Universität für Bodenkultur Wien

Digitaler Zwilling im Wald

Ein Artikel von Andreas Tockner, Ralf Kraßnitzer, Univ.-Prof. Dr. Rupert Wimmer, Univ.-Prof. Dr. Arne Nothdurft (Universität für Bodenkultur Wien) | 11.12.2024 - 16:03
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Die Kombination von Laserscanningdaten mit Bohrkernanalyse und Holzdichtemessungen lässt Rückschlüsse auf die Holzqualität einzelner Bäume zu. Darauf basierend, können Holzdichten weiterer Bäume aus per Laserscanning gewonnenen Parametern abgeschätzt werden © Andreas Tockner

Die Verwendbarkeit von Holz wird maßgeblich von den individuellen Merkmalen des Einzelbaumes bestimmt. Traditionelle Waldinventuren liefern lediglich zusammenfassende Statistiken, die das Holzvolumen nach Holzarten getrennt darstellen. Der Durchmesser in Brusthöhe, die Baumhöhe, der Kronenansatz sowie sichtbare Schäden werden nur bei wenigen Bäumen erfasst und anschließend auf den Bestand hochgerechnet. Eine detaillierte Analyse jedes Baumes ist aufgrund des hohen Personalaufwands bislang nicht realisierbar, könnte jedoch für eine optimale Nutzung wertvolle Informationen bringen. 

Digitale Vermessung

In den vergangenen Jahren entwickelte sich die Laserscanningtechnologie rasant weiter. Während sie in der Architektur, Bauindustrie und Landschaftsvermessung bereits routinemäßig eingesetzt wird, findet die Technologie nun auch zunehmend Anwendung in der Forstwirtschaft. Zu den neuen Einsatzgebieten gehören die Planung und Vermessung von Forststraßen, das Erkennen von Farbmarkierungen, die Bewertung von Biomassevorräten und die Erstellung präziser Punktewolken für einzelne Bäume im Waldbestand. 

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Die Bohrkernanalysen und Holzdichtemessungen werden mit den Laserscanningdaten verknüpft © Andreas Tockner

Auf Holzqualität einzelner Bäume rückschließen

Das Institut für Waldwachstum untersuchte in einer Studie, ob die Holzdichte eines Baumes anhand seiner äußeren Kronen- und Stammform aus Laserscandaten vorhergesagt werden kann. Für die Ermittlung der Holzdichteprofile in einem Probebestand wurde ein „Resistograph“ verwendet. 

Dabei handelt es sich um ein Bohrwiderstandsmessgerät, welches eine feine Bohrnadel mit konstantem Vorschub in das Holz einführt und den benötigten Bohrwiderstand kontinuierlich misst. So wird der innere Dichteverlauf im Stamm über die Jahresringe hinweg mit hoher Auflösung sichtbar gemacht. 

In der Kombination von Laserscanningdaten mit Bohrkernanalysen und Holzdichtemessungen können wertvolle Rückschlüsse auf die Holzqualität einzelner Bäume gewonnen werden. Die Ergebnisse der Studien zeigen, dass langsam gewachsene Fichten im gleichaltrigen Bestand zwar eine kleinere Krone entwickeln, dafür aber eine bis zu 20 % höhere Holzdichte aufweisen. Bei der Buche hingegen führt die hohe Anpassungsfähigkeit der Krone zu weniger deutlichen Unterschieden: Langsam gewachsene Buchen im Unterstand haben oft eine ähnliche oder sogar leicht geringere Holzdichte als dominante Buchen. 

Basierend auf diesen Ergebnissen, können Holzdichten neuer Bäume aus Parametern wie Kronenschirmfläche, Kronenvolumen oder Stammform abgeschätzt werden. Trotz der großen Variabilität der Holzdichte zwischen den Bäumen und der damit verbundenen Unsicherheiten bieten diese Messungen wertvolle Anhaltspunkte für den Vergleich von Holz aus unterschiedlichen Waldbeständen. Bäume, die gewissen Qualitätsanforderungen entsprechen, können so bereits im stehenden Bestand vor der Holzernte ausgewählt werden. Die detaillierten Informationen über die Dimension, Qualität und Holzdichte tragen dazu bei, auch schwerer vermarktbare Laubholzsortimente gezielt nach den Wünschen der Holzverarbeiter auszuformen. Die Studienergebnisse sollen in den kommenden Wochen veröffentlicht werden. An der BOKU wird die enge Zusammenarbeit von Holz- und Waldforschung künftig durch neue Projekte intensiviert, um die Holz- und Forstwirtschaft auf die Herausforderungen des Klimawandels und die Anforderungen des Holzmarkts optimal vorzubereiten.