Analyse der Baumzusammensetzung eines Waldes

Baumerhebungen sind wichtig, um die Artenvielfalt in Wäldern zu bewerten und die Struktur und Gesundheit von Waldflächen aufzuklären. Die punktzentrierte Viertelprobenahme ist eine gängige Technik zur Quantifizierung der Waldzusammensetzung.

Wälder sind eine wichtige natürliche Ressource und tragen zum Erhalt der Umwelt bei, während sie sich gleichzeitig auf die Gesundheit und Lebensqualität der menschlichen Bevölkerung auswirken. Ein gutes Verständnis der Zusammensetzung der Wälder ist für den Erhalt dieser Ressource unerlässlich. Wenn ein Wald sehr vielfältig ist, kann er die Auswirkungen von artspezifischen Schädlingen oder Krankheiten minimieren. Wenn invasive Bäume den Unterwuchs dominieren, kann dies auf eine zukünftige Verdrängung einheimischer Bäume hindeuten.

Die punktzentrierte Viertelprobenahme ist eine häufig verwendete Methode in Waldgesellschaften. Es wird verwendet, um Informationen über die Dichte, Häufigkeit und Bedeckung von Baumarten in einem Wald zu sammeln. Die mit dieser Methode gesammelten Daten ermöglichen es abzuschätzen, wie oft eine Baumart vorkommt, wie häufig Arten im Vergleich zu anderen sind und wie groß die Bäume sind, was eine Schätzung des Alters des Baumes und des Platzes, den er im Ökosystem einnimmt, geben kann.

Die punktzentrierte Methode hat Vorteile gegenüber anderen Baumvermessungstypen. Sie ist effizienter als die Standard-Parzellenanalyse, da sie nur eine kleine Probenahme im gesamten Waldgebiet erfordert, im Gegensatz zur Vermessung aller vorhandenen Bäume. Obwohl es weniger arbeitsintensiv ist, hat sich gezeigt, dass es vergleichbare Ergebnisse liefert.

In diesem Video wird veranschaulicht, wie Sie eine punktzentrierte Viertelstichprobe durchführen, wie Sie verwandte Baumdaten berechnen und wie Sie die Ergebnisse einer punktzentrierten Viertelbaumvermessung analysieren.

Die punktzentrierte Viertelbaum-Erhebungsmethode liefert drei wichtige quantitative Maße für eine bestimmte Baumart: Relative Dichte, relative Häufigkeit und relative Grundfläche. Diese drei Werte werden dann addiert, um einen "Wichtigkeitswert" dieser Art zu erhalten, der in einen "relativen Wichtigkeitswert" umgewandelt werden kann. Dieser Wert gibt eine numerische Quantifizierung der Prävalenz und Häufigkeit einer Baumart im Wald.

Bei der punktzentrierten Viertelmethode wird eine Baummessung namens Durchmesser in Brusthöhe (DBH) verwendet. Dies wird in einer Höhe von 4,5 Fuß über dem bestehenden Gehalt gemessen. Nachdem ein Vermessungsort ausgewählt wurde, wird ein Transekt festgelegt, ein Punkt im Wald entlang dieses Transekts ausgewählt und der Bereich um ihn herum in vier Viertel unterteilt. In jedem Viertel wird der nächstgelegene Baum mit einem DBH von mehr als 40 cm identifiziert. Diese Sammlung wird als die große Baumstichprobe betrachtet.

Anschließend wird in jedem Viertel der nächstgelegene Baum mit einer DBH von mehr als 2,5 cm, aber unter 40 cm identifiziert. Diese werden als kleine Baumprobe bezeichnet. Die Identifizierung eines großen und eines kleinen Baumes in jedem Quadranten ermöglicht einen Vergleich der hohen, kronendachbildenden Überwuchsvegetation mit dem Wachstum des Unterholzes auf niedrigerem Niveau.

Mit diesen einfachen Messungen können die Grundfläche und der Bedeutungswert jeder Baumart berechnet werden. Die Grundfläche ist die Querschnittsfläche eines einzelnen Baumes bei DBH. Die Berechnung der gesamten Grundfläche aller Bäume einer Art ist eine genauere Methode, um die Artendichte zu verstehen, und wird anstelle der Anzahl der Bäume pro Standort verwendet, um die Größe der Bäume zu berücksichtigen.

Der Wichtigkeitswert jeder Art wird berechnet, um die relative Dominanz einer bestimmten Art in einer Waldgemeinschaft zu schätzen. Dabei wird berücksichtigt, wie häufig eine Art im Wald vorkommt, die Gesamtzahl der Individuen der Art und die Gesamtfläche des Waldes, die die Art einnimmt.

Nachdem wir nun mit der Bedeutung von Baumvermessungen und den Prinzipien punktzentrierter Viertelerhebungen vertraut sind, werfen wir einen Blick darauf, wie diese im Feld durchgeführt werden.

Sobald ein Waldgebiet identifiziert wurde, wird ein 150 m langer Transekt im Wald angelegt. Dies kann überall im Wald beginnen, sollte aber vorzugsweise abseits des Waldrandes erfolgen, um Grenzeffekte durch externe Quellen, wie z. B. Straßen, zu minimieren.

Platzieren Sie alle 50 m einen Pfahl entlang des Transekts. Jeder Pfahl stellt den Mittelpunkt von vier Himmelsrichtungen dar, die die Probenahmestelle in vier Viertel unterteilen. Diese können auf Wunsch von einem Ende aus nach Standort nummeriert werden.

In jedem Viertel wird der Abstand vom Pfahl zum nächsten Baum jeder Art mit einem Durchmesser von mehr als 40 cm gemessen. Es sollte nur ein großer Baum pro Quartal gemessen werden, so dass insgesamt 16 Bäume in der Kategorie der großen Bäume erfasst werden. Notieren Sie jeweils den Abstand zum Pfahl in Zentimetern.

Achten Sie bei jedem gemessenen Baum darauf, ob die Blätter abwechselnd, gewirbelt oder entgegengesetzt angeordnet sind. Entnehmen Sie als Nächstes eine Blattprobe für jeden der gemessenen Bäume.

Legen Sie die Blattproben auf Herbarpapier und etikettieren Sie sie entsprechend der Entnahmestelle, dann legen Sie sie zur späteren Identifizierung in eine Pflanzenpresse.

Erfassen Sie für jeden Probenbaum mit Hilfe eines Feldmaßbandes die DBH. Wenn Sie ein bestimmtes DBH-Band verwenden, lesen Sie den Durchmesser direkt ab. Messen Sie mit einem normalen Maßband den Baumumfang und berechnen Sie dann den Durchmesser anhand der Formel.

Wiederholen Sie dann diese Messungen für jeden Quadranten an jedem Segment des Transekts für den nächstgelegenen Baum mit einem Durchmesser von weniger als 40 cm und einem Durchmesser von mehr als 2,5 cm. Erfassen Sie diese in einer separaten Kategorie, die als kleine Bäume gekennzeichnet ist.

Berechnen Sie im Labor die mittlere Punkt-zu-Baum-Entfernung, die Dichte und die Basalfläche für jede Spezies. Diese Informationen können dann verwendet werden, um den Wichtigkeitswert zu generieren. Identifizieren Sie zunächst mit Hilfe eines Baumidentifikationsleitfadens oder ID-Schlüssels jeden der gemessenen Bäume sowohl in der Kategorie "großer als auch in der kleinen Baumkategorie".

Berechnen Sie die mittlere Punkt-zu-Baum-Entfernung für die gesamte Stichprobe von großen und kleinen Bäumen. Dies ist der Mittelwert für den Abstand der Baumgruppe zum Transektpunkt.

Berechnen Sie als Nächstes die durchschnittliche Dichte oder Anzahl der Bäume pro Hektar sowohl für den großen Baum als auch für die kleinen Baumgruppen anhand der gezeigten Gleichung. Notieren Sie die Anzahl der Individuen jeder Baumart pro Gruppe und bestimmen Sie dann die Dichte nach Arten sowohl für den großen als auch für die kleine Baumgruppe.

Rechnen Sie die Durchmessermessungen in Flächen für alle beprobten Bäume um. Berechnen Sie die mittlere Grundfläche für jede Art, indem Sie den Durchschnitt berechnen. Die Grundfläche einer Art ist die durchschnittliche Grundfläche dieser Art multipliziert mit ihrer Dichte. Berechnen Sie als Nächstes für jede Art die relative Grundfläche.

Bestimmen Sie die Häufigkeit, mit der jede Art in jeder Gruppe vorkommt. Dies wird ermittelt, indem die Anzahl der Punkte, an denen diese Art von den 4 beprobten Punkten vorkam, verglichen wird. Wenn z. B. eine Amerikanische Ulme an allen vier Punkten eines Quadranten gefunden wird, wäre die Häufigkeit gleich 1. Wenn ein Silberahorn an 2 von 4 Punkten gefunden wird, wäre die Häufigkeit gleich 0,5. Bestimmen Sie nun die relative Häufigkeit jeder Art für jede Gruppe.

Der Wichtigkeitswert einer Art kann nun berechnet werden. Addieren Sie die relative Dichte zur relativen Häufigkeit plus die relative Basalfläche. Bestimmen Sie abschließend den relativen Wichtigkeitswert für jede Spezies.

Geben Sie diese Daten zusammenfassend in ein Diagramm ein, das den Wichtigkeitswert für jede Art auf der Y-Achse in der Reihenfolge aufsteigender Wichtigkeit und den Namen der Art auf der X-Achse darstellt. Die Daten sollten als ein Balken für große Bäume und ein Balken für kleine Bäume dargestellt werden.

Der Wichtigkeitswert einer Art kann bei einer Erhebung, bei der nur eine Baumart beobachtet wird, maximal 300 erreichen. Ein hoher Wichtigkeitswert bedeutet nicht zwangsläufig, dass eine Art für die Gesundheit des Waldes wichtig ist. Vielmehr ist es lediglich ein Hinweis darauf, dass die Art derzeit in der Waldstruktur dominant ist.

Baumerhebungen dienen dazu, Wissenschaftler oder Landbewirtschafter über eine Vielzahl wichtiger Themen zu informieren. Die punktzentrierte Viertelmethode kann in einer Vielzahl von Informationserfassungsszenarien angewendet werden.

Eine Gemeinde kann von einer Bauminventur profitieren, um den Bedarf an einem Forstprogramm zu ermitteln, wenn es in den örtlichen Wäldern eine hohe Häufigkeit von toten oder kranken Bäumen gibt. Solche Bäume können ein Gesundheitsrisiko durch herabfallende Äste oder ein Infektionsrisiko für andere darstellen. Viele tote oder kranke Bäume in einem Wald zu finden, würde Umweltwissenschaftlern Sorgen bereiten und könnte ein früher Indikator für schlechte Umweltbedingungen wie sauren Regen oder Ozonverschmutzung sein.

Die Kenntnis der Artenvielfalt in einem Wald kann Landbewirtschaftern helfen, Pflanzstrategien zu entwickeln. Sie können informiert werden, um Richtlinien festzulegen, um die Pflanzung von gewöhnlichen Bäumen einzuschränken oder zu unterbinden und gleichzeitig neue oder seltene nützliche Arten hinzuzufügen, um die Vielfalt zu erhalten. Die Daten aus einer Baumerhebung können es den Managern auch ermöglichen, den Wert der Dienstleistungen zu berechnen, die bestimmte Baumarten erbringen, wie z. B. Luftreinhaltung oder Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, und Pflanzstrategien auf der Grundlage dieser Daten anzupassen.

Sie haben gerade die Einführung von JoVE in die Baumvermessung mit der punktzentrierten Viertelmethode gesehen. Sie sollten nun verstehen, wie wichtig Baumvermessungen sind, wie Sie eine punktzentrierte Viertelvermessung durchführen und wie Sie die Waldstruktur basierend auf Ihren Vermessungsmessungen berechnen. Danke fürs Zuschauen!