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Sessile and pedunculate oak are important tree species for the establishment of mixed species stands in Central Europe. The thesis therefore investigates their height growth potential, their productivity as well as their regeneration potential. The results show that, in addition to site conditions, the structure of the stand influences the growth performance. Thus, the thesis deepens the knowledge about the potential of oaks as a component of structured mixed stands and can be used to adapt silvicultural management options., Die Trauben- und Stieleiche sind wichtige Baumarten für den Aufbau von Mischbeständen in Mitteleuropa. Die Arbeit untersucht daher ihr Höhenwuchspotenzial, ihre Produktivität sowie ihr Verjüngungspotenzial. Die Ergebnisse zeigen, dass neben dem Standort zusätzlich die Struktur des Bestands Einfluss auf das Wuchspotenzial nimmt. Damit vertieft die Arbeit die Kenntnisse über das Potenzial von Eichen als Bestandteil strukturierter Mischbestände und kann dazu genutzt werden die waldbauliche Bewirtschaftungsoptionen anzupassen.

Tree vitality is an important indicator for describing forest conditions. Using terrestrial laserscanning (TLS), innovative methods are demonstrated for the efficient monitoring of tree vitality by investigating the reaction pattern of tree shape to environmental stress for species like Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst), European beech (Fagus sylvatica L.) and oak trees (Quercus L.). Competition, drought, and defoliation led to stem form changes, decreasing crown size and stem growth, respectively. Iterative TLS surveys might improve measuring campaigns., Die Baumvitalität ist ein wichtiger Indikator zur Beschreibung des Waldzustandes. Anhand terrestrischem Laserscanning (TLS) werden innovative Methoden zur effizienten Überwachung der Baumvitalität demonstriert und das Reaktionsmuster der Baumform auf Umweltstress für Arten wie Fichte (Picea abies (L.) H. Karst), Rotbuche (Fagus sylvatica L.) und Eiche (Quercus L.) untersucht. Konkurrenz, Trockenheit und Entlaubung führten zu Veränderungen der Stammform, zur Abnahme der Kronengröße und des Stammwachstums. Iterative TLS-Erhebungen könnten Messkampagnen verbessern.

Mature spruce and beech were exposed to five drought and three recovery years in the KROOF experiment. Compared to beech showing only stomatal regulation, spruce more strongly reduced their water use by stronger stomatal control together with a reduction in total leaf area. After drought release, spruce fully recovered C transport speed and preferentially allocated recent and stored C to regrow their fine roots. Whole-tree C uptake and water use of spruce did not fully recover in contrast to beech due to slow recovery of leaf area, which, however, may be advantageous during next drought., Adulte Fichten und Buchen wurden fünf Dürre- und drei Erholungsjahren ausgesetzt. Die Fichte reduzierte, im Vergleich zur nur stomatär regulierten Buche, den Wasserverbrauch stärker durch stärkere stomatäre Kontrolle zusammen mit Abnahme der gesamten Blattfläche. Die Fichte erholte sich vollständig in der C Transportgeschwindigkeit und allozierte den neuen und gespeicherten C bevorzugt zum Feinwurzelzuwachs. Der gesamte Wasserverbrauch der Fichte pendelte sich im Gegensatz zur Buche nicht vollständig ein, was jedoch bei der nächsten Trockenheit von Vorteil sein könnte.

Tree species mixing and stand density reduction are considered promising silvicultural adaptation measures under climate change. However, the effect of such measures on productivity and drought susceptibility are still poorly understood. This work scrutinises the potential of both measures in relation to Scots pine and oak. Mixing increased stand productivity and mitigated tree drought susceptibility. Reduced stand density improved tree drought responses. Site conditions modified the effect of both measures., Baumartenmischungen und Bestandesdichteabsenkungen werden als vielversprechende waldbauliche Anpassungsstrategien im Klimawandel angesehen. Der Einfluss dieser Maßnahmen auf Produktivität und Trockenstressanfälligkeit ist allerdings unzureichend erforscht. Diese Arbeit untersucht das Potenzial beider Ansätze in Bezug auf Waldkiefer und Eiche. Mischung erhöhte die Bestandesproduktivität und verringerte die Trockenstressanfälligkeit. Bestandesdichteabsenkung verbesserte die Trockenstressreaktion. Standortsbedingungen beeinflussten den Effekt der Maßnahmen.

Cities host more than half of the world’s population and are responsible for 70% of total energy and greenhouses gas emissions. Air pollutants and soil sealing are worsening the environmental quality of cities causing serious health issues. Increasing green spaces of cities can improve the air quality and the microclimate. Models allow to maximize ecosystem services by selecting the suitable species and the most efficient tree density, based on current and future scenarios., Städte beherbergen mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung und sind für 70% der gesamten Energie- und Treibhausgasemissionen verantwortlich. Luftschadstoffe und Bodenversiegelung verschlechtern die Umweltqualität der Städte und verursachen ernsthafte Gesundheitsprobleme. Eine Vergrößerung der Grünflächen in den Städten kann die Luftqualität und das Mikroklima verbessern. Modelle ermöglichen eine Maximierung der Ökosystemleistungen auf der Grundlage aktueller und zukünftiger Szenarien.

Die vorliegende Arbeit vergleicht das Wachstum der Baumarten Kiefer (Pinus sylvestris L.) und Fichte (Picea abies L. (Karst)) in Rein- und Mischbeständen. Im Fokus stehen Fragen zur Bestandesstruktur und Einzelbaummorphologie sowie zum langfristigen und kurzfristigen, witterungsabhängigen Zuwachsverhalten auf Bestandes- und Einzelbaumebene. Auf Basis von boden- und waldwachstumskundlichen Analysen werden in der Arbeit veränderte Konkurrenzbedingungen und Bestandesstrukturen in Kiefern-Fichten-Mischbeständen nachgewiesen., The present work compares the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Norway spruce (Picea abies L. (Karst)) at stand and single tree level in monocultures and mixed forest stands. The focus is on stand structure, single tree morphology, and long-term as well as short-term weather-dependent growth behavior. Data rely on extensive soil and forest stand investigations. On this basis altered competition conditions and stand structures as well as overyielding are detected in mixed stands of Scots pine and Norway spruce.

This thesis examined 60 long-term experimental plots across Europe and provides information on the productivity of mixed mountain forests consisting of European beech, Norway spruce, and silver fir for the first time. Using simulation-based analyses, this thesis also shows possible ways to transform destabilised secondary spruce stands in mountainous areas into stable mixed mountain forests. Furthermore, the effect of successional stage on the number of species of 33 functional groups was quantified., Diese Thesis untersuchte 60 langfristige Versuchsflächen in ganz Europa liefert erstmals Informationen über die Produktivität von Bergmischwäldern bestehend auf Rotbuche, Fichte und Weißtanne. Mit Hilfe von simulationsgestützen Analysen zeigt diese Thesis außerdem mögliche Wege auf um destabilisierte sekundäre Fichtenwälder in Berglagen in stabile Bergmischwälder zu transformieren. Weiter wurde der Effekt des Sukzessionsstadiums auf die Artenzahlen von 33 funktionalen Gruppen quantifiziert.

Based on long-term experimental plot data in Europe, national forest inventory data from the USA and Germany, and simulated forest stand data based on forest types in Germany, the interactions between forest stand structure, tree species composition, and stand productivity were analysed. Potential effects of climate, spatial scale, stand development, and silvicultural mangement were included to examine the interactions between forest stand structure, tree species composition, and stand productivity in a broad context., Mithilfe von langfristigen Versuchsflächen in Europa, Bundeswaldinventuren aus Deutschland und den USA und simulierten Beständen, die auf realen Waldtypen in Deutschland basieren, wurde das Zusammenspiel zwischen Bestandesstruktur, Baumartenzusammensetzung und Bestandesproduktivität untersucht. Mögliche Einflussfaktoren wie das Klima, die räumliche Ebene, die Bestandesentwicklung und die waldbauliche Behandlung wurden dabei mit einbezogen, um das Zusammenspiel zwischen Bestandesstruktur, Baumartenzusamensetzung und Bestandesproduktivität in einem breiten Kontext zu untersuchen.

This thesis investigates black locust in short rotation systems in Germany and focuses on biomass production, growth partitioning, flower and reproduction analysis. The results include biomass equations and show the competition. Phosphorus is the most important nutrient and, together with water, the main driver of growth partitioning among R. pseudoacacia trees. Furthermore, one bee hive could survive for one year of the flowers detected on one hectare black locust plantation. Moreover, invasiveness is increasing with increasing light availability., Die Dissertation fokussiert die Robinie in Kurzumtriebssystemen in Deutschland und analysiert die Themenbereiche Biomasseproduktion, intraspezifische Konkurrenz, Blütenproduktion sowie die Invasivität. Die Ergebnisse beinhalten Biomassefunktionen und zeigen das Konkurrenzverhalten zwischen Robinien in Abhängigkeit von der Wasserverfügbarkeit und dem Phosphorgehalt im Boden auf. Zudem könnte ein Bienenvolk ein Jahr von der ermittelten Blütenmenge auf einem Hektar Robinien-Plantage überleben. Hinzu kommt, dass die Ausbreitung der Robinie zunimmt, wenn die Lichtverfügbarkeit ansteigt.

This thesis aims at developing statistical models that describe the relationship between productivity or mortality and site factors, particularly climate factors. The focus lies on predictions for Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and European beech (Fagus sylvatica L.) in Germany. Large-scale forest inventories provide data covering the wide climatic gradients required for model application to future climate scenarios. Thus, at the same time, this thesis explores the potential as well as the limitations of large-scale forest inventories to investigate forest growth., Ziel der vorliegenden Arbeit ist es statistische Modelle zu entwickeln, die den Zusammenhang zwischen Produktivität bzw. Mortalität auf der einen Seite und Standortfaktoren auf der anderen Seite beschreiben. Der Schwerpunkt liegt auf Vorhersagen für Fichte (Picea abies [L.] Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.) in Deutschland. Die Daten von großräumigen Forstinventuren decken weite Klimagradienten ab, welche die Voraussetzung für eine Anwendung der Modelle auf zukünftige Klimaszenarien bilden. Damit lotet diese Arbeit gleichzeitig sowohl die Möglichkeiten als auch die Grenzen der Verwendung großräumiger Forstinventurdaten für die Waldwachstumsforschung aus.

Mature beech and spruce trees were drought stressed for 5 consecutive years in the KROOF experiment. No signs of Carbon Starvation were found under the drought treatment, but overall the carbon pool sizes were reduced by about 40% in both species and carbon transport velocity in the phloem was reduced by about 50 %. Upon watering both species recovered their water household related physiology (water potential, osmotic acclimations and sap flow density) within the next vegetation period at the latest, displaying a high resilience potential, with beech recovering faster than spruce., Adulte Buchen und Fichten wurden im KROOF-Experiment für fünf Jahre trockengestresst. Dabei wurden keine Anzeichen für „Carbon Starvation“ gefunden, aber insgesamt reduzierte sich der Gesamtkohlenstoffpool um ca. 40 % und die Phloemtransportgeschwindigkeit um ca. 50 %. Der Wasserhaushalt (Wasserpotenzial, osmotische Änderungen und Saftflussdichte) beider Arten erholte sich in Folge der Bewässerung spätestens innerhalb der nächsten Vegetationsperiode und weißt damit ein hohe Resilienz auf, wobei sich die Buche oftmals schneller erholte als die Fichte.

Mature beech and spruce trees were drought stressed for 5 consecutive years in the KROOF experiment. No signs of Carbon Starvation were found under the drought treatment, but overall the carbon pool sizes were reduced by about 40% in both species and carbon transport velocity in the phloem was reduced by about 50 %. Upon watering both species recovered their water household related physiology (water potential, osmotic acclimations and sap flow density) within the next vegetation period at the latest, displaying a high resilience potential, with beech recovering faster than spruce., Adulte Buchen und Fichten wurden im KROOF-Experiment für fünf Jahre trockengestresst. Dabei wurden keine Anzeichen für „Carbon Starvation“ gefunden, aber insgesamt reduzierte sich der Gesamtkohlenstoffpool um ca. 40 % und die Phloemtransportgeschwindigkeit um ca. 50 %. Der Wasserhaushalt (Wasserpotenzial, osmotische Änderungen und Saftflussdichte) beider Arten erholte sich in Folge der Bewässerung spätestens innerhalb der nächsten Vegetationsperiode und weißt damit ein hohe Resilienz auf, wobei sich die Buche oftmals schneller erholte als die Fichte.

The negative effects of global warming on tree growth and tree water status can be reduced by the mixture of species. To resolve the effects of drought stress, Picea abies and Fagus sylvatica were investigated in intra- and interspecific neighborhood along a moisture gradient and within a rainfall exclusion experiment. Under very dry conditions, P. abies was facilitated in interspecific neighborhood, whereas F. sylvatica had a benefit in intraspecific neighborhood., Die negativen Auswirkungen der Klimaerwärmung auf Baumwachstum und –wasserstatus können durch die Mischung von Arten reduziert werden. Um diesen Effekt bei Trockenstress besser zu verstehen, wurden Picea abies und Fagus sylvatica in intra- und interspezifischer Nachbarschaft entlang eines Feuchtegradienten und innerhalb eines Austrocknungsexperiments untersucht. Unter trockenen Bedingungen hatte eine interspezifische Nachbarschaft einen unterstützenden Effekt auf P. abies, wohingegen F. sylvatica einen Vorteil in der intraspezifischen Nachbarschaft zeigte.

This thesis investigates the potential of X-band InSAR data for detection and definition of forest structure types in view of sustainable forest management. The applicability of height information derived from interferometric TanDEM-X acquisitions for stem volume estimation was demonstrated. Furthermore, classification of forest structure according to layering and canopy closure was realized using an unsupervised clustering approach. Finally, the impact of phenology on forest structure assessment was explored for coniferous, broadleaf and mixed temperate forest stands., Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial von X-Band InSAR Daten für die Erfassung und Definition von Waldstrukturen im Hinblick auf eine nachhaltige Waldbewirtschaftung. Zunächst wurde die Anwendbarkeit von Höheninformationen aus interferometrischen TanDEM-X Aufnahmen zur Schätzung des Holzvorrats aufgezeigt. Des Weiteren wurde ein unüberwachtes Verfahren zur Erfassung und Klassifikation der Waldstruktur hinsichtlich Bestandesschichtung und Kronenschluss entwickelt. Darüber hinaus wurde der Einfluss phänologischer Änderungen auf die Erfassung der Waldstruktur untersucht.

Tree species mixing and stand density reduction are considered promising silvicultural adaptation measures under climate change. However, the effect of such measures on productivity and drought susceptibility are still poorly understood. This work scrutinises the potential of both measures in relation to Scots pine and oak. Mixing increased stand productivity and mitigated tree drought susceptibility. Reduced stand density improved tree drought responses. Site conditions modified the effect of both measures., Baumartenmischungen und Bestandesdichteabsenkungen werden als vielversprechende waldbauliche Anpassungsstrategien im Klimawandel angesehen. Der Einfluss dieser Maßnahmen auf Produktivität und Trockenstressanfälligkeit ist allerdings unzureichend erforscht. Diese Arbeit untersucht das Potenzial beider Ansätze in Bezug auf Waldkiefer und Eiche. Mischung erhöhte die Bestandesproduktivität und verringerte die Trockenstressanfälligkeit. Bestandesdichteabsenkung verbesserte die Trockenstressreaktion. Standortsbedingungen beeinflussten den Effekt der Maßnahmen.

Klimawandel und gesellschaftlicher Wandel führen zu großer Unsicherheit bei langfristigen Entscheidungen in der Forstwirtschaft. Robuste und multikriterielle Optimierungsmethoden sind Ansätze zur Integration von Unsicherheit in die Forstplanung. In Kombination mit dem Prinzip der analogen Klimaregionen werden diese Ansätze angewandt, die Folgen des Klimawandels für die Bereitstellung von Ökosystemleistungen zu quantifizieren. Mittels einer bio-ökonomischen Simulation wird auch die Bedeutung von Baumarteninteraktionen in Mischbeständen untersucht., Climate change and the change in society’s demand of ecosystem services are a source of deep uncertainty for forestry. Robust and multi-criterial approaches to optimisation help to consider uncertainty in forest planning. This thesis combines modern optimisation techniques with the principle of analogous climate regions to quantify the consequences of climate change for the provisioning of ecosystem services. A bio-economic simulation model also helps to discuss the importance of tree species interactions in mixed forest stands.

Cities host more than half of the world’s population and are responsible for 70% of total energy and greenhouses gas emissions. Air pollutants and soil sealing are worsening the environmental quality of cities causing serious health issues. Increasing green spaces of cities can improve the air quality and the microclimate. Models allow to maximize ecosystem services by selecting the suitable species and the most efficient tree density, based on current and future scenarios., Städte beherbergen mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung und sind für 70% der gesamten Energie- und Treibhausgasemissionen verantwortlich. Luftschadstoffe und Bodenversiegelung verschlechtern die Umweltqualität der Städte und verursachen ernsthafte Gesundheitsprobleme. Eine Vergrößerung der Grünflächen in den Städten kann die Luftqualität und das Mikroklima verbessern. Modelle ermöglichen eine Maximierung der Ökosystemleistungen auf der Grundlage aktueller und zukünftiger Szenarien.

Die vorliegende Arbeit vergleicht das Wachstum der Baumarten Kiefer (Pinus sylvestris L.) und Fichte (Picea abies L. (Karst)) in Rein- und Mischbeständen. Im Fokus stehen Fragen zur Bestandesstruktur und Einzelbaummorphologie sowie zum langfristigen und kurzfristigen, witterungsabhängigen Zuwachsverhalten auf Bestandes- und Einzelbaumebene. Auf Basis von boden- und waldwachstumskundlichen Analysen werden in der Arbeit veränderte Konkurrenzbedingungen und Bestandesstrukturen in Kiefern-Fichten-Mischbeständen nachgewiesen., The present work compares the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Norway spruce (Picea abies L. (Karst)) at stand and single tree level in monocultures and mixed forest stands. The focus is on stand structure, single tree morphology, and long-term as well as short-term weather-dependent growth behavior. Data rely on extensive soil and forest stand investigations. On this basis altered competition conditions and stand structures as well as overyielding are detected in mixed stands of Scots pine and Norway spruce.

Klimawandel und gesellschaftlicher Wandel führen zu großer Unsicherheit bei langfristigen Entscheidungen in der Forstwirtschaft. Robuste und multikriterielle Optimierungsmethoden sind Ansätze zur Integration von Unsicherheit in die Forstplanung. In Kombination mit dem Prinzip der analogen Klimaregionen werden diese Ansätze angewandt, die Folgen des Klimawandels für die Bereitstellung von Ökosystemleistungen zu quantifizieren. Mittels einer bio-ökonomischen Simulation wird auch die Bedeutung von Baumarteninteraktionen in Mischbeständen untersucht., Climate change and the change in society’s demand of ecosystem services are a source of deep uncertainty for forestry. Robust and multi-criterial approaches to optimisation help to consider uncertainty in forest planning. This thesis combines modern optimisation techniques with the principle of analogous climate regions to quantify the consequences of climate change for the provisioning of ecosystem services. A bio-economic simulation model also helps to discuss the importance of tree species interactions in mixed forest stands.

The thesis examines tree growth under urban and rural environmental conditions. For this, trees in metropolises and in forests were sampled worldwide. The results show to which amount tree growth is decelerated through sealed surface in cities and high stand density in forests. Global and local climate changes can lead to higher growth rates in urban areas. The reasons for the changes in growth and its consequences for practical use are covered in the discussion., Die Arbeit untersucht das Baumwachstum unter urbanen und ruralen Umweltbedingungen. Hierfür wurden weltweit Bäume in Metropolen und in Wäldern beprobt. Die Ergebnisse zeigen, in welchem Ausmaß das Baumwachstum durch die Versiegelung in Städten und die Bestandesdichte in Wäldern abgebremst wird. Globale und lokale Klimaänderungen können im urbanen Raum zu einer Wuchsbeschleunigung führen. In der Diskussion werden die Ursachen der Wachstumsänderungen und ihre Konsequenzen für die Praxis behandelt.

Structure and function of trees, tree groups and stands are heavily interwoven. The spatially explicit structure of standing trees, especially regarding the inner crown is hard to measure in a non-destructive manner. Therefore, this dissertation is based on the development of novel methodologies for the processing of terrestrial laser scanner data as well as the TLS-based measurement of structures of different tree species on different detail levels and under varying environmental conditions., Struktur und Funktion von Bäumen, Baumgruppen und Beständen sind eng miteinander verbunden. Die räumliche Struktur von stehenden Bäumen, insbesondere im Kronenraum ist nur schwer zerstörungsfrei zu quantifizieren. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger Auswertungsverfahren terrestrischer Laserscannerdaten sowie der TLS-basierten Messung von Strukturen verschiedener Baumarten auf unterschiedlichen Detailebenen und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen.

This thesis examined 60 long-term experimental plots across Europe and provides information on the productivity of mixed mountain forests consisting of European beech, Norway spruce, and silver fir for the first time. Using simulation-based analyses, this thesis also shows possible ways to transform destabilised secondary spruce stands in mountainous areas into stable mixed mountain forests. Furthermore, the effect of successional stage on the number of species of 33 functional groups was quantified., Diese Thesis untersuchte 60 langfristige Versuchsflächen in ganz Europa liefert erstmals Informationen über die Produktivität von Bergmischwäldern bestehend auf Rotbuche, Fichte und Weißtanne. Mit Hilfe von simulationsgestützen Analysen zeigt diese Thesis außerdem mögliche Wege auf um destabilisierte sekundäre Fichtenwälder in Berglagen in stabile Bergmischwälder zu transformieren. Weiter wurde der Effekt des Sukzessionsstadiums auf die Artenzahlen von 33 funktionalen Gruppen quantifiziert.

Based on long-term experimental plot data in Europe, national forest inventory data from the USA and Germany, and simulated forest stand data based on forest types in Germany, the interactions between forest stand structure, tree species composition, and stand productivity were analysed. Potential effects of climate, spatial scale, stand development, and silvicultural mangement were included to examine the interactions between forest stand structure, tree species composition, and stand productivity in a broad context., Mithilfe von langfristigen Versuchsflächen in Europa, Bundeswaldinventuren aus Deutschland und den USA und simulierten Beständen, die auf realen Waldtypen in Deutschland basieren, wurde das Zusammenspiel zwischen Bestandesstruktur, Baumartenzusammensetzung und Bestandesproduktivität untersucht. Mögliche Einflussfaktoren wie das Klima, die räumliche Ebene, die Bestandesentwicklung und die waldbauliche Behandlung wurden dabei mit einbezogen, um das Zusammenspiel zwischen Bestandesstruktur, Baumartenzusamensetzung und Bestandesproduktivität in einem breiten Kontext zu untersuchen.

This thesis investigates black locust in short rotation systems in Germany and focuses on biomass production, growth partitioning, flower and reproduction analysis. The results include biomass equations and show the competition. Phosphorus is the most important nutrient and, together with water, the main driver of growth partitioning among R. pseudoacacia trees. Furthermore, one bee hive could survive for one year of the flowers detected on one hectare black locust plantation. Moreover, invasiveness is increasing with increasing light availability., Die Dissertation fokussiert die Robinie in Kurzumtriebssystemen in Deutschland und analysiert die Themenbereiche Biomasseproduktion, intraspezifische Konkurrenz, Blütenproduktion sowie die Invasivität. Die Ergebnisse beinhalten Biomassefunktionen und zeigen das Konkurrenzverhalten zwischen Robinien in Abhängigkeit von der Wasserverfügbarkeit und dem Phosphorgehalt im Boden auf. Zudem könnte ein Bienenvolk ein Jahr von der ermittelten Blütenmenge auf einem Hektar Robinien-Plantage überleben. Hinzu kommt, dass die Ausbreitung der Robinie zunimmt, wenn die Lichtverfügbarkeit ansteigt.

This thesis aims at developing statistical models that describe the relationship between productivity or mortality and site factors, particularly climate factors. The focus lies on predictions for Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and European beech (Fagus sylvatica L.) in Germany. Large-scale forest inventories provide data covering the wide climatic gradients required for model application to future climate scenarios. Thus, at the same time, this thesis explores the potential as well as the limitations of large-scale forest inventories to investigate forest growth., Ziel der vorliegenden Arbeit ist es statistische Modelle zu entwickeln, die den Zusammenhang zwischen Produktivität bzw. Mortalität auf der einen Seite und Standortfaktoren auf der anderen Seite beschreiben. Der Schwerpunkt liegt auf Vorhersagen für Fichte (Picea abies [L.] Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.) in Deutschland. Die Daten von großräumigen Forstinventuren decken weite Klimagradienten ab, welche die Voraussetzung für eine Anwendung der Modelle auf zukünftige Klimaszenarien bilden. Damit lotet diese Arbeit gleichzeitig sowohl die Möglichkeiten als auch die Grenzen der Verwendung großräumiger Forstinventurdaten für die Waldwachstumsforschung aus.

The mixture of tree species enables interactions between the species. This may lead to differences in the performance of these mixed stands from those of pure stands. The thesis investigated Douglas-fir and European beech in pure and mixed stands. It was shown that the combination of the two species leads to an increase in production. In addition, the mixture has a favorable effect on the growth recovery time of the Douglas-fir. In mixed stands, both species modified their root-stem allometry as in favorable site conditions., Die Mischung von Baumarten ermöglicht Interaktionen der Arten untereinander. Dass kann dazu führen, dass sich die Leistungen dieser Mischbestände von denen der Reinbestände unterscheiden. Die Arbeit untersuchte Douglasie und Rotbuche in Rein- und Mischbeständen. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination beider Arten zu einer Produktionssteigerung führt. Des Weiteren wirkt sich die Mischung günstig auf die Erholungszeit der Douglasie aus. In Mischung passten beide Arten ihre Wurzel-Stamm Allometrie derer von standörtlich günstigen Bedingungen an.

The negative effects of global warming on tree growth and tree water status can be reduced by the mixture of species. To resolve the effects of drought stress, Picea abies and Fagus sylvatica were investigated in intra- and interspecific neighborhood along a moisture gradient and within a rainfall exclusion experiment. Under very dry conditions, P. abies was facilitated in interspecific neighborhood, whereas F. sylvatica had a benefit in intraspecific neighborhood., Die negativen Auswirkungen der Klimaerwärmung auf Baumwachstum und –wasserstatus können durch die Mischung von Arten reduziert werden. Um diesen Effekt bei Trockenstress besser zu verstehen, wurden Picea abies und Fagus sylvatica in intra- und interspezifischer Nachbarschaft entlang eines Feuchtegradienten und innerhalb eines Austrocknungsexperiments untersucht. Unter trockenen Bedingungen hatte eine interspezifische Nachbarschaft einen unterstützenden Effekt auf P. abies, wohingegen F. sylvatica einen Vorteil in der intraspezifischen Nachbarschaft zeigte.

This thesis investigates the potential of X-band InSAR data for detection and definition of forest structure types in view of sustainable forest management. The applicability of height information derived from interferometric TanDEM-X acquisitions for stem volume estimation was demonstrated. Furthermore, classification of forest structure according to layering and canopy closure was realized using an unsupervised clustering approach. Finally, the impact of phenology on forest structure assessment was explored for coniferous, broadleaf and mixed temperate forest stands., Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial von X-Band InSAR Daten für die Erfassung und Definition von Waldstrukturen im Hinblick auf eine nachhaltige Waldbewirtschaftung. Zunächst wurde die Anwendbarkeit von Höheninformationen aus interferometrischen TanDEM-X Aufnahmen zur Schätzung des Holzvorrats aufgezeigt. Des Weiteren wurde ein unüberwachtes Verfahren zur Erfassung und Klassifikation der Waldstruktur hinsichtlich Bestandesschichtung und Kronenschluss entwickelt. Darüber hinaus wurde der Einfluss phänologischer Änderungen auf die Erfassung der Waldstruktur untersucht.

As a middle way between computationally intensive topological branch structures and rigid predefined crown shapes, this thesis presents a novel approach to functional-structural plant modelling based on the notion of spatial leaf density, whose expansion over time is directed along the local productivity gradient. Validated against various types of empirical data sets, our models generate complex emergent phenomena and efficiently simulate long-term crown dynamics across different degrees of competition as well as light and water conditions., Als Mittelweg zwischen rechenintensiven topologischen Aststrukturen und rigiden vordefinierten Kronenformen stellt diese Arbeit einen neuen Ansatz zur funktionell-strukturellen Pflanzenmodellierung auf Basis der räumlichen Blätterdichte vor, deren Ausbreitung entlang dem lokalen Produktivitätsgradienten erfolgt. Validiert anhand diverser empirischer Datensätze generieren die Modelle komplexe emergente Phänomene und simulieren effizient langfristige Kronendynamiken über verschiedene Konkurrenzgrade sowie Licht- und Wasserkonditionen.

In a context of climate change, the global estimation of aboveground biomass (AGB) can only be achieved with the help of Remote Sensing (RS) systems, like SAR. Moreover, using allometric equations, forest parameters measured with RS can be connected with AGB. In this dissertation, existing height-to-biomass allometries are used to derive a large scale and high accuracy biomass mapping for homogenous forest like in boreal region. New structure-to-biomass allometric relationships are further developed with inventory data and applied to 3-D SAR data sets for diverse structural forests, improving the existing inversions up to r²=0.8., Die globale Messung der Waldbiomasse ist nur mit Verwendung von Fernerkundungssystemen, wie z.B. SAR, möglich. Weiter beschreiben allometrische Gleichungen den Zusammenhang der aus Fernerkundung gewonnenen Waldkenngrößen mit Waldbiomasse. In dieser Dissertation werden bestehende Höhe-Biomasse Allometrien benutzt, um eine großflächige und hochgenaue Biomassekartierung für homogene Wälder, wie in der borealen Region, herzuleiten. Neuartige allometrische Beziehungen für Struktur-Biomasse Zusammenhänge werden mit Inventurdaten entwickelt und auf 3D-SAR Daten über Wäldern mit verschiedenen strukturellen Eigenschaften angewandt, resultierend in einer Verbesserung der Genauigkeit auf bis zu r²=0.8.

Pol-InSAR is a remote sensing technology making structural forest attributes including forest height accessible. In this thesis an approach for a step by step estimation of forest height from Pol-InSAR data was introduced and constraints are discussed. Pol-InSAR forest height was successfully estimated and validated at L-band, P-band and X-band over boreal, temperate and tropical forests by means of airborne and spaceborne SAR., Pol-InSAR ist eine Fernerkundungstechnologie, die strukturelle Waldparameter inklusive Waldhöhe zugänglich macht. Diese Arbeit präsentiert eine Methode, die Waldhöhen aus Pol-InSAR Daten berechnet. Grenzen und Leistungsfähigkeit des vorgestellten Algorithmus werden dargestellt und diskutiert. Waldhöhen wurden erfolgreich aus Pol-InSAR Satelliten- und Flugzeugdaten im L-Band, P-Band und X-Band über borealen, gemäßigten und tropischen Wäldern berechnet und validiert.

Structure and function of trees, tree groups and stands are heavily interwoven. The spatially explicit structure of standing trees, especially regarding the inner crown is hard to measure in a non-destructive manner. Therefore, this dissertation is based on the development of novel methodologies for the processing of terrestrial laser scanner data as well as the TLS-based measurement of structures of different tree species on different detail levels and under varying environmental conditions., Struktur und Funktion von Bäumen, Baumgruppen und Beständen sind eng miteinander verbunden. Die räumliche Struktur von stehenden Bäumen, insbesondere im Kronenraum ist nur schwer zerstörungsfrei zu quantifizieren. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger Auswertungsverfahren terrestrischer Laserscannerdaten sowie der TLS-basierten Messung von Strukturen verschiedener Baumarten auf unterschiedlichen Detailebenen und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen.

The thesis examines tree growth under urban and rural environmental conditions. For this, trees in metropolises and in forests were sampled worldwide. The results show to which amount tree growth is decelerated through sealed surface in cities and high stand density in forests. Global and local climate changes can lead to higher growth rates in urban areas. The reasons for the changes in growth and its consequences for practical use are covered in the discussion., Die Arbeit untersucht das Baumwachstum unter urbanen und ruralen Umweltbedingungen. Hierfür wurden weltweit Bäume in Metropolen und in Wäldern beprobt. Die Ergebnisse zeigen, in welchem Ausmaß das Baumwachstum durch die Versiegelung in Städten und die Bestandesdichte in Wäldern abgebremst wird. Globale und lokale Klimaänderungen können im urbanen Raum zu einer Wuchsbeschleunigung führen. In der Diskussion werden die Ursachen der Wachstumsänderungen und ihre Konsequenzen für die Praxis behandelt.

In Bavaria, Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) is an exotic, drought-resistant and fast-growing tree species, whose wood is primarily utilised in the field of construction. The interdisciplinary research between forest growth and wood science covers of empirical, analytical and modelling methodological aspects. Throughout the entire value chain - from a seedling to the sawn timber - the influence of both silvicultural treatments and processes inside sawmills, are investigated to see the effect of wood quality and production., Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) ist in Bayern eine fremdländische, im Zuge des Klimawandels vielversprechende und wüchsige Baumart, deren Holz vor allem im konstruktiven Bereich verwendet wird. Der interdisziplinäre Forschungsansatz zwischen der Waldwachstumskunde und der Holzkunde deckt methodisch die Aspekte Empirie, Analytik und Modellierung ab. Über die ganze Produktionskette hinweg – von der Jungpflanze bis zum Kantholz – werden die Auswirkungen des Waldbaus ebenso wie der Einfluss der Prozesse im Sägewerk auf die Menge und Qualität des Schnittholzes untersucht.

The mixture of tree species enables interactions between the species. This may lead to differences in the performance of these mixed stands from those of pure stands. The thesis investigated Douglas-fir and European beech in pure and mixed stands. It was shown that the combination of the two species leads to an increase in production. In addition, the mixture has a favorable effect on the growth recovery time of the Douglas-fir. In mixed stands, both species modified their root-stem allometry as in favorable site conditions., Die Mischung von Baumarten ermöglicht Interaktionen der Arten untereinander. Dass kann dazu führen, dass sich die Leistungen dieser Mischbestände von denen der Reinbestände unterscheiden. Die Arbeit untersuchte Douglasie und Rotbuche in Rein- und Mischbeständen. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination beider Arten zu einer Produktionssteigerung führt. Des Weiteren wirkt sich die Mischung günstig auf die Erholungszeit der Douglasie aus. In Mischung passten beide Arten ihre Wurzel-Stamm Allometrie derer von standörtlich günstigen Bedingungen an.

Die Arbeit hat das Ziel, zur Verbesserung der bioökonomischen Modellierung gemischter Waldbestände beizutragen. Eine Literaturanalyse untersuchte Misch- und Reinbestände hinsichtlich ökonomisch relevanter Eigenschaften. Mittels einer Metaanalyse zu drei als besonders wichtig bewerteten Charakteristika, Wuchsleistung, Anfälligkeit ggü. Sturmschäden und Anfälligkeit ggü. Insekten, konnte ein positiver Effekt der Mischung nachgewiesen werden. In in einem zweiten Schritt zeigte eine Überlebenszeitanalyse die größere Widerstandsfähigkeit von Fichten (Picea abies [L.] Karst.) in Mischbeständen gegenüber Schadereignissen (insbesondere Windwurf und Insektenkalamitäten). Im abschließenden dritten Schritt konnten die zuvor gewonnenen Erkenntnisse zum Überleben von Fichten in Misch- und Reinbeständen zur Verbesserung eines bioökonomischen Modells genutzt werden. Dadurch wurde der Nachweis erbracht, dass Mischbestände Reinbeständen aus ökonomischer Sicht nicht unterlegen sind., The study is intended to provide an improved bioeconomic model of mixed species stands. A literature review analyzed economically relevant aspects of the differences between mixed- and mono species stands. Through meta-analyses of three characteristics - growth performance, susceptibility towards windthrow and susceptibility towards insect calamities - beneficial effects of mixing tree species were identified. Mixtures turned out to be especially advantageous with regard to susceptibility towards windthrow. In a second step survival time analysis showed the effect of mixing species on the resistance of spruce (Picea abies [L.] Karst.) against hazards, particularly windthrow and insect calamities. In a concluding third step the findings regarding survival probabilities of spruce in mixed- and mono species stands were used in a bioeconomic model. The hypothesis that mixed species stands would economically be inferior to monocultures could therefore be falsified.

The predicted increase in frequency and intensity of climatic extremes, like drought episodes, imposes a challenge on the choice of commercial forest trees under climate change conditions. The present dissertation aims at quantifying the impact of summer drought on growth of spruce, pine, silver fir, beech and oak as the main forest tree species in Southern Germany based on a large data base, and includes Douglas fir as a possible alternative for spruce. Series of tree-ring widths from about 1500 trees from all over Bavaria and adjacent states are employed for growth/climate modeling and pointer year analysis to derive predications about the climatic limitation of tree growth subject to regional climate, site quality and tree dimension. As a main result, oak is superior to all other species under investigation regarding drought tolerance throughout the investigation area. But also silver fir could replace the most critical spruce on a wide range of sites. Furthermore, the surprisingly high variability in reaction to drought observed on regional and stand level implies a high adaptive potential of the populations within their inherent genetic diversity., Im Rahmen des Klimawandels wird die Zunahme von Frequenz und Intensität extremer Witterungsereignisse, wie etwa Trockensommer, prognostiziert. Vor diesem Hintergrund ist die Anbaueignung der heimischen Baumarten mit großen Unsicherheiten verbunden. Diese Dissertation versucht auf der Basis eines großen und nach einheitlicher Methode erhobenen Datensatzes die Reaktion von Fichte, Kiefer, Tanne, Buche und Eiche abzuschätzen, und bezieht weiterhin die Douglasie als mögliche Ersatzbaumart für die Fichte mit in die Untersuchungen ein. Als Datengrundlage dienen Jahrringserien von ca. 1500 Bäumen aus Bayern und angrenzenden Gebieten, die mittels Klima-Wachstums-Beziehungen und Weiserjahr-Analysen zur Beurteilung der klimatischen Limitierung des Baumwachstums in Abhängigkeit von Großklima, Standort und Baumdimension herangezogen werden. Wesentliches Ergebnis ist die standortsübergreifende Überlegenheit der Eiche gegenüber allen anderen untersuchten Baumarten in Bezug auf Trockenresistenz, aber auch die Tanne stellt sich gegenüber der als am kritischsten einzustufenden Fichte als deutlich trockenresistenter heraus, und könnte diese auf vielen Standorten ersetzen. Überraschend ist die hohe Variabilität der Reaktion auf regionaler Ebene und auf Bestandesebene, die ein hohes evolutives Anpassungspotential der Populationen im Rahmen ihrer genetischen Diversität nahe legt.

Die Arbeit hat das Ziel finanzielle Konsequenzen des Klimawandels auf die Forstwirtschaft zu untersuchen. Die Überlebenszeitanalyse der Waldzustandserhebung ermöglichte die Aufstellung Klima- und Mischungsabhängiger Überlebenswahrscheinlichkeiten von Fichte und Buche. Integriert in einer finanziellen Optimierung konnten die Folgen des Klimawandels für Fichten- Buchenbestände auf Datenbasis eines privaten Forstbetriebes abgeschätzt werden. Bei beiden Schritten konnte die große Bedeutung der Beimischung von Buche in Fichtenbeständen zur Risikoabsicherung im Klimawandel sowohl ökologisch sowie finanziell dargelegt werde. Die Arbeit zeigt eine Methodik auf, ökologische Modellierung und finanzielle Optimierung miteinander zu verknüpfen um Entscheidungen in Forstbetrieben zu un¬terstützen., The study is intended to assess the financial consequences of climate change on forestry. Survival time analysis is used to calculate climate and mixture sensitive survival probabilities of spruce and beech. After integration in a financial optimization the effects of climate change on spruce-beech-stands were evaluated. Both steps demonstrated the importance of admixing beech to spruce stands to hedge ecological and financial risks of climate change. The study shows important connections between ecological modeling and financial optimization to support decision making of forest owners.

In a context of climate change, the global estimation of aboveground biomass (AGB) can only be achieved with the help of Remote Sensing (RS) systems, like SAR. Moreover, using allometric equations, forest parameters measured with RS can be connected with AGB. In this dissertation, existing height-to-biomass allometries are used to derive a large scale and high accuracy biomass mapping for homogenous forest like in boreal region. New structure-to-biomass allometric relationships are further developed with inventory data and applied to 3-D SAR data sets for diverse structural forests, improving the existing inversions up to r²=0.8., Die globale Messung der Waldbiomasse ist nur mit Verwendung von Fernerkundungssystemen, wie z.B. SAR, möglich. Weiter beschreiben allometrische Gleichungen den Zusammenhang der aus Fernerkundung gewonnenen Waldkenngrößen mit Waldbiomasse. In dieser Dissertation werden bestehende Höhe-Biomasse Allometrien benutzt, um eine großflächige und hochgenaue Biomassekartierung für homogene Wälder, wie in der borealen Region, herzuleiten. Neuartige allometrische Beziehungen für Struktur-Biomasse Zusammenhänge werden mit Inventurdaten entwickelt und auf 3D-SAR Daten über Wäldern mit verschiedenen strukturellen Eigenschaften angewandt, resultierend in einer Verbesserung der Genauigkeit auf bis zu r²=0.8.

As a middle way between computationally intensive topological branch structures and rigid predefined crown shapes, this thesis presents a novel approach to functional-structural plant modelling based on the notion of spatial leaf density, whose expansion over time is directed along the local productivity gradient. Validated against various types of empirical data sets, our models generate complex emergent phenomena and efficiently simulate long-term crown dynamics across different degrees of competition as well as light and water conditions., Als Mittelweg zwischen rechenintensiven topologischen Aststrukturen und rigiden vordefinierten Kronenformen stellt diese Arbeit einen neuen Ansatz zur funktionell-strukturellen Pflanzenmodellierung auf Basis der räumlichen Blätterdichte vor, deren Ausbreitung entlang dem lokalen Produktivitätsgradienten erfolgt. Validiert anhand diverser empirischer Datensätze generieren die Modelle komplexe emergente Phänomene und simulieren effizient langfristige Kronendynamiken über verschiedene Konkurrenzgrade sowie Licht- und Wasserkonditionen.

Pol-InSAR is a remote sensing technology making structural forest attributes including forest height accessible. In this thesis an approach for a step by step estimation of forest height from Pol-InSAR data was introduced and constraints are discussed. Pol-InSAR forest height was successfully estimated and validated at L-band, P-band and X-band over boreal, temperate and tropical forests by means of airborne and spaceborne SAR., Pol-InSAR ist eine Fernerkundungstechnologie, die strukturelle Waldparameter inklusive Waldhöhe zugänglich macht. Diese Arbeit präsentiert eine Methode, die Waldhöhen aus Pol-InSAR Daten berechnet. Grenzen und Leistungsfähigkeit des vorgestellten Algorithmus werden dargestellt und diskutiert. Waldhöhen wurden erfolgreich aus Pol-InSAR Satelliten- und Flugzeugdaten im L-Band, P-Band und X-Band über borealen, gemäßigten und tropischen Wäldern berechnet und validiert.

Centuries of exploitation have changed the structural composition of forests worldwide and particularly in Europe. Especially the availability of dead wood has decreased strongly. This thesis evaluated the effects of these changes on biodiversity of saproxylic species with a special focus on insects. Experimental approaches were pursued to examine the relation between dead-wood factors and species assemblages to derive recommendation for conservation., Jahrhunderte menschlicher Nutzung haben die Wälder weltweit und speziell in Europa deutlich verändert. Besonders das Vorkommen von Totholz wurde stark reduziert. Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Biodiversität totholzabhängiger Arten, v.a. Insekten, wurden in der vorliegenden Arbeit untersucht. Desweiteren wurde mittels experimenteller Ansätze der Zusammenhang zwischen Totholzeigenschaften und Artengemeinschaften untersucht, um daraus Empfehlungen für den Naturschutz ableiten zu können.

In Bavaria, Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) is an exotic, drought-resistant and fast-growing tree species, whose wood is primarily utilised in the field of construction. The interdisciplinary research between forest growth and wood science covers of empirical, analytical and modelling methodological aspects. Throughout the entire value chain - from a seedling to the sawn timber - the influence of both silvicultural treatments and processes inside sawmills, are investigated to see the effect of wood quality and production., Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) ist in Bayern eine fremdländische, im Zuge des Klimawandels vielversprechende und wüchsige Baumart, deren Holz vor allem im konstruktiven Bereich verwendet wird. Der interdisziplinäre Forschungsansatz zwischen der Waldwachstumskunde und der Holzkunde deckt methodisch die Aspekte Empirie, Analytik und Modellierung ab. Über die ganze Produktionskette hinweg – von der Jungpflanze bis zum Kantholz – werden die Auswirkungen des Waldbaus ebenso wie der Einfluss der Prozesse im Sägewerk auf die Menge und Qualität des Schnittholzes untersucht.

The predicted increase in frequency and intensity of climatic extremes, like drought episodes, imposes a challenge on the choice of commercial forest trees under climate change conditions. The present dissertation aims at quantifying the impact of summer drought on growth of spruce, pine, silver fir, beech and oak as the main forest tree species in Southern Germany based on a large data base, and includes Douglas fir as a possible alternative for spruce. Series of tree-ring widths from about 1500 trees from all over Bavaria and adjacent states are employed for growth/climate modeling and pointer year analysis to derive predications about the climatic limitation of tree growth subject to regional climate, site quality and tree dimension. As a main result, oak is superior to all other species under investigation regarding drought tolerance throughout the investigation area. But also silver fir could replace the most critical spruce on a wide range of sites. Furthermore, the surprisingly high variability in reaction to drought observed on regional and stand level implies a high adaptive potential of the populations within their inherent genetic diversity., Im Rahmen des Klimawandels wird die Zunahme von Frequenz und Intensität extremer Witterungsereignisse, wie etwa Trockensommer, prognostiziert. Vor diesem Hintergrund ist die Anbaueignung der heimischen Baumarten mit großen Unsicherheiten verbunden. Diese Dissertation versucht auf der Basis eines großen und nach einheitlicher Methode erhobenen Datensatzes die Reaktion von Fichte, Kiefer, Tanne, Buche und Eiche abzuschätzen, und bezieht weiterhin die Douglasie als mögliche Ersatzbaumart für die Fichte mit in die Untersuchungen ein. Als Datengrundlage dienen Jahrringserien von ca. 1500 Bäumen aus Bayern und angrenzenden Gebieten, die mittels Klima-Wachstums-Beziehungen und Weiserjahr-Analysen zur Beurteilung der klimatischen Limitierung des Baumwachstums in Abhängigkeit von Großklima, Standort und Baumdimension herangezogen werden. Wesentliches Ergebnis ist die standortsübergreifende Überlegenheit der Eiche gegenüber allen anderen untersuchten Baumarten in Bezug auf Trockenresistenz, aber auch die Tanne stellt sich gegenüber der als am kritischsten einzustufenden Fichte als deutlich trockenresistenter heraus, und könnte diese auf vielen Standorten ersetzen. Überraschend ist die hohe Variabilität der Reaktion auf regionaler Ebene und auf Bestandesebene, die ein hohes evolutives Anpassungspotential der Populationen im Rahmen ihrer genetischen Diversität nahe legt.

This thesis aims to understand how temperate rainforests of southern South America will be impacted by climate change. To answer this question, this work used an analysis of field data from forests of Chiloé Island (42°S, Chile) and a modelling approach to analyze the forest dynamics in this region. Old-growth forests of Chiloé Island showed a high variability in structure. The developed model synthesised the current knowledge of dynamics and tree species of temperate rainforests on Chiloé Island. Forests can take >500 years of succession and have variable successional pathways to reach the old-growth stage. Succession is strongly influenced by the presence of long-lived pioneers (e.g. Nothofagus). Biomass tends to decrease as forests approach the old-growth stage. Climate change will reduce biomass, net primary productivity and produce carbon losses from old-growth forests in this region during the next century., Diese Doktorarbeit untersucht die Auswirkungen von Klimaänderungen auf temperierte Regenwälder im südlichen Südamerika. Hierzu wurden verschiedene Waldinventuren von temperierten Regenwäldern aus der Chiloé -Region (42°S, Chile) analysiert und ein individuenbasiertes Waldmodell entwickelt, um die Struktur und Dynamik dieser Wälder zu untersuchen. Das Modell fasst den derzeitigen Wissenstand über Dynamik und Baumarten dieser Wälder zusammen. Die Untersuchungen zeigen, dass die Sukzession dieser Wälder meist länger als 500 Jahre dauert und verschiedene Entwicklungspfade nehmen kann. Die Sukzession wird dabei stark durch langlebige Pionierbaumarten (z.B. Nothofagus) beeinflusst. Die oberirdische Biomasse der Wälder nimmt beim Übergang in den Klimaxzustand ab. Unter Klimaänderungen wird sich Biomasse und Netto-Primärproduktion der untersuchten Wälder deutlich verringern, hierdurch werden diese Wälder zu Kohlenstoffquellen.

This thesis aims to understand how temperate rainforests of southern South America will be impacted by climate change. To answer this question, this work used an analysis of field data from forests of Chiloé Island (42°S, Chile) and a modelling approach to analyze the forest dynamics in this region. Old-growth forests of Chiloé Island showed a high variability in structure. The developed model synthesised the current knowledge of dynamics and tree species of temperate rainforests on Chiloé Island. Forests can take >500 years of succession and have variable successional pathways to reach the old-growth stage. Succession is strongly influenced by the presence of long-lived pioneers (e.g. Nothofagus). Biomass tends to decrease as forests approach the old-growth stage. Climate change will reduce biomass, net primary productivity and produce carbon losses from old-growth forests in this region during the next century., Diese Doktorarbeit untersucht die Auswirkungen von Klimaänderungen auf temperierte Regenwälder im südlichen Südamerika. Hierzu wurden verschiedene Waldinventuren von temperierten Regenwäldern aus der Chiloé -Region (42°S, Chile) analysiert und ein individuenbasiertes Waldmodell entwickelt, um die Struktur und Dynamik dieser Wälder zu untersuchen. Das Modell fasst den derzeitigen Wissenstand über Dynamik und Baumarten dieser Wälder zusammen. Die Untersuchungen zeigen, dass die Sukzession dieser Wälder meist länger als 500 Jahre dauert und verschiedene Entwicklungspfade nehmen kann. Die Sukzession wird dabei stark durch langlebige Pionierbaumarten (z.B. Nothofagus) beeinflusst. Die oberirdische Biomasse der Wälder nimmt beim Übergang in den Klimaxzustand ab. Unter Klimaänderungen wird sich Biomasse und Netto-Primärproduktion der untersuchten Wälder deutlich verringern, hierdurch werden diese Wälder zu Kohlenstoffquellen.