stark abnehmender Gradient mit zunehmender Tiefe. Ähnliches gilt für Stickstoff, auch hier stellt die organische Auflage den mengenmäßig größten Speicher dar, während auf die Tiefenstufe 30 bis 60 cm nur 1 % des Stickstoffs entfällt.

Nährstoffentzug durch Biomassenutzung

Die Bestimmung der Nährstoffe des ausschei-denden Bestandes (Nadeln, Feinreisig bzw. Äste, Rinde und Stammholz) erfolgte an jeweils 11 Probebäumen in drei Durchmesserklassen (Tabelle 25). Mit einem BHD-Spektrum von 7 bis 17 cm und Höheverteilung zwischen 11 und 15 m bezieht die Analyse verschiedene soziale Klassen nach Kraft (1884) ein. So lässt sich ein unterschiedlicher Wuchshabitus berück-sichtigen, was möglicherweise Auswirkungen auf die Nährstoffverteilung nimmt.Beispielhaft für alle untersuchten Inhaltsstoffe zeigt Tabelle 26 die Kalium-Verteilung nach

Tabelle 27: Trockenmasse und Nährelementvorräte [t/ha] des ausscheidenden Bestandes im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Trockenmasse bzw. Nährelementvorrat [t/ha]DH (oR) R (DH) SH (mR) Ast (L, oN) NJ 2013 NJ 2014 Ast (T) TH Summe

TM 63,02 5,45 3,80 6,20 2,70 2,42 0,78 2,33 86,70Ct 32,28 2,87 1,93 3,15 1,44 1,29 0,41 1,21 44,58Nt 0,04 0,02 0,01 0,01 0,03 0,03 0,00 0,00 0,15Ca 0,05 0,04 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,00 0,12K 0,03 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,00 0,00 0,07Mg 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03DH (oR): Derbholz ohne Rinde, R (DH): Rindes des Derbholzes, SH (mR): Schaftholz mit Rinde, Ast (L, oN): lebende Äste ohne Nadeln, NJ2014: jüngster Nadeljahrgang, NJ2013: alle älteren Nadeljahrgänge, Ast (T): tote Äste, TH: Totholz (Baum)

Tabelle 28: Nährstoffvorräte im Boden und der Auflage, Nährstoffentzug durch Holzernte und Nährstoffent-zugsindizes im Bestandesalter von 45 Jahren (Erstdurchforstung)

Vorrat (t/ha) Entzug durch Holzernte (t/ha) Nährstoffentzugsindexim Boden &

AuflageVollbaum Derbholz

(mR)Derbholz

(oR)Vollbaum Derbholz

(mR)Derbholz

(oR)TM - 86,70 68,47 63,02 - - -Ct 55,00 44,58 35,15 32,28 1,23 1,56 1,70Nt 1,90 0,15 0,06 0,04 13,05 33,11 47,55Ca 0,93 0,12 0,08 0,05 7,48 11,12 19,51K 0,14 0,07 0,04 0,03 1,92 3,57 4,49Mg 0,13 0,03 0,02 0,01 4,98 8,46 11,27


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Baumkompartimenten. Während der Kali-um-Vorrat in der Rinde mit zunehmendem Durchmesser abnimmt, vergrößert sich umge-kehrt bei längerer Krone sein Anteil im aktuel-len Nadeljahrgang (NJ 2014). Bezogen auf den Einzelbaum befindet sich dimensionsunab-hängig der größte Kalium-Anteil im Holz ohne Rinde mit geringen Schwankungen zwischen 42 und 44 % am Gesamtvorrat. Im nächsten Schritt zeigt Tabelle 27 die flächenbezogene Hochrechnung der experimentell ermittelten Nährstoffanteile je Baumkompartiment mit den Inventurdaten.

Im Ergebnis hat die Erstdurchforstung bei Vollbaumnutzung einen kalkulierten Export von 45 t Kohlenstoff, 150 kg Stickstoff, 120 kg Calcium, 70 kg Kalium und 30 kg Magnesium je ha zur Folge. Bei reiner Derbholznutzung ohne Rinde, also dem ökologisch günstigsten Nutzungsszenario, sind dies 32 t C (71 %), aber nur 40 kg N (27 %), 50 kg Ca (42 %), 30 kg K (43 %) bzw. 10 kg Mg (33 %).

Nährstoffentzugsindex (aktuell und in Projektion)

Die Ableitung des Nährstoffentzugsindexes erfolgt für den „worst case“ einer Vollbaum-nutzung, wie sie die Arbeitsverfahren C und D darstellen, sowie bezogen auf das Derbholz mit und ohne Rinde.

Während der Index zunächst durch aus-schließlich reale Messwerten die Erstdurch-forstung charakterisiert wird (Tabelle 28), stellt Tabelle 29 eine kontinuierliche Derbholz- bzw. Vollbaumnutzung über das gesamte Bestan-desleben (Alter 100 Jahre) dar.

Bis dato, also bei Betrachtung des halben Be-standeslebens, kommt es nach dem ersten Durchforstungseingriff zu keinem kritischen Nährstoffentzug. Die Indexwerte liegen sehr deutlich über den Schwellenwerten von 1,0 (Ca, Mg, N) bzw. 1,0 /0,7 (K) nach ahrendS et al. (2011) und MeiweS & Mindrup (2012), bei deren Unterschreitung Vitalitäts- und Zu-wachsverluste wahrscheinlich sind. Aufgrund der überproportional hohen Nährstoffgehalte in der Rinde fällt die Bewertung bei Entnah-me von entrindetem Derbholz am besten aus. Am deutlichsten wird dies bei Calcium, dessen Entzugsindex sich auch bei Entrindung im Be-stand zwar halbiert, aber immer noch unkri-tisch bleibt.

Tabelle 29: Nährstoffvorräte im Boden und der Auflage, Nährstoffentzug durch Holzernte und Nährstoffentzugs-indizes prolongiert bis zum Bestandesalter von 100 Jahren (Erstdurchforstung und folgende Erntemaßnahmen)

Vorrat (t/ha) im Entzug durch Holzernte (t/ha)

Nährstoff-entzugs index

Entzug durch Holzernte (t/ha)

Nährstoff-entzugs index

Boden & Auflage Derbholz (oR) Derbholz (oR) Vollbaum VollbaumTM - 183,02 - 231,74 -Ct 55,00 93,75 0,59 118,92 0,46Nt 1,90 0,12 16,37 0,29 6,45Ca 0,93 0,14 6,72 0,20 4,52K 0,14 0,09 1,55 0,16 0,83Mg 0,13 0,03 3,88 0,06 2,09


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Andererseits nähert sich der Indexwert für Kalium mit 1,92 am ehesten dem Schwellen-wert, das Element ist deshalb besonders für die Risikobewertung geeignet. Aus Sicht der Waldernährung bleibt ein periodisch langfristi-ger Nährstoffentzug durch die Holznutzung mit Rinde bedenklich, da in diesem Kompartiment hohe Anteile an Makronährstoffen enthalten sind, vor allem Calcium.

Tabelle 29 schreibt nun die Nährstoffentzugs-indizes bis zum Ende des Produktionszeitrau-mes von 100 Jahren fort. Während der Index oR für Kalium mit 1,55 oberhalb der Risi-koschwelle liegt, wird diese Risikoschwelle bei einer konservativen Schätzung der Vollbaum-nutzung bis zum Alter 100 erreicht bzw. unter-schritten (Index 0,83), je nach Literaturquelle. Eine konsequente Entnahme der gesamten Biomasse bis zum Abtriebszeitpunkt ist daher nicht empfehlenswert. Hinzu kommt: Die ver-einfachte Bestimmung der Holzerntemengen unterschätzt perspektivisch den Nährstof-fentzug bei den Folgenutzungen. So wird sich möglicherweise auch das Kronen-Spross-Ver-hältnis mit zunehmendem Alter verändern.

Die Kalium-Vorräte im Boden sind für Kippen-böden nicht selten verhältnismäßig gering, dominant am Austauscher ist Calcium. Kalium wird nur aus den natürlichen Quellen der Mine-ralverwitterung (Glimmer, Illit, Kaliumfeldspäte) gespeist und kann nach mineralischer Dün-gung in Dreischichttonmineralen erneut festge-legt werden. Anderseits stehen die Kippenbö-den mit 45-jähriger Bodenentwicklung erst am Anfang der Verwitterung.

Die Freisetzung ihres Kaliumpotentials unter-liegt einer anderen Dynamik als in eiszeitlich entstandenen, natürlichen Waldböden Bran-denburgs. Diese sind bereits einer mehr als 10.000-jährigen Verwitterung und häufig inten-siven Nutzung ausgesetzt, sodass ein Großteil des Kalium-Potentials bereits freigesetzt bzw. ausgewaschen ist und durch Biomassenutzung exportiert wurde. Die pflanzenverfügbaren Nährstoffvorräte der Kippsubstrate und die sich gerade erst im Aufbau befindlichen Nährstoff-kreisläufe sind differenziert zu bewerten. Mög-licherweise reicht der Nährstoffentzugsindex alleine nicht aus, da hierbei die Nachlieferung aus Verwitterung unberücksichtigt bleibt.

Vitalitätseinstufung nach Nadelspiegelwerten

Andererseits ist der Gesamtstickstoff-Vorrat (Nt) des Bodens nicht gleichbedeutend mit der pflanzenverfügbaren Menge an Nährstoffen aus der Mineralverwitterung, wie sie für Kalium, Ma-gnesium und Calcium bestimmend ist. Wegen der heterozyklischen N-Fixierung in der humu-sorganischen Substanz entsprechen die ver-gleichsweise hohen Gehalte nicht zwangsläufig einer optimalen N-Versorgung der aufstocken-den Bestände. Entscheidend ist der mineralisier-bare Stickstoff, so dass im Wald zur Bewertung der Stickstoffversorgung auf die Nadelspiegel-werte zurückgegriffen wird. Nach Tabelle 30 ist ein akuter N-Mangel in den Nadeln nachweisbar und dies obwohl der Nährstoffentzugsindex mit 13,05 weit über dem Schwellenwert von 1 liegt. Obwohl sich anhand der Nadelspiegelwerte ein akuter Stickstoffmangel diagnostizieren lässt, treten keine diesbezüglichen Symptome auf.

Tabelle 30: Vitalitätseinstufung der Kiefern anhand der Nadelspiegelwerte (Versorgungsstufen)

Nadeljahrgang Stickstoff Magnesium Calcium KaliumNJ 2014 Mangel (II) Überversorgung (IV) Optimal-Überversor-

gung (III – IV)Optimal (III)

NJ 2013 und älter

Mangel (II) Überversorgung (IV) Überversorgung (IV – V)

Mangel-Optimal (II – III)

Optimal-Stufe III, Mangel-Stufen <II, Überversorgung-Stufen >III, nach Heinsdorf et al. (2000)


48

4.2.3 Bestandesschäden bei der Holz-ernte – Bestandespfleglichkeit

Das Eingriffsziel der Durchforstungsmaßnah-men ist nicht nur die pflegliche Wirkung auf die nutzbaren Standortressourcen (Wasser, Nährstoffe). Es geht vor allem um die Förde-rung der Wüchsigkeit, Vitalität und Qualität des verbleibenden Bestandes, besonders der Zukunftsbäume. In diesem Zusammenhang ist die Schadensanalyse ein weiteres Bewer-tungskriterium für einen Verfahrensvergleich (Tabelle 31, Abbildung 27).

Die Kurzholzverfahren Harwarder (A) und Harvester (B) verursachen in beiden Flächen mit 6,1 bis 15,4 % höhere Schäden am verblei-benden Bestand als die beiden Vollbaumver-fahren Fäller-Bündler (C) und Hackschnitzel-vollernter (D). Hauptschadensursache ist die Aufarbeitung durch die Aggregate. Während der Entastung sowie Ablängung kommt es ge-legentlich zum Reiben von Baumabschnitten gegen stehende Bäume. Dementsprechend ist auch der Schadensanfall im überbestock-ten Erstdurchforstungsbestand B1D höher. Hierbei ist beim Verfahren B der Schadensan-teil von 15,4 % problematisch. Die Ursache dafür beruht auf der defekten Feinjustierung bzw. Positionierung des gebrauchten Harves-teraggregates (KETO S1 Supreme) in diesem stammzahlreichen Bestand. Das neue Fällag-gregat (Verfahren Bn) führt zu einem deutlich geringeren Schadensprozent von 8,6 %.

Im Vergleich hierzu weisen die beiden Voll-baumverfahren deutlich niedrigere Schadens-werte auf, die hier vorrangig durch das Fällen und den Maschine-Baum-Kontakte entstehen. Ähnlich den Kurzholzverfahren nimmt der Be-standesschaden in der dichteren Bestockung zu, vor allem weil sich das Ablegen der vollbe-kronten Bäume aus Platzmangel schwieriger gestaltete. Der Hackschnitzelvollernter kann seine Vorteile gegenüber Verfahren C (Fäl-ler-Bündler) ausspielen: Die gefällten Bäume werden sofort gehackt, weitere Arbeitsschritte entfallen. Zudem besitzt das Aggregat neben seiner umfangreichen Sammelfunktion eine sehr gute Feinjustierung.

Von besonderem waldbaulichen Interesse ist die schadlose Freistellung der wertbestim-menden Zuwachsträger. In ihrer soziologi-schen Stellung, Vitalität und Werterwartung überlegen, wurde bereits durch eine vorherige Astung und selektive Freistellung investiert. Insgesamt befinden sich zwischen 5 und 31 Z-Bäume je ha in den 25 untersuchten Par-zellen, eine vergleichsweise geringe Anzahl. Durch den Durchforstungseingriff wurden davon 5,2 % im B1D und 2,6 % im B2D ge-schädigt. Da nur Rindenschäden mit einer Mindestfläche von 10 cm² und Freilegung des Holzkörpers dokumentiert wurden (vgl. Kapitel 3.5), ist zumindest von einem Quali-tätsverlust auszugehen. Dagegen sind aber keine Vitalitätseinbußen oder gar Absterbeer-scheinungen zu erwarten. Bisher liegen keine Erkenntnisse vor, dass solche Rindenverlet-zungen eine Eintrittspforte für holzzerstören-de Schaderreger sind, wie beispielsweise den auf Neulandböden besonders aggressiven Kiefern-Wurzelschwamm (heydecK & Knoche 2015).

Tabelle 31: Schadensinventur nach der Holzernte und -rückung in den Modellbeständen B1D (Erst-durchforstung) und B2D (Zweitdurchforstung)

Anteil von geschädigten Bäumen im Holzernteverfahren [%]B1D B2D

A 8,3 6,1B 15,4 6,6Bn 8,6 -C 5,1 3,7D 3,5 1,3


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Abbildung 27: Impressionen verschiedener Holzernteschäden im Erst- und Zweitdurchforstungsbestand


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4.3 Ökonomische Analyse der Holz ernteverfahren für die gesamte Erntekette

4.3.1 Die technische Arbeitsprodu k tivität

Reine Arbeitszeit – Ausschließliche Holzernte

Insgesamt wurden 28 Arbeitszeitstudien zwi-schen 30 und 279 min durchgeführt. Dies ent-spricht der dokumentierten Ernte von 8.229 Einzelbäumen oder 19.352 einzelnen Arbeits-schritten.

Die Ergebnisse der Zeiterfassung wurden auf den mittleren entnommenen Baum normiert, um die Holzernteverfahren vergleichbar zu machen. Dabei wurde der Zeitbedarf für die Arbeitsschritte separat je Verfahren und Mo-dellbestand summiert. Danach wurden die resultierenden Zeitsummen durch die entspre-chende Anzahl entnommener Bäume dividiert.Abbildung 28 stellt den mittleren Zeitbedarf der Arbeitsschritte (in Sekunden je Baum) für die vier Verfahren und den nachgerüsteten Harvester (Harv. neu) im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) gegenüber.

Das Harwarder-Verfahren A benötigt für die ausschließliche Holzernte im Mittel etwa 52 s je Baum. Demgegenüber liegt der mittlere Zeitbedarf der Ernteverfahren B (Harvester), C (Fäller-Bündler) und D (HSVE: Hackschnit-zelvollernter) bei etwa 15 bis 25 s. Zu den Ergebnissen im Detail: Die Verfahren B und D zeigen bei den Arbeitsschritten „Fahren“, „Positionieren“ und „Fällen“ vergleichbare Zahlen, wobei die Unterschiede im „Positi-onieren“ und „Positionieren (mehrfach)“ auf der, gegenüber dem Harvester-Fällaggregat, erweiterten Sammelfunktion des HSVE-Fäl-laggregats beruhen. Einige Arbeitsschritte, wie das „Aufarbeiten der Stämme“, fielen nur in den Verfahren A und B an, was sich gegen-über dem Hackschnitzelvollernter in einem insgesamt höheren mittleren Zeitbedarf nie-derschlägt. Der Arbeitsschritt „Beladen & Um-laden“ spielt vor allem beim Harwarder eine Rolle, da ein Sortiment (hier ISN) bereits wäh-rend des Erntevorgangs in den Rungenkorb abgelegt wird. Das Fäller-Bündler-Verfahren benötigt für den Fällvorgang eines Baumes nur eine Sekunde weniger als der Harvester obwohl das „Aufarbeiten“ entfällt. Neben dem erhöhten Zeitbedarf für die „Positionierung“ ist vor allem das „Fällen“ selbst zeitaufwändiger.

Abbildung 28: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte nach Ar-beitsschritten. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)


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So fehlt dem Aggregat BRACKE C16.b eine Funktion zur aktiven Neigungsunterstützung. Das Verfahren Bn (Harvester mit neuem Ag-gregat, LogMax 4000 B) zeigt gegenüber den Varianten Harvester mit altem Fällaggregat (KETO S1 Supreme) und Fäller-Bündler einen geringeren mittleren Zeitbedarf je Baum. Zum Einen verschiebt sich gegenüber dem Ver-fahren B das Verhältnis des Zeitbedarfs von Arbeitsschritt „Positionieren“ zu „Positionie-ren (mehrfach)“, aufgrund der modernisierten Sammelfunktion des neuen Aggregats. Ande-rerseits sind für das „Fällen“ und „Aufarbeiten“ geringere mittlere Zeiten gemessen worden. Zusätzlich wurden die Arbeiten mit dem alten Aggregat (Verfahren B) durch eine technisch mangelhafte Positions- bzw. Neigungsfunktion erschwert.

Die Bearbeitung des Modellbestands B1D (Erstdurchforstung) mit dem Verfahren C (Fäl-ler-Bündler) stellte im Ablauf der Holzernte eine Besonderheit dar. Im Gegensatz zu den ande-ren Holzernteverfahren erfolgten der Gassen-aufschluss sowie die Durchforstung in zwei se-paraten, nacheinander ablaufenden Schritten.

Dadurch wird ein Leistungsvergleich beider Maßnahmen möglich. Abbildung 29 verdeut-licht die mittleren Zeitsummen der Arbeits-schritte (s je Baum) in beiden Fällen. Dabei liegt der Arbeitsaufwand im Durchforstungseingriff gegenüber dem Gassenaufschluss etwas hö-her, in der Summe um 2 s je Baum. Obwohl das „Umlagern“ der gefällten Bäume beim Gassenaufschluss mehr Zeit beansprucht, ist der Zeitbedarf in der Durchforstung etwas hö-her, vor allem wegen des aufwändigeren „Po-sitionierens (mehrfach)“ sowie „Fällens“.

Abbildung 30 zeigt die mittlere Zeitsumme je Baum (in s je Baum) der Arbeitsschritte für die vier Ernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung). Die Verteilung der mittleren Zeitsummen ist mit den Ergebnissen des Bestandes B1D (Erstdurchforstung) ver-gleichbar. So benötigt das Verfahren A (Har-warder) mit etwa 52 s die längste Zeit für die ausschließliche Holzernte. Der mittlere Zeitbe-darf der Ernteverfahren B (Harvester), C (Fäl-ler-Bündler) und D (Hackschnitzelvollernter) bemisst lediglich 18 bis 30 s.

Abbildung 29: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte mit Fäller-Bündler (C) für den Gassenaufschluss und die Durchforstung im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)


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Tabelle 32: Technische Arbeitsproduktivität (TAP) für die ausschließliche Holzernte

Holzerntever-fahren

TAP (B1D) [Fm/MAS]

TAP (B2D) [Fm/MAS]

A 2,94 2,58B 7,45 4,63Bn 7,81 -C 6,51 7,45D 9,89 11,08

Harvester und Hackschnitzelvollernter weisen für die Arbeitsschritte „Fahren“, „Positionieren“, inklusive „Positionieren (mehrfach)“ und „Fäl-len“ vergleichbare Zeitsummen auf. Erst durch das zusätzliche „Aufarbeiten“ (Aushalten der Sortimente) benötigt der Harvester wesentlich mehr Zeit. Andererseits bearbeiten sowohl der Harwarder als auch das Fäller-Bündler-Sys-tem diese Arbeitsschritte (ohne „Aufarbeiten“) langsamer.

Im Vergleich beider Modellbestände wird er-sichtlich, dass, mit Ausnahme des Harwar-ders, alle Holzernteverfahren im B1D den mittleren Baum schneller bearbeiten als im B2D (18 % bis 25 % Zeitersparnis). Dabei ist jedoch zu beachten, dass hier der entnomme-ne Baum und nicht die geerntete Holzmenge als Bezugsgröße dient (vgl. TAP).

Tabelle 32 stellt die technische Arbeitsproduk-tivität (TAP) der Holzernteverfahren dar. Sie resultiert aus den Zeitstudien und bildet eine realistische Kalkulationsgrundlage für die Hol-zerntekosten in der Deckungsbeitragsrechnung. Trotz des niedrigeren mittleren Zeitbedarfs pro Baum ist bei den Holzernteverfahren C und D die TAP im B1D niedriger als im B2D. Die

Ernte verfahren A und B zeigen dagegen im Erstdurchforstungsbestand eine höhere Ar-beitsproduktivität. Ursache ist die unterschied-liche Holzerntemenge. Daneben beeinflussen die räumliche Verteilung der Einzelbaumvolu-men sowie der mittlere Abstand zwischen den entnommenen Bäumen die Arbeitsproduktivi-tät. Beispielsweise wird die Sammelfunktion bei der Durchforstung und Gassenanlage ver-schieden oft bzw. intensiv eingesetzt. Weiter-hin kann die Ausrichtung der Pflanzreihen in beiden Modellbeständen die Arbeitsproduktivi-tät beeinflussen: B1D – Fahrtrichtung während der Holzernte rechtwinklig zur Pflanzreihe, B2D – Fahrtrichtung während der Holzernte parallel zur Pflanzreihe.

Abbildung 30: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte nach Arbeitsschritten. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


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Sensitivitätsanalyse I – Einfluss der Einarbei-tungsphase auf die mittlere Arbeitsgeschwin-digkeit

Neben den standörtlichen, ertragskundlichen und technischen Voraussetzungen hängt die Effektivität von Holzerntemaßnahmen in be-sonderem Maße von der Ausbildungsstufe, individuellen Leistungsbereitschaft und „Ein-übung“ des Maschinenführers ab. Dazu wur-den folgende Hypothesen geprüft:

• Jeder Mitarbeiter muss sich zum Arbeitsbeginn in einer ihm noch unbe-kannten Fläche auf die jeweilige kom-plexe Hiebssituation einstellen (bewusst oder unterbewusst, „Lernkurve“).

• Während der Einarbeitung nimmt die Arbeitsgeschwindigkeit pro Baum zu, der Arbeitsablauf wird effizienter, die Produk-tivität verbessert sich.

Das Versuchsdesign erlaubt aufgrund der 3-fa-chen Wiederholung der Arbeitszeitstudien (je Verfahren und Modellbestand) die nähere Be-trachtung der „Einarbeitungsphase“ des glei-chen Maschinenführers. Dazu werden in Ab-bildung 31 (B1D) und Abbildung 32 (B2D) die mittleren Zeitsummen bei der Ernte eines Bau-mes dargestellt.

In beiden Modellbeständen sind mit Ausnah-me des Harwarders tendenziell geringere Be-arbeitungszeiten je Baum mit einer zunehmen-den Bearbeitungsfläche zu beobachten. Eine Einarbeitungsphase der Maschinenführer in die spezielle Bestandessituation ist in dieser Untersuchung kaum nachweisbar. Dies kann als Indiz für die Konstanz der Arbeitsgeschwin-digkeit gewertet werden, was auf die hohe Qualifikation des Personals im Technikeinsatz hinweist. Auch wenn die Ergebnisse auf einen Zusammenhang deuten, lässt sich der poten-zielle Effekt nicht eindeutig von anderen Ursa-chen trennen, wie z. B. der „Tagesform“ des Maschinenführers oder Witterungseinflüssen.

Abbildung 31: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängigkeit der Bearbeitungsreihenfolge. Vergleich der Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)


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Sensitivitätsanalyse II – Zeitbedarf für den Fällvorgang in Abhängigkeit der Baum-Anzahl je Fällbündel

Die ausgereifte Sammelfunktion moderner Fäl-laggregate verspricht einen Rationalisierungs-effekt bei der Durchforstung, gerade in schwä-cheren Jungbeständen. Mit der vorhandenen Datenbasis lässt sich dieser Vorteil bemessen.Dazu wurden die aufeinanderfolgenden

Arbeitsschritte „Positionieren“, „Positionieren (mehrfach)“, „Fällen“ und „Aufarbeiten“ zu jeweils einem Arbeitsvorgang bzw. Fällvorgang zusam-mengefasst. So beschreibt sich der Arbeitsvor-gang für die Entnahme eines Einzelbaums ohne Nutzung der Sammelfunktion wie folgt:

1. Positionieren – Baumnummer 12. Fällen3. Aufbereiten (wenn im Verfahren integriert)

Tabelle 33: Mittlerer Zeitbedarf für „Positionieren“, „Fällen“ und „Aufarbeiten“ [s je Baum] in Abhängigkeit der Sammelfunktion (n=1, n>1) im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Holzernteverfahren mittlere Bauman-zahl je Fällvorgang

mittlerer Zeitbedarf bei n=1 [s je Baum]

mittlerer Zeitbedarf bei n>1 [s je Baum]

Ratio Zeitbedarf je Baum (n=1/n>1)

A 1,13 47,05 31,12 1,51B 1,65 27,30 16,45 1,66Bn 2,36 28,57 15,73 1,82C (Gasse) 1,82 26,35 13,21 1,99C (Durchforstung) 2,39 35,58 17,67 2,01D 2,73 22,40 11,69 1,92

Abbildung 32: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängig-keit der Bearbeitungsreihenfolge. Vergleich der Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


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Dagegen folgt beispielsweise ein Arbeitsvor-gang für die Entnahme von drei Bäumen mittels der Sammelfunktion diesem Ablauf:

1. Positionieren – Baumnummer 12. Positionieren (mehrfach) – Baumnummer 23. Positionieren (mehrfach) – Baumnummer 34. Fällen5. Aufbereiten (wenn im Verfahren integriert)

In Tabelle 33 und Tabelle 34 ist der mittlere Zeitbedarf für die Arbeitsschritte eines Fällvor-gangs („Positionieren“, „Positionieren (mehr-fach)“, „Fällen“, „Aufarbeiten“) mit Bezug zur gesammelten Baumanzahl dargestellt.

In beiden Modellbeständen entnimmt der Har-warder die geringste Baumanzahl pro Fällvor-gang (1,13 Bäume im B1D bzw. 1,28 Bäume im B2D). Dagegen sammelte der Hackschnit-zelvollernter (Verfahren D) während eines Fäll-vorgangs im Mittel 2,73 bzw. 2,34 Bäume. Die mittlere Baumanzahl je Fällvorgang liegt beim Verfahren B (Harvester) in beiden Beständen höher als beim Harwarder. Das neue Aggre-gat des Verfahrens Bn weist gegenüber Ver-fahren B eine verbesserte Sammelfunktion auf, was sich in der deutlich höheren Leistung widerspiegelt. Der Fäller-Bündler sammelt wiederum eine größere Anzahl je Arbeits-vorgang als der Harwarder oder Harvester (B). Beim Vergleich des Gassenaufschlusses und der Durchforstung im B1D wird deutlich, dass Verfahren C während der Durchforstung mehr Bäume in einem Arbeitsvorgang nutzt. So müssen auf der Rückegasse auch Bäu-

me mit stärkeren Stubbendurchmessern im technischen Grenzbereich des Aggregates entnommen werden, was eine häufigere Nut-zung der Sammelfunktion verhindert. Die mitt-leren Zeitsummen je Baum beim Anlegen der Rückegasse sind niedriger als bei der Durch-forstung, unabhängig von der Baumanzahl je Bündel.

Das Bearbeiten von mehreren Bäumen je Arbeitsvorgang bringt in allen Ernteverfah-ren deutliche Zeitvorteile. Das Verhältnis des mittleren Zeitbedarfs von Einzelbaum zu Bün-del liegt bei mindestens 1,5. Dies wirkt sich in Kombination mit der mittleren Baumanzahl je Fällvorgang besonders vorteilhaft aus. So hal-biert sich im Bestand B1D die mittlere Zeitdau-er pro Baum gegenüber der Einzelbaument-nahme.

Mit Ausnahme des Verfahrens A wurde von allen Erntemaschinen im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) eine höhere mittlere Bau-manzahl je Arbeitsvorgang als im B2D (Zweit-durchforstung) geerntet. Dieses Ergebnis korrespondiert mit dem niedrigeren mittleren Zeitbedarf je Baum bei der Erstdurchforstung (vgl. Abbildung 29 und Abbildung 31).

Abbildung 33 (B1D) und Abbildung 34 (B2D) zeigen den Einfluss der gesammelten Bäume auf den mittleren Zeitbedarf für die Holzern-te eines Baumes. Daraus lässt sich ableiten, inwieweit eine Kapazitätsverbesserung der Sammelfunktion die Arbeitszeit beeinflusst. Ge-nerell nehmen die mittleren Zeitbedarfswerte

Tabelle 34: Mittlerer Zeitbedarf für „Positionieren“, „Fällen“ und „Aufarbeiten“ je Baum in Abhängigkeit der Sammelfunktion (n=1, n>1) im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

Holzernteverfahren mittlere Bauman-zahl je Fällvorgang

mittlerer Zeitbedarf bei n= 1 [s je Baum]

mittlerer Zeitbedarf bei n>1 [s je Baum]

Ratio Zeitbedarf je Baum (n=1/n>1)

A 1,28 51,89 30,38 1,71B 1,38 32,19 21,00 1,53C 1,64 29,57 16,90 1,75D 2,34 22,15 14,70 1,51


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bei allen Holzernte verfahren mit zunehmender Anzahl der gesammelten Bäume ab. In beiden Modellbeständen liegen die Kurven der Ver-fahren B, Bn, C und D enger zusammen als bei A. Dabei variieren die Kapazitätsgrenzen der Maschinen zwischen 3 bis 4 Bäumen beim Harwarder und Harvester gegenüber 8 für den Fäller-Bündler und HSVE. Allerdings kann der Fäller-Bündler in der Zweitdurchforstung B2D weniger Bäume je Fällvorgang sammeln.

Dies weist auf den technischen Grenzbereich der Sammelfunktion im stärker dimensionier-ten Bestand hin. Möglicherweise beeinflussen aber auch die Ausrichtung der Pflanzreihen sowie eine schräge Ablage des Holzes im Be-stand („Fischgräte“) die Leistung.Mit zunehmender Baumanzahl (Sammelfunk-tion) nimmt der relative Zeitgewinn für den Fällvorgang bezogen auf den „Mittelbaum“ ab. Die Entnahme von mehr als 5 bis 6 Stämmen

Abbildung 33: Mittlerer Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängigkeit der Baumanzahl je Fällvorgang im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Abbildung 34: Mittlerer Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängigkeit der Baumanzahl je Fällvorgang im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


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bringt in keinem Modellbestand messbare Geschwindigkeitsvorteile. Diese Ergebnisse gelten für den beschriebenen Bestockungs-zustand und sind nicht ungeprüft auf andere Bestandesverhältnisse übertragbar.

Reine Arbeitszeit – Erweiterte Arbeitsvorgänge der Holzernte

Die vorangestellten Zeitstudien beschreiben die einzelnen Arbeitsprozesse der Holzernte im engeren Sinn. Für eine umfassende Ver-fahrensbewertung, vor allem aus betriebswirt-schaftlicher Sicht, müssen aber alle nachge-ordneten Arbeitsvorgänge bis zum Verkauf des Holzes einbezogen werden, wie das Holz-rücken, Poltern oder Hacken des Energiehol-zes auf der Waldstraße.

Dabei korrespondiert ihr Zeitbedarf mit der ent-nommenen und zu bewegenden Holzmenge nach Tabelle 35. Es ist zu beachten, dass dem Energieholz-Sortiment ISE unterschiedliche Umrechnungsfaktoren (A, B und C, D) zugrunde liegen (siehe Kapitel 3.7).

Für alle Fahrzeiten außerhalb des Bestandes (Holz- und Hackschnitzeltransporte) wurde eine mittlere Zeitdauer je Maschinenzug (Harwarder, Forwarder oder HSVE) definiert (Tabelle 36). Un-terschiedliche Fahrtstrecken zu den Polter- und Containerstellplätzen haben logistische Gründe und sind nicht verfahrensabhängig.

Wie aus Tabelle 37, Tabelle 38 und Tabelle 39 ersichtlich, hängen Zeitbedarf und technische Arbeitsproduktivität direkt von der verarbeite-ten Holzmenge ab. Die Zeitdifferenz beim Rü-cken des Industrieholzes zwischen den beiden Modellbeständen beruht auf den durchschnitt-lich höheren Fahrzeiten des Forwarders in der Zweitdurchforstung. Wegen des geringeren Hiebsanfalls sind dort für das gleiche Holzvo-lumen weitere Entfernungen zwischen den im Bestand vorkonzentrierten Rohholz-Stapeln zurückzulegen.

Tabelle 35: Verteilung der mittleren Holzerntemen-gen je Verfahren und Modellbestand

Holzern-tever-fahren

Holzerntemengen [Fm/ha] im B1D

Holzerntemengen [Fm/ha] im B2D

ISN ISE ISN ISEA 83 47 17 33B 39 91 15 35Bn 46 84 - -C, D 127 46

Tabelle 36: Definition der mittleren Zeitdauer für Transporte [min je Maschinenzug – MZ] außerhalb des Bestands zum Lagerplatz (Polter/Container)

Sortiment Zeitdauer für Transport zum Polter/Container [min/MZ]

ISN/ISE 5,0

Arbeits-vorgang

Zeitdauer [min/Fm]

TAP [Fm/MAS]

Rücken mit Forwarder (B1D)

4,7 12,8

Rücken mit Forwarder (B2D)

5,4 11,1

Poltern mit Forwarder (B1D)

1,6 37,5

Poltern mit Forwarder (B2D)

1,1 54,5

Tabelle 37: Mittlere Zeitdauer und technische Ar-beitsproduktivität (TAP) für die erweiterten Arbeits-vorgänge der Holzernteverfahren A (Harwarder) und B (Harvester). Sortiment: ISN

Tabelle 38: Mittlere Zeitdauer und technische Ar-beitsproduktivität (TAP) für die erweiterten Arbeits-vorgänge der Holzernteverfahren A (Harwarder), B (Harvester) und D (Hackschnitzelvollernter). Sortiment: ISE

Arbeitsvorgang Zeitdauer [min/MZ]

TAP [Fm/MAS]

Rücken (Forwarder) 35 12,0Hacken (Forwarder + Anhängerhacker)

25 16,8

Entleeren Bunker (HSVE)

6,5 58,3


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Auch das nachfolgende Hacken mit dem Hackschnitzelvollernter im Verfahren C (Fäl-ler-Bündler) ist im B2D zeitintensiver. Neben der Biomasse spielt die Ausrichtung der abge-legten Vollbäume eine Rolle. So erweist sich die Zwischenablage in Längsrichtung der Rü-ckegasse als günstig (B1D). Wird dagegen das Holz schräg zur Fahrtrichtung als „Fischgräte“ gestapelt nimmt der Zeitbedarf zu (B2D).

Die beiden folgenden Grafiken ergänzen die Zeitbedarfswerte der Holzernte im engeren Sinn (Abbildung 35 und Abbildung 36) um die erweiterten Arbeitsvorgänge. Der flächenbe-zogene Zeitbedarf jedes Arbeitsprozesses entspricht der durchschnittlichen Holzernte-menge je ha dividiert durch die mittlere TAP.

Im Erstdurchforstungsbestand B1D benötigt das Harwarder-Verfahren (A) für die erweiterte Holzernte etwa 55 Maschinenarbeitsstunden (MAS) je ha. Im Vergleich hierzu ist der mitt-lere Zeitbedarf in den Varianten B (Harvester), Bn, C (Fäller-Bündler) und D (Hackschnitzel-vollernter) insgesamt geringer. Zwar wird das Industrieholz (ISN) im Harvester-Verfahren durch eine zusätzliche Maschine (Forwarder) gerückt, wodurch sich der Zeitbedarf in den erweiterten Arbeitsvorgängen erhöht. Dessen ungeachtet, benötigt das Holzernteverfahren B insgesamt aber weniger Zeit als der Harwar-der. Das Ernteverfahren Bn weist gegenüber B neben dem leistungsfähigeren Fällaggregat mit erweiterter Sammelfunktion auch eine an-dere Sortimentsverteilung auf (vgl. Tabelle 35). Daraus resultiert ein Zeitgewinn von etwa 1,1 MAS/ha für die erweiterte Holzernte.

Das Fäller-Bündler-Verfahren (C) braucht ins-gesamt 4,9 MAS je ha weniger als die Harves-ter-Variante (B). Gegenüber dem Hackschnit-zelvollernter (HSVE, Verfahren D) fällt der Zeitbedarf jedoch um 14,5 MAS je ha höher aus.

Tabelle 39: Mittlerer Zeitbedarf und technische Arbeitsproduktivität (TAP) des Hackens [min/Srm] mit Hackschnitzelvollernter im Verfahren C (Fäller-Bündler). Sortiment: ISE

Bestand Zeitdauer für Hacken (HSVE) [min/Srm]

TAP [Fm/MAS]

B1D 1,2 16,2B2D 1,5 12,6

Abbildung 35: Summierter Zeitbedarf [MAS je ha] für die Holzernte inklusive der erweiterten Arbeitsvorgänge. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)


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Das Entleeren des Bunkers beansprucht we-niger Zeit als das Rücken, inklusive Poltern des Rohholzes in den Verfahren A und B/Bn. Insgesamt vergrößert sich der Zeitgewinn des Hackschnitzelvollernters zu allen anderen Hol-zernteverfahren, wenn die erweiterten Arbeits-vorgänge mit betrachtet werden.

Auch im Zweitdurchforstungsbestand B2D ist die summierte Zeitdauer des Ernteverfahrens A (Harwarder) mit 25,0 MAS je ha mit Abstand am höchsten (Abbildung 36). So beträgt der Un-terschied zum Harvester 6,9 MAS je ha. Hier ist der geringere Zeitaufwand für die Holzernte ausschlaggebend. Der höhere Zeitaufwand für den nachgelagerten Arbeitsschritt Rücken des ISN fällt kaum ins Gewicht. Das Verfahren C (Fäller-Bündler) benötigt 6,8 MAS je ha we-niger als die Harvester-Variante B. Gegenüber dem Hackschnitzelvollernter (HSVE, Verfah-ren D) fällt der Zeitbedarf aber noch mehr als doppelt so hoch aus, ähnlich wie im Erstdurch-forstungsbestand B1D.

Abbildung 36: Summierter Zeitbedarf [MAS je ha] für die Holzernte inklusive der erweiterten Arbeitsvorgänge. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


60

4.3.2 Deckungsbeiträge in den Holzernteverfahren

Als einfacher Deckungsbeitrag bzw. erntekos-tenfreier Holzerlös wird die Differenz zwischen den erzielten Holzpreisen (Reinerlösen, Um-satz) und direkten oder variablen Kosten, also Herstellungskosten bezeichnet. Mit anderen Worten handelt es sich um den Betrag, der die betrieblichen Fixkosten abdeckt. Die Erfolgs-ermittlung bezieht sich auf die gesamte Hol-zernte einer 1 Hektar großen Bezugsfläche mit den im Kapitel 2 sowie 4.1.2 definierten Bedin-gungen.

Den Berechnungen liegen die im Holzernte-versuch gemessenen Erntemengen (siehe Tabelle 35) sowie die technische Arbeitspro-duktivität der Verfahren zugrunde, wie sie im vorigen Kapitel beschriebenen wurden.

Tabelle 40 (B1D) und Tabelle 41 (B2D) zeigen die kalkulierten Holzerntekosten nach Arbeits-ablaufschritten: Demnach liegen die Kosten

der direkten Holzernte im Bestand B1D zwi-schen 1.761 €/ha (Bn) und 4.080 €/ha (A). Bei den Harvester-Varianten B und Bn („altes“ und „neues“ Aggregat) nehmen die erweiterten Ar-beitsvorgänge in etwa den gleichen Anteil wie die eigentliche Holzernte ein. Von den nach-geordneten Arbeitsschritten sind vor allem das Rücken (ISN/ISE) und Hacken (ISE) aufwän-dig. Im Verfahren C (Fäller-Bündler) sind die Kosten des Hackens (ISE) überproportional hoch, da der Maschinenkostensatz (€/MAS) des genutzten Hackschnitzelvollernter ge-genüber dem Anhängerhacker mehr als dop-pelt so hoch ausfällt. Auch die hohen Kosten für den Hackschnitzeltransport sowie für das Entleeren des Bunkers sind in den beiden Voll-baumnutzungs-Verfahren (C und D) auf den hohen Kostensatz des HSVE zurückzuführen.

Im Zweitdurchforstungsbestand B2D betragen die direkten Holzerntekosten zwischen 669 €/ha und 1.788 €/ha. Aufgrund ihrer techni-schen Arbeitsproduktivität und dem günstigen Kostensatz weist die Fäller-Bündler-Variante

Tabelle 40: Holzerntekosten je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Kosten [€/ha]Holzernte- verfahren

Holzernte Rücken (ISN)

Poltern (ISN)

Transp. (ISN)

Rücken (ISE)

Hacken (ISE)

Transp. (ISE)

Bunker entleeren (ISE)

A 4.080 204 92 332 302 50B 1.851 259 88 42 644 585 99Bn 1.761 306 104 50 594 540 92C 2.114 1.868 417 543D 3.063 417 543

Tabelle 41: Holzerntekosten je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

Kosten [€/ha]Holzernte- verfahren

Holzernte Rücken (ISN)

Poltern (ISN)

Transp. (ISN)

Rücken (ISE)

Hacken (ISE)

Transp. (ISE)

Bunker entleeren (ISE)

A 1.788 29 23 233 212 35B 1.142 115 23 21 248 225 42C 669 874 159 207D 990 159 207


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(C) hier die niedrigsten Holzerntekosten (direkte Holzernte) auf. Auch im Modellbestand B2D sind neben der Holzernte vor allem das Rücken (ISN/ISE) und das Hacken (ISE) kostenintensiv. Die Aussagen zu den hohen Kosten der erweiterten Arbeiten im B1D gelten ohne Einschränkungen für die Verfahren C und D.

Aus den hektarbezogenen Holzerntekosten lassen sich mit Hilfe der Holzerntemengen die mittleren Holzerntekosten je Efm bestim-men. Dabei schneidet der Harvester mit dem neuen Aggregat (Bn) in der Erstdurchforstung am günstigsten ab. Dagegen verursacht der Hackschnitzelvollernter im Bestand B2D die geringsten Holzerntekosten, gefolgt vom Har-vester (Tabelle 42).

Tabelle 43 fasst die Holzerlöse, summier-ten Holzerntekosten sowie berechneten De-ckungsbeiträge der untersuchten Holzernte-verfahren im Bestand B1D zusammen. Es werden Holzerlöse zwischen 3.623 €/ha (C und D) und 4.509 €/ha (A) ermittelt. Die Erlö-se der Verfahren A, B und Bn unterscheiden sich aufgrund der spezifischen Sortiments-verteilung. Auf der anderen Seite betragen die direkten Kosten zwischen 3.446 €/ha (Bn) und 5.061 €/ha (A). Daraus resultieren Deckungsbeiträge von -1.319 €/ha bis +356 €/ha. Tatsächlich erwirtschaften nur die beiden Verfahren B und Bn im Modellbestand B1D einen positiven Deckungsbeitrag. Dagegen führen die hohen Holzerntekosten, beispiels-weise beim Verfahren C, zu negativen Er-gebnissen.Die oft vertretene Meinung, dass Harvester mit konventionellen Fällaggregaten in sehr schwachen und überdichten Kiefernbestän-den nicht kostendeckend arbeiten können, lässt sich hiermit nicht bestätigen.

Die in Tabelle 44 dargestellten Holzerlöse im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung) liegen zwischen 1.312 €/ha (C und D) und 1.449 €/ha (A). Dem gegenüber stehen Holzerntekosten

von 1.356 €/ha (D) bis 2.321 €/ha (A). Daraus resultieren Deckungsbeiträge von -872 €/ha bis -44 €/ha. Das heißt: Keines der geprüften Holzernteverfahren ist kostendeckend. Immer-hin kommen die geringen Verluste beim Hack-schnitzelvollernter einer Kostendeckung nahe. Die technischen Arbeitsproduktivität (TAP) der Verfahren A und B liegt im Vergleich zum Erstdurchforstungsbestand niedriger, was zu einem geringeren Deckungsbeitrag führt.

Tabelle 42: Mittlere Holzerntekosten je Fm für die untersuchten Verfahren in den beiden Modellbe-ständen

Kosten [€/Fm]Holzernteverfahren B1D B2DA 38,93 46,42B 27,45 36,33Bn 26,51 -C 38,92 41,50D 31,68 29,48

Tabelle 43: Summierte Erlöse, Kosten und berech-nete Deckungsbeiträge je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erst-durchforstung), einstufige Deckungsbeitragsrech-nung bezogen auf die Gesamtmenge

Tabelle 44: Summierte Erlöse, Kosten und berech-nete Deckungsbeiträge je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweit-durchforstung), einstufige Deckungsbeitragsrech-nung bezogen auf die Gesamtmenge

Holzernte-verfahren

Erlöse [€/ha]

Kosten [€/ha]

Deckungsbei-trag [€/ha]

A 4.509 5.061 -552B 3.669 3.569 101Bn 3.803 3.446 356C 3.623 4.942 -1319D 3.623 4.023 -400

Holzernte-verfahren

Erlöse [€/ha]

Kosten [€/ha]

Deckungsbei-trag [€/ha]

A 1.449 2.321 -872B 1.411 1.817 -405C 1.312 1.909 -597D 1.312 1.356 -44


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4.3.3 Szenarien zur Erntetechnik und Sortimentsaushaltung

In Kapitel 2 wurden „theoretische“ Holzern-teverfahren aus der Kombination von Ernte-technik (Harwarder (A), Harvester (B)) mit Produktgruppen (LAS, LAK) definiert. Dabei geht es insbesondere um die Frage, ob sich Mehrerlöse durch eine wertoptimierte Sortie-rung realisieren lassen, konkret, wie sich das Aushalten höherpreisiger Sortimente auf den Deckungsbeitrag auswirkt. Hierzu beschreibt Tabelle 45 die kalkulierten mittleren Holzernte-mengen der Verfahren. Die Werte für ISE und ISN sind dem Holzernteversuch entnommen (siehe Tabelle 35). Mit Hilfe des Waldwachs-tumsmodelles BWinPro 6.3 und den ertrags-kundlichen Inventurdaten wurden für jeden Modellbestand erwartete Holzerntemengen für LAS und LAK simuliert. Dementsprechend reduziert sich das konkurrierende Sortiment ISN.

Tabelle 46 informiert über Holzerlöse, Holzern-tekostensummen sowie kalkulierte Deckungs-beiträge der „theoretischen“ Holz ernte verfahren im Modellbestand B1D (Erst durchforstung). Es werden Sortimentserlöse zwischen 3.795 €/ha

(Verfahren B_LAS) und 4.796 €/ha (Ap_LAK) kalkuliert. Dagegen stehen Holzerntekosten von 3.189 €/ha (Bp) bis 5.550 €/ha (A_LAS), was einem Saldo von -916 €/ha bis +837 €/ha entspricht. Letztlich erreichen nur die Har-vester-basierten Verfahren (B) eine Kosten-deckung. Der Harwarder (A) bleibt trotz aller Sortimentserweiterungen unwirtschaftlich. Vorteilhaft wirkt sich das Poltern des Sorti-ments ISE aus (Ap, Bp). Die Deckungsbeiträge erhöhen sich gegenüber den „gemessenen“ Verfahren A und B mit Hacken des Energie-holzes um 298 €/ha bzw. 574 €/ha. Auch die Ausformung von LAS bzw. LAK führt im Ver-fahren B zum Anstieg des Deckungsbeitrags, hier um 111 €/ha bzw. 162 €/ha. Hingegen verringern sich bei den Varianten A_LAS und A_LAK die Deckungsbeiträge gegenüber dem Ernteverfahren A, aufgrund der überproportio-nal gestiegenen Holzerntekosten. Zu beachten ist, dass die technische Arbeits-produktivität mit der Hiebsmenge und dem im Rungenkorb abgelegten Sortiment korrespon-diert. So basiert die TAP im Verfahrens A auf einem vergleichsweise hohen Erntevolumen von 83 Fm/ha ISN. Hingegen verzerrt der ge-ringe Anfall von LAS bzw. LAK in den kalku-lierten Varianten die Holzerntekosten.

Tabelle 45: Verteilung der mittleren Holzerntemengen je „theoretischem“ Holzernteverfahren und Modellbestand (basierend auf BWinPro 6.3)

Theoretisches Holzerntever-fahren

Holzmengen [Fm/ha] im B1D Holzmengen [Fm/ha] im B2D

LAS LAK ISN ISE LAS LAK ISN ISEA_LAS 7,2 - 75,8 47,0 2,3 - 14,7 33,0A_LAK - 17,3 65,7 47,0 - 2,9 14,1 33,0Ap - - 83,0 47,0 - - 17,1 33,0Ap_LAS 7,2 - 75,8 47,0 2,3 - 14,7 33,0Ap_LAK - 17,3 65,7 47,0 - 2,9 14,1 33,0B_LAS 7,2 - 31,8 91,0 2,3 - 12,7 35,0B_LAK - 17,3 21,7 91,0 - 2,9 12,1 35,0Bp - - 39,0 91,0 - - 15,1 35,0Bp_LAS 7,2 - 31,8 91,0 2,3 - 12,7 35,0Bp_LAK - 17,3 21,7 91,0 - 2,9 12,1 35,0


63

Tabelle 47 fasst die Holzerlöse, summierten Holzerntekosten sowie die berechneten De-ckungsbeiträge der theoretischen Verfahren für den Bestand B2D (Zweitdurchforstung) zu-sammen.

Die Erlöse betragen zwischen 1.442 €/ha (Ver-fahren B_LAK) und 1.560 €/ha (Verfahren Ap_LAS), die Kosten reichen von 1.671 €/ha (Verfahren Bp, Bp_LAS, Bp_LAK) bis 2.437 €/ha (Verfahren A_LAS). Mit Deckungsbeiträgen zwi-schen -952 €/ha und -144 €/ha wirtschaftet aber keine Kombination kostendeckend.

Auch im B2D lässt sich der Deckungsbeitrag durch Poltern des Sortiments ISE anstatt Ha-cken anheben. Daneben generiert das Aus-halten der Sortimente LAS und LAK bei den Harvester-basierten Erntevarianten Mehrerlö-se von 40 €/ha bis 49 €/ha. Für die Verfahren A_LAS, A_LAK etc. können die Erkenntnisse aus Bestand B1D mit geringeren absoluten Unterschieden übernommen werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Poltern des Energieholzes mit Verzicht auf die Produktion von Hackschnitzeln im Wald einen positiveren Effekt auf den Deckungsbeitrag hat, als das Aushalten von Stammholz.

Tabelle 46: Summierte Erlöse, Kosten und be-rechnete Deckungsbeiträge je ha für die „theoreti-schen“ Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), einstufige Deckungsbeitrags-rechnung bezogen auf die Gesamtmenge


Erlöse

[€/ha]

Kosten

[€/ha]

Deckungs-beitrag [€/ha]

A_LAS 4.634 5.550 -916A_LAK 4.695 5.486 -791Ap 4.609 4.865 -255Ap_LAS 4.735 5.354 -620Ap_LAK 4.796 5.290 -494B_LAS 3.795 3.583 212B_LAK 3.856 3.593 263Bp 3.864 3.189 675Bp_LAS 3.989 3.203 786Bp_LAK 4.050 3.213 837


Erlöse

[€/ha]

Kosten

[€/ha]

Deckungs-beitrag [€/ha]

A_LAS 1.489 2.437 -948A_LAK 1.481 2.433 -952Ap 1.520 2.183 -663Ap_LAS 1.560 2.300 -739Ap_LAK 1.551 2.295 -744B_LAS 1.451 1.817 -365B_LAK 1.442 1.817 -374Bp 1.486 1.671 -184Bp_LAS 1.526 1.671 -144Bp_LAK 1.517 1.671 -153

Tabelle 47: Summierte Erlöse, Kosten und berech-nete Deckungsbeiträge je ha für die theoretischen Holzernte verfahren im Modellbestand B2D (Zweit-durchforstung), einstufige Deckungsbeitragsrech-nung bezogen auf die Gesamtmenge


64

4.3.4 Deckungsbeiträge und Sortimentserlöse (Matrix)

Die folgenden Ergebnisse der Sensitivitätsana-lysen erlauben eine orientierende Abschätzung des ökonomischen Grenzertrags der Holzernte bezogen auf die gesamte Erntekette.In Abbildung 38 (Modellbestand B1D / Erst-

durchforstung) und Abbildung 39 (B2D / Zweit-durchforstung) sind die Veränderungen der Deckungsbeiträge für die Verfahren C (Fäl-ler-Bündler) und D (Hackschnitzelvollernter) in Abhängigkeit des Hackschnitzelpreises darge-stellt. Da die Holzerntekosten unabhängig vom Holzpreis sind, zeigen die Deckungsbeiträge einen linearen Verlauf.

Abbildung 37: Deckungsbeitrag [€/ha] der erweiterten Holzernte in Abhängig-keit vom Hackschnitzelpreis. Holzernteverfahren C und D im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

Abbildung 38: Deckungsbeitrag [€/ha] der erweiterten Holzernte in Abhängig-keit vom Hackschnitzelpreis. Holzernteverfahren C und D im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)


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Tabelle 48: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hackschnitzel). Verfahren A im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015.

Preis [€/Rm] Preis [€/Srm] (ISE)(ISN) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

20 -1.917 -1.799 -1.682 -1.564 -1.447 -1.329 -1.212 -1.094 -977 -859 -742

21 -1.789 -1.671 -1.554 -1.436 -1.319 -1.201 -1.084 -966 -849 -731 -614

22 -1.661 -1.544 -1.426 -1.309 -1.191 -1.074 -956 -839 -721 -604 -486

23 -1.533 -1.416 -1.298 -1.181 -1.063 -946 -828 -711 -593 -476 -358

24 -1.405 -1.288 -1.170 -1.053 -935 -818 -700 -583 -465 -348 -230

25 -1.278 -1.160 -1.043 -925 -808 -690 -573 -455 -338 -220 -103

26 -1.150 -1.032 -915 -797 -680 -562 -445 -327 -210 -92 25

27 -1.022 -905 -787 -670 -552 -435 -317 -200 -82 35 153

28 -894 -777 -659 -542 -424 -307 -189 -72 46 163 281

29 -766 -649 -531 -414 -296 -179 -61 56 174 291 409

30 -639 -521 -404 -286 -169 -51 66 184 301 419 536

31 -511 -393 -276 -158 -41 77 194 312 429 547 664

32 -383 -265 -148 -30 87 205 322 440 557 675 792

33 -255 -138 -20 97 215 332 450 567 685 802 920

34 -127 -10 108 225 343 460 578 695 813 930 1.048Legende: Feldfarbe rot: Deckungsbeitrag negativ (< 0 €/ha), Feldfarbe gelb: Deckungsbeitrag positiv (1 – 100 €/ha), Feldfarbe grün: Deckungsbeitrag positiv (> 100 €/ha); blauer Rahmen: aktuelles Preisniveau (Stand 04/2015)

Als Grenzertragspreis wurden für die Erstdurch-forstung 12,28 €/Srm (C) und 9,99 €/Srm (D) berechnet. Im Modellbestand B2D liegt dieser Schwellenwert bei 13,09 €/Srm bzw. 9,30 €/Srm.In den Tabelle 48 bis Tabelle 52 sind die be-rechneten Deckungsbeiträge in Abhängigkeit von der Holzpreisentwicklung (ISN und ISE) dargestellt. Dabei werden nur die Verfahren A (Harwarder), B (Harvester-Aggregat „alt“) und Bn (Harvester-Aggregat „neu“) betrachtet.


Demnach können die beiden Holzernteverfahren A und B im Erstdurchforstungs-bestand positive Erträge generieren, zumindest bei hohen Sorti-mentserlösen. Aktuell jedoch ermöglicht nur die Harvester-Aufarbeitung ein positives Ergebnis, wobei das neue Aggregat (Bn) einen Deckungs-beitrag von +356 €/ha erzielt. Dagegen lassen sich im Zweitdurchforstungsbestand keine (A) bzw. nur bei unrealistisch hohen Holzpreisen sehr geringe (B) positive Deckungsbeiträge erzielen.

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Tabelle 50: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hackschnitzel). Verfahren Bn im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015


20 -980 -770 -560 -350 -140 70 280 490 700 910 1.120

21 -909 -699 -489 -279 -69 141 351 561 771 981 1.191

22 -838 -628 -418 -208 2 212 422 632 842 1.052 1.262

23 -767 -557 -347 -137 73 283 493 703 913 1.123 1.333

24 -696 -486 -276 -66 144 354 564 774 984 1.194 1.404

25 -625 -415 -205 5 215 425 635 845 1.055 1.265 1.475

26 -555 -345 -135 75 285 495 705 915 1.125 1.335 1.545

27 -484 -274 -64 146 356 566 776 986 1.196 1.406 1.616

28 -413 -203 7 217 427 637 847 1.057 1.267 1.477 1.687

29 -342 -132 78 288 498 708 918 1.128 1.338 1.548 1.758

30 -271 -61 149 359 569 779 989 1.199 1.409 1.619 1.829

31 -200 10 220 430 640 850 1.060 1.270 1.480 1.690 1.900

32 -130 80 290 500 710 920 1.130 1.340 1.550 1.760 1.970

33 -59 151 361 571 781 991 1.201 1.411 1.621 1.831 2.041

34 12 222 432 642 852 1.062 1.272 1.482 1.692 1.902 2.112Legende: siehe Tabelle 48

Tabelle 49: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hackschnitzel). Verfahren B im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015


20 -1.230 -1.002 -775 -547 -320 -92 135 363 590 818 1.045

21 -1.170 -942 -715 -487 -260 -32 195 423 650 878 1.105

22 -1.110 -882 -655 -427 -200 28 255 483 710 938 1.165

23 -1.050 -822 -595 -367 -140 88 315 543 770 998 1.225

24 -990 -762 -535 -307 -80 148 375 603 830 1.058 1.285

25 -930 -702 -475 -247 -20 208 435 663 890 1.118 1.345

26 -870 -642 -415 -187 40 268 495 723 950 1.178 1.405

27 -809 -582 -354 -127 101 328 556 783 1.011 1.238 1.466

28 -749 -522 -294 -67 161 388 616 843 1.071 1.298 1.526

29 -689 -462 -234 -7 221 448 676 903 1.131 1.358 1.586

30 -629 -402 -174 53 281 508 736 963 1.191 1.418 1.646

31 -569 -342 -114 113 341 568 796 1.023 1.251 1.478 1.706

32 -509 -282 -54 173 401 628 856 1.083 1.311 1.538 1.766

33 -449 -222 6 233 461 688 916 1.143 1.371 1.598 1.826

34 -389 -162 66 293 521 748 976 1.203 1.431 1.658 1.886Legende: siehe Tabelle 48


67

Tabelle 51: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hackschnitzel). Verfahren A im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung), Stand 04/2015


20 -1.385 -1.302 -1.220 -1.137 -1.055 -972 -890 -807 -725 -642 -560

21 -1.359 -1.276 -1.194 -1.111 -1.029 -946 -864 -781 -699 -616 -534

22 -1.333 -1.250 -1.168 -1.085 -1.003 -920 -838 -755 -673 -590 -508

23 -1.306 -1.224 -1.141 -1.059 -976 -894 -811 -729 -646 -564 -481

24 -1.280 -1.198 -1.115 -1.033 -950 -868 -785 -703 -620 -538 -455

25 -1.254 -1.172 -1.089 -1.007 -924 -842 -759 -677 -594 -512 -429

26 -1.228 -1.145 -1.063 -980 -898 -815 -733 -650 -568 -485 -403

27 -1.202 -1.119 -1.037 -954 -872 -789 -707 -624 -542 -459 -377

28 -1.175 -1.093 -1.010 -928 -845 -763 -680 -598 -515 -433 -350

29 -1.149 -1.067 -984 -902 -819 -737 -654 -572 -489 -407 -324

30 -1.123 -1.041 -958 -876 -793 -711 -628 -546 -463 -381 -298

31 -1.097 -1.014 -932 -849 -767 -684 -602 -519 -437 -354 -272

32 -1.071 -988 -906 -823 -741 -658 -576 -493 -411 -328 -246

33 -1.045 -962 -880 -797 -715 -632 -550 -467 -385 -302 -220

34 -1.018 -936 -853 -771 -688 -606 -523 -441 -358 -276 -193Legende: siehe Tabelle 48

Tabelle 52: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hackschnitzel). Verfahren B im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung), Stand 04/2015


20 -917 -830 -742 -655 -567 -480 -392 -305 -217 -130 -42

21 -894 -806 -719 -631 -544 -456 -369 -281 -194 -106 -19

22 -871 -783 -696 -608 -521 -433 -346 -258 -171 -83 4

23 -848 -760 -673 -585 -498 -410 -323 -235 -148 -60 27

24 -825 -737 -650 -562 -475 -387 -300 -212 -125 -37 50

25 -802 -714 -627 -539 -452 -364 -277 -189 -102 -14 73

26 -778 -691 -603 -516 -428 -341 -253 -166 -78 9 97

27 -755 -668 -580 -493 -405 -318 -230 -143 -55 32 120

28 -732 -645 -557 -470 -382 -295 -207 -120 -32 55 143

29 -709 -622 -534 -447 -359 -272 -184 -97 -9 78 166

30 -686 -599 -511 -424 -336 -249 -161 -74 14 101 189

31 -663 -575 -488 -400 -313 -225 -138 -50 37 125 212

32 -640 -552 -465 -377 -290 -202 -115 -27 60 148 235

33 -617 -529 -442 -354 -267 -179 -92 -4 83 171 258

34 -594 -506 -419 -331 -244 -156 -69 19 106 194 281Legende: siehe Tabelle 48


68

5. Die Verfahrensbewertung – Eine Gratwanderung zwischen Ökonomie und Umweltverträglichkeit

In den bisherigen Ausführungen werden die Holzernteverfahren detailliert beschrieben und hinsichtlich ihrer Leistungsmerkmale analy-siert. Für die betriebliche Entscheidungsfin-dung schließt sich nun eine ganzheitliche Be-wertung an.

Die Jungbestandspflege ist vor allem eine In-vestition in die Stabilität, Qualität und Wuchs-leistung der Bestände, ein positiver Holzerlös ist dagegen nachrangig. So kann etwa ein kostengünstiges Ernteverfahren wegen einer mangelhaften Bestandespfleglichkeit untrag-bar sein. Tabelle 53 stellt eine vereinfachte Be-wertungsmatrix vor, mit den jeweiligen Verfah-rens-Vor- (+) und -Nachteilen (-). Als Ergebnis wird ein Verfahren zur Durchführung von Pfle-geeingriffen in vergleichbaren Kiefern-Erstauf-forstungen auf Kippstandorten empfohlen.

• Der Harvester in Kombination mit Forwarder und Anhängerhacker (Verfahren B/Bn) wird zur Kiefern-Jungbestandspflege auf Kippstand-orten empfohlen. Bereits im massenreichen Erstdurchforstungsbestand sind kostendecken-de Eingriffe möglich. Eine deutliche Produktivi-tätssteigerung resultiert aus der Sammelfunkti-on des neuen Fällaggregates. Zwar erzielte der Hackschnitzelvollernter (D) in der Zweitdurch-forstung einen höheren Deckungsbeitrag. Dennoch wird die Harvester-Aufarbeitung be-vorzugt, auch weil dem Nährstoffentzug eine größere Bedeutung als den Holzernteschäden zukommt. Hier fließt ein, dass die Nährstoffkreis-läufe auf Kipprohböden erst im Aufbau sind. Die jungen Ökosysteme sind vergleichsweise stö-rungsempfindlich; ein chronischer Nährstoff-mangel gefährdet das langfristige waldbauliche Entwicklungsziel.

Tabelle 53: Einfache Bewertungsmatrix für die Arbeitsverfahren A (Harwarder), B/Bn (Harvester), C (Fäller-Bündler) und D (Hackschnitzelvollernter), ohne Gewichtung der Kriterien

Kriterium / Verfahren A B/Bn C D

ÖkonomieDeckungsbeitrag in der Erstdurchforstung

– – + + – – – – –

Deckungsbeitrag in der Zweitdurch-forstung

– – – – – – – –

Vielfältigkeit des Technikeinsatzes

+ + + + + + – – – –

ÖkologieBestandesschäden – – – – – –Technische Befahrbarkeit

+ – + – + – + –

Nährstoffentzug – – – – – – – – – –

Verfahrensbewertung – Eine Gratwanderung zwischen Ökonomie und Umweltverträglichkeit

69

• Das Verfahren A (Harwarder + Forwarder + Anhängerhacker) ist aufgrund der vergleichs-weise geringen technischen Arbeitsproduktivi-tät der Erntemaschine unökonomisch. Derzeit lassen sich weder in der Erst- noch Zweitdurch-forstung positive Deckungsbeiträge bei aktuel-ler Preislage erwirtschaften. Zwar schneidet die Variante hinsichtlich ihrer Vielseitigkeit am besten ab: Hierzu zählen die Eigenschaft des Harwarders, während der Holzernte das Sor-timent ISN gleichzeitig zu rücken. In den Zeit-studien lässt sich dieser Rationalisierungsef-fekt zwar nachweisen, auf die Holzerntekosten wirkt sich dies jedoch nicht positiv aus.

• Das Verfahren C (Fäller-Bündler-Aggregat mit Harvester als Trägerfahrzeug + Hack-schnitzelvollernter) ist allein schon wegen des hohen Nährstoffentzuges nicht empfehlens-wert. Mehr noch: Trotz umfangreicher Sam-melfunktion bleibt der Deckungsbeitrag in beiden Modellbeständen negativ. Die Vorteile der Sammelfunktion konnten aufgrund der zu großen Durchmesser des ausscheidenden Bestandes nur eingeschränkt genutzt werden. Darüber hinaus fallen die Maschinenkosten für die Hackschnitzelproduktion im Wald verglichen mit den Verfahren A und B höher aus. Wegen der fehlenden Vermessungseinrichtung ist das Aushalten von weiteren Industrie- und Brenn-holzsortimenten nicht möglich. Andererseits erschließen sich neue Einsatzgebiete außer-halb des Waldes, beispielsweise bei der Ernte von Kurzumtriebsplantagen oder Landschafts- und Gewässerpflege.

• Schließlich ist auch das Verfahren D (Hack-schnitzelvollernter) in den untersuchten Be-ständen nicht zu empfehlen. Trotz hoher Arbeitsproduktivität wird keine Kostende-ckung erreicht. So kann der aktuelle Holzer-lös die hohen Maschineneinsatzkosten nicht kompensieren. Daneben wirkt der größere Nährstoffentzug durch Vollbaumnutzung ne-gativ. Und: Eine flexible Anpassung an den Holzmarkt mit stofflicher Verwertung ist nicht

möglich. Schließlich bleibt das Einsatzspekt-rum im Wald sehr begrenzt, und wird am ehes-ten noch bei konzentriertem Hiebsanfall in schwachen Bestockungen gesehen. Dies be-trifft etwa die Aufarbeitung von Kalamitätsholz (Schneebruch) oder die Feinerschließung in besonders stammzahlreichen Beständen.

Die Ergebnisse sind nicht ohne Weiteres auf andere Hiebssituationen, Eingriffsvarianten (selektiv, schematisch), Baumarten und Stand-orte übertragbar. Sie stellen eine Momentauf-nahme bei definierter Maschinenkonfiguration und im aktuellen Kosten-Erlös-Gefüge dar. Tatsächlich kann der Praktiker heute unter einer kaum mehr überschaubaren Anzahl an Maschinentypen, Trägerfahrzeugen, Anbau-möglichkeiten und Aufbauten auswählen.

Allein schon durch die Konfiguration von Trä-germaschine und Aggregat ergeben sich mitunter stark variierende Leistungs- und Kostensätze, was die Vergleichbarkeit von Arbeitsversuchen erschwert. Um dennoch Empfehlungen für die Kiefernwirtschaft im Nordostdeutschen Tiefland abzuleiten, muss die Datenbasis um weitere Verfahrensstudien in typischen Bestockungssituationen ergänzt werden. Dabei sind neue Technologien, in der erweiterten Holzernte zu betrachten, vor allem die aussichtsreichen Harvester-Aggregattypen mit Sammelfunktion.

Mehr noch lassen forsttechnische Innovatio-nen eine bessere Pfleglichkeit bei Hiebsein-griffen erwarten, wie Harvester-Fäll/Sammel-aggregate mit Entrindungsmöglichkeit (z. B. PONSSE H7 euc). Neben der Störungsanfäl-ligkeit ist zu prüfen, ob dadurch die Messge-nauigkeit und Entastungsqualität beeinträch-tigt werden. Schließlich führt die Aufarbeitung von Vollbäumen in der Rückegasse zu einer Umverteilung der Nährstoffe. Unklar ist, wel-che langfristigen Auswirkungen davon auf den Bodenzustand und die Bestandesentwicklung (Zuwachs, Vitalität) ausgehen.

Verfahrensbewertung – Eine Gratwanderung zwischen Ökonomie und Umweltverträglichkeit

71

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Tabelle 1: Einige Kennzahlen der im Ernteversuch genutzten Maschinen. Quellen: LFB, KWF

11

Tabelle 2: Theoretische Holzernteverfahren: Kombinationen der Arbeitsvorgänge, Maschinen & Sortimente

14

Tabelle 3: Standortsinformationen der beiden Modellbestände aus dem Revierbuch (Stand: 05.12.2013) – Teil 1

17

Tabelle 4: Fortgeschriebene Kennwerte der beiden Modellbestände aus dem Re-vierbuch (Stand: 05.12.2013) – Teil 2

17

Tabelle 5: Laboranalytische Untersuchung des Mineralbodens 22Tabelle 6: Laboranalytische Untersuchung der Baumkompartimente 25Tabelle 7: Schwellenwerte für die Bewertung des Nährstoffentzugsindexes bei

Waldbeständen nach ahrendS et al. (2011) bzw. MeiweS & Mindrup (2012) 25

Tabelle 8: Ernährungsstufen für wichtige Wirtschaftsbaumarten und ihre Beziehung zum Waldwachstum, nach heinSdorf (1999)

26

Tabelle 9: Definitionen der Arbeitsschritte der Reinen Arbeitszeit (RAZ) mit Bezug zu den betrachteten Holzernteverfahren

27

Tabelle 10: Prozesskosten (€/MAS) der während des Holzernteversuchs eingesetzten Maschinen

29

Tabelle 11: Holzpreise der Sortimente; im Holzernteversuch angefallene Sortimente sind grau hinterlegt (Quelle: LFB, Stand 2015)

29

Tabelle 12: Kapazität der zum Holztransport zwischen Bestand und Lagerplatz auf der nahen Waldstraße genutzten Maschinen

29

Tabelle 13: Bodenphysikalische Kennwerte im Modellbestand B1D (Erstdurchfor-stung)

33

Tabelle 14: Bodenchemische Kennwerte im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) 33Tabelle 15: Bodenphysikalische Kennwerte im Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-

stung)34

Tabelle 16: Bodenchemische Kennwerte im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung) 34Tabelle 17: Parameter der angepassten Höhenfunktion nach Michailow (1943) 36Tabelle 18: Ertragskundliche Kennwerte für den Modellbestand B1D (Erstdurchfor-

stung)37

Tabelle 19: Ertragskundliche Kennwerte für den Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-stung)

38

Tabelle 20: Spezifische Nutzungsprozente mit Bezug auf Grundfläche (G), Volumen (Efm) und Stammzahl (N) je ha im Vergleich der beiden Modellbestände; ohne Nutzungsmenge durch Feinerschließung (im Bestand B1D)

39

Tabelle 21: Summen und Mittelwerte der erwarteten Holzerntemengen (Efm bzw. Efm/ha) in Abhängigkeit vom Holzernteverfahren

39

Tabelle 22: Statistischer Vergleich der Arbeitsverfahren mit dem Parameter Luftkapa-zität im B1D, p≤0,05

40

Tabelle 23: Statistischer Vergleich der Arbeitsverfahren mit dem Parameter Trocken-rohdichte im B1D, p≤0,05

40

Tabellenverzeichnis

Tabelle 24: Pflanzenverfügbare Nährstoffvorräte im Auflagehumus und Mineralboden im 45-jährigen Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

44

Tabelle 25: Waldwachstumskundliche Erhebung von 11 Bäumen (Nährstoffanalyse), Mittelwerte der Durchmesserklassen (DK)

44

Tabelle 26: Prozentualer Anteil der Kompartimente am Gesamt-Kaliumvorrat einer mittleren Kiefer in den Durchmesserklassen DK 1 bis 3

44

Tabelle 27: Trockenmasse und Nährelementvorräte [t/ha] des ausscheidenden Be-standes im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

45

Tabelle 28: Nährstoffvorräte im Boden und der Auflage, Nährstoffentzug durch Holzernte und Nährstoffentzugsindizes im Bestandesalter von 45 Jahren (Erstdurchforstung)

45

Tabelle 29: Nährstoffvorräte im Boden und der Auflage, Nährstoffentzug durch Hol-zernte und Nährstoffentzugsindizes prolongiert bis zum Bestandesalter von 100 Jahren (Erstdurchforstung und folgende Erntemaßnahmen)

46

Tabelle 30: Vitalitätseinstufung der Kiefern anhand der Nadelspiegelwerte (Versor-gungsstufen)

47

Tabelle 31: Schadensinventur nach der Holzernte und -rückung in den Modellbestän-den B1D (Erstdurchforstung) und B2D (Zweitdurchforstung)

48

Tabelle 32: Technische Arbeitsproduktivität (TAP) für die ausschließliche Holzernte 52Tabelle 33: Mittlerer Zeitbedarf für „Positionieren“, „Fällen“ und „Aufarbeiten“ [s je

Baum] in Abhängigkeit der Sammelfunktion (n=1, n>1) im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

54

Tabelle 34: Mittlerer Zeitbedarf für „Positionieren“, „Fällen“ und „Aufarbeiten“ je Baum in Abhängigkeit der Sammelfunktion (n=1, n>1) im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

55

Tabelle 35: Verteilung der mittleren Holzerntemengen je Verfahren und Modellbe-stand

57

Tabelle 36: Definition der mittleren Zeitdauer für Transporte [min je Maschinenzug – MZ] außerhalb des Bestands zum Lagerplatz (Polter/Container)

57

Tabelle 37: Mittlere Zeitdauer und technische Arbeitsproduktivität (TAP) für die er-weiterten Arbeitsvorgänge der Holzernteverfahren A (Harwarder) und B (Harvester). Sortiment: ISN

57

Tabelle 38: Mittlere Zeitdauer und technische Arbeitsproduktivität (TAP) für die erwei-terten Arbeitsvorgänge der Holzernteverfahren A (Harwarder), B (Harves-ter) und D (Hackschnitzelvollernter). Sortiment: ISE

57

Tabelle 39: Mittlerer Zeitbedarf und technische Arbeitsproduktivität (TAP) des Ha-ckens [min/Srm] mit Hackschnitzelvollernter im Verfahren C (Fäller-Bünd-ler). Sortiment: ISE

58

Tabelle 40: Holzerntekosten je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modell-bestand B1D (Erstdurchforstung)

60

Tabellenverzeichnis

Tabelle 41: Holzerntekosten je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modell-bestand B2D (Zweitdurchforstung)

60

Tabelle 42: Mittlere Holzerntekosten je Fm für die untersuchten Verfahren in den beiden Modellbeständen

61

Tabelle 43: Summierte Erlöse, Kosten und berechnete Deckungsbeiträge je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchfor-stung), einstufige Deckungsbeitragsrechnung bezogen auf die Gesamt-menge

61

Tabelle 44: Summierte Erlöse, Kosten und berechnete Deckungsbeiträge je ha für die untersuchten Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-stung), einstufige Deckungsbeitragsrechnung bezogen auf die Gesamt-menge

61

Tabelle 45: Verteilung der mittleren Holzerntemengen je „theoretischem“ Holzernte-verfahren und Modellbestand (basierend auf BWinPro 6.3)

62

Tabelle 46: Summierte Erlöse, Kosten und berechnete Deckungsbeiträge je ha für die „theoretischen“ Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchfor-stung), einstufige Deckungsbeitragsrechnung bezogen auf die Gesamt-menge

63

Tabelle 47: Summierte Erlöse, Kosten und berechnete Deckungsbeiträge je ha für die theoretischen Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-stung), einstufige Deckungsbeitragsrechnung bezogen auf die Gesamt-menge

63

Tabelle 48: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hack-schnitzel). Verfahren A im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015

65

Tabelle 49: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hack-schnitzel). Verfahren B im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015

66

Tabelle 50: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hack-schnitzel). Verfahren Bn im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung), Stand 04/2015

66

Tabelle 51: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hack-schnitzel). Verfahren A im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung), Stand 04/2015

67

Tabelle 52: Deckungsbeitrag in Abhängigkeit vom Holzpreis (ISN, 3 m; ISE, Hack-schnitzel). Verfahren B im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung), Stand 04/2015

67

Tabelle 53: Einfache Bewertungsmatrix für die Arbeitsverfahren A (Harwarder), B/Bn (Harvester), C (Fäller-Bündler) und D (Hackschnitzelvollernter), ohne Gewichtung der Kriterien

68

Tabellenverzeichnis

Abbildung 1: Ungepflegte Kiefer-Erstaufforstung mit Z-Stammfreistellung auf Kipproh-boden, Alter: 45 Jahre

9

Abbildung 2: Fäller-Bündler-Aggregat, Bracke C 16.b 10Abbildung 3: Holzernteprodukte: ISE (Hackschnitzel) und ISN (Polter) 11Abbildung 4: Fotografische Übersicht der Holzerntemaschinen im Einsatz (Verfahren

A, B, C, D)12

Abbildung 5: Arbeitsverfahren der Holzernte in Kiefernjungbeständen nach Art und Ortder Maßnahme, A, B/Bn-Kurzholznutzung (ISN-Industrieschichtholz, 3 m lang, ohne Krone/Äste, ISE-Energieholz, 3 m lang, ohne Krone/Äste) C, D-Vollbaumnutzung (Hackschnitzel aus Krone/Äste/Holz)

13

Abbildung 6: Lageübersicht der Modellbestände auf Rekultivierungsflächen des Lausit-zer Braunkohlenbergbaus im Forstrevier Kostebrau des Landesbetriebes Forst Brandenburg (LFB), B1D-Erst-, B2D-Zweitdurchforstungsbestand (Hintergrund-Quelle: OSM Landscape, Zugriff 11/2014)

15

Abbildung 7: Erstdurchforstung- (links) und Zweitdurchforstungsbestand (rechts) vor dem Pflegeeingriff

16

Abbildung 8: Versuchsdesign des Modellbestands B1D (Erstdurchforstung, Luft-bild-Quelle: ESRI, 2014) inkl. Lage der bodenkundlichen Untersuchungen; Nomenklatur der Versuchsblöcke siehe Text

18

Abbildung 9: Versuchsdesign des Modellbestands B2D (Zweitdurchforstung, Luft-bild-Quelle: ESRI, 2014) inkl. Lage der bodenkundlichen Untersuchungen; Nomenklatur der Versuchsblöcke siehe Text

18

Abbildung 10: Alternierende Probeflächenanordnung für ertragskundliche Erhebungen im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

19

Abbildung 11: BHD-Messung (links) und Einmessen der Probeflächen (rechts) im Rah-men der ertragskundlichen Inventur der Bestände

20

Abbildung 12: Probenahme am Bodenprofil 21Abbildung 13: Stechzylindernahme für die Bestimmung der Bodenverdichtung in der

Rückegasse23

Abbildung 14: Kompartimentierung der Vollbäume für die Nährstoffanalytik; links: Entrin-dung des Derbholzes; rechts: Separation der Nadeljahrgänge von den Ästen

24

Abbildung 15: Beispiel eines holzerntebedingten Stammschadens 26Abbildung 16: Grafische Benutzeroberfläche der am FIB e.V. entwickelten Zeitaufnah-

mesoftware für Arbeitsstudien in der vollmechanisierten Holzernte27

Abbildung 17: Arbeitszeiterfassung: manuelle Zeitnahme (links) und computergestützter Arbeitsplatz im Wald (rechts)

28

Abbildung 18: Forwarder beim Beladen des Anhängerhackers (oben) bzw. beim Poltern des Industrieholzes, ISN (unten)

30

Abbildung 19: Arbeitsschritt „Bunker entleeren“ des Hackschnitzelvollernters (HSVE) 30Abbildung 20: Tiefenstufenbezogene effektive Austauschkapazität mit Säuren- und Ba-

senbelegung in mmolc/kg im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung) 32

Abbildung 21: Tiefenstufenbezogene effektive Austauschkapazität mit Säuren- und Ba-senbelegung in mmolc/kg im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

35

Abbildung 22: Aggregierte Bestandeshöhenkurven von jeweils drei Messreihen in den Modellbeständen B1D (Erstdurchforstung) und B2D (Zweitdurchforstung)

36

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 23: Porengrößenzusammensetzung des Oberbodens im unbefahrenen Wald-bestand sowie in der benachbarten Rückegasse (Fahrspur) nach der Erst-befahrung 2014, Verfahrensvergleich, Signifikanzniveau siehe Abb. 26

41

Abbildung 24: Trockenrohdichte im unbefahrenen Waldbestand sowie in der benachbar-ten Rückegasse (Fahrspur) nach der Erstbefahrung im Jahr 2014, Verfah-rensvergleich, Signifikanz bei * p≤0,05; ** p≤0,01; *** p≤0,001

42

Abbildung 25: Porengrößenverteilung des Oberbodens im unbefahrenen Waldbestand sowie in der benachbarten Rückegasse (Fahrspur) vier Jahre nach der Erstbefahrung, 2010 mit dem Harvester und Forwarder (B) sowie nach der Zweitbefahrung, 2014 mit dem Hackschnitzel vollernter (D)

43

Abbildung 26: Tiefenstufenbezogene Trockenrohdichte im B2D in 2014 mit und ohne Befahrungseinfluss

43

Abbildung 27: Impressionen verschiedener Holzernteschäden im Erst- und Zweitdurch-forstungsbestand

49

Abbildung 28: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte nach Arbeits-schritten. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchfor-stung)

50

Abbildung 29: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte mit Fäller-Bünd-ler (C) für den Gassenaufschluss und die Durchforstung im Modellbe-stand B1D (Erstdurchforstung)

51

Abbildung 30: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] der Holzernte nach Arbeits-schritten. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchfor-stung)

51

Abbildung 31: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhän-gigkeit der Bearbeitungsreihenfolge. Vergleich der Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

53

Abbildung 32: Mittlerer summierter Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhän-gigkeit der Bearbeitungsreihenfolge. Vergleich der Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

54

Abbildung 33: Mittlerer Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängigkeit der Bau-manzahl je Fällvorgang im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

56

Abbildung 34: Mittlerer Zeitbedarf [s je Baum] für die Holzernte in Abhängigkeit der Bau-manzahl je Fällvorgang im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

56

Abbildung 35: Summierter Zeitbedarf [MAS je ha] für die Holzernte inklusive der erwei-terten Arbeitsvorgänge. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

58

Abbildung 36: Summierter Zeitbedarf [MAS je ha] für die Holzernte inklusive der erwei-terten Arbeitsvorgänge. Die Holzernteverfahren im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

59

Abbildung 37: Deckungsbeitrag [€/ha] der erweiterten Holzernte in Abhängigkeit vom Hackschnitzelpreis. Holzernteverfahren C und D im Modellbestand B1D (Erstdurchforstung)

64

Abbildung 38: Deckungsbeitrag [€/ha] der erweiterten Holzernte in Abhängigkeit vom Hackschnitzelpreis. Holzernteverfahren C und D im Modellbestand B2D (Zweitdurchforstung)

64

Abbildungsverzeichnis

A arm (Standort)A Holzernteverfahren: HarwarderAS ArbeitsschrittAZ Allgemeine Zeit (nach REFA)B Holzernteverfahren: HarvesterB1D Modellbestand ErstdurchforstungB2D Modellbestand ZweitdurchforstungBHD BrusthöhendurchmesserBn Holzernteverfahren: Harvester mit neuem HarvesteraggregatBS BasensättigungBZT BestandeszieltypenC Holzernteverfahren: Fäller-BündlerCNS Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel / AnalysatorD Holzernteverfahren: Hackschnitzel- vollernterDg Durchmesser des Grundflächenmittel- stamms (in cm)DH DerbholzDK Durchmesserklasse (Nährstoffanalyse)Efm Erntefestmeter in m³EKL ErtragsklasseES Erdalkalisättigung (prozentualer von austauschbarem Magnesium und alcium bezogen auf die effektive AustauschkapazitätF&E Forschung & EntwicklungFIB Forschungsinstitut für Bergbau- folgelandschaften e.V.Fm Festmeter im m³G Grundfläche in m²GAZ Gesamtarbeitszeit (nach REFA)GPV GesamtporenvolumenHg Höhe des Grundflächenmittel- stamms (in m)HMI HolzmarktinformationHSVE HackschnitzelvollernterISN Industrieschichtholz Güteklasse NISE Industrieschichtholz Hackgut (energetische Nutzung)

KAK Kationenaustauschkapazität (eff-effektiv, pot-potentiell)KWF Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V.L lebendLAK Stammholzabschnitte kurzLAS StammholzabschnitteLD LagerungsdichteLFB Landesbetrieb Forst BrandenburgLK LuftkapazitätM mäßig nährstoffversorgt (Standort)MAS MaschinenarbeitsstundeMMH MultimomenthäufigkeitmR mit RindeN StammzahlnFK nutzbare FeldkapazitätoR ohne RindeOSM Open Street MapPEFC Programme for the Endorsement of Forest Certification SchemespF/WG Saugspannung-/Wassergehalts- bestimmungRAZ Reine Arbeitszeit (nach REFA)REFA Reichsausschuss für Arbeitszeit- ermittlungRm Raummeter in m³rt TrockenraumgewichtS-Wert Summe austauschbar gebundener Kationen (Ca, Mg, K, Na)SH SchaftholzSrm Schüttraummeter in m³T TotholzTAP technische ArbeitsproduktivitätTBD TriebbasisdurchmesserTW TotwassergehaltVfm Vorratsfestmeter in m³Vi Vitalitätszustand (lebend/tot)Z ziemlich arm (Standort)

Abkürzungsverzeichnis

Notizen

Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg

Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Henning-von-Tresckow-Str. 2 – 13, Haus S14467 Potsdam

Telefon: 0331 866 - 7237E-Mail: [email protected] www.mlul.brandenburg.de

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