Forschung

Die Bewertung der Wuchsleistung ist eine zentrale Grundlage für nachhaltige Waldbewirtschaftung. Insbesondere im klimafitten Wald mit zunehmend komplexen Strukturen – bedingt durch Mischbaumarten, sich ändernde Standortverhältnisse, unterschiedliche Schichtungen und kleinräumige waldbauliche Behandlungen – stoßen klassische Methoden der Waldinventur und Standortbeurteilung an ihre Grenzen oder sind nur mit erheblichem Aufwand und Kosten durchführbar. Ziel des Projekts ist es daher, innovative Verfahren zu entwickeln, mit denen die Wuchsleistung effizienter, flexibler und großflächiger digital erfasst und abgeleitet werden kann. Im Fokus stehen dabei zwei methodische Ansätze: (1) die Fernerkundung, insbesondere terrestrisches und luftgestütztes Laserscanning, zur Ableitung von Wachstumsparametern wie Quirlabständen und Höhenzuwächsen, die in Verbindung mit Waldwachstumsmodellen (z. B. Ertragstafeln nach Marschall) eine flächige Wuchsleistungskartenerstellung ermöglicht; und (2) die Nutzung von Umwelt-DNA (eDNA) aus Bodenproben. Letztere erlaubt es, anhand des Vorkommens und der Häufigkeit bestimmter Organismen, insbesondere Pilze, Rückschlüsse auf die Wuchsleistung zu ziehen und diese mit klassischen Standortdaten (z. B. aus den FORSITE-Projekten) zu validieren. Dadurch soll geprüft werden, inwieweit eDNA eine kostengünstige, einfach einsetzbare Ergänzung oder sogar Alternative zu traditionellen Standortkartierungen darstellen kann. Das Projekt liefert so die Basis, um Forstbetrieben, Behörden und anderen forstlichen Entscheidungsträgern digitale Werkzeuge für die Erstellung flächiger Wuchsleistungskarten bereitzustellen. 3 Teilziele: • Lasergestützte Erfassung von Wachstumsparametern Im Projekt werden Methoden entwickelt, um Quirlabstände und Baumhöhenzuwächse sowohl mittels terrestrischem Laserscanning als auch durch den Vergleich zeitlich versetzter Laser-Luftbefliegungen präzise zu erfassen. Auf dieser Grundlage und ergänzend mit klassischen digital erfassten waldmesskundlichen Einzelbaum- und Bestandesparametern wird die Bonität über Waldwachstumsmodelle abgeleitet und durch moderne statistische Methoden in räumlich hochauflösender Form dargestellt. • eDNA als Standortindikator Es wird untersucht, inwieweit eDNA aus Bodenproben als integratives Maß für klassische standortkundliche Größen eingesetzt werden kann. Die Aussagekraft dieses Ansatzes wird durch den Vergleich mit etablierten Standortdaten und -karten überprüft und validiert. • Integration von Standort- und Ertragsdaten Ziel ist es, eDNA, klassische Standortparameter und lasergestützt erhobene Wachstumsdaten systematisch zusammenzuführen. Darauf aufbauend erfolgt die Modellierung der Wuchsleistung auf großer Fläche durch die Verknüpfung terrestrischer Erhebungen mit flächendeckenden Luftbefliegungsdaten, unterstützt von modernen statistischen Verfahren.

Begrünte Dächer mit Großgehölzen gewinnen im Zuge der urbanen Klimaanpassung zunehmend an Bedeutung. Dennoch fehlt bislang eine fundierte wissenschaftliche Datengrundlage zum realen Wachstum, zur Biomasseentwicklung und zur CO₂-Speicherleistung von Bäumen auf artifiziellen Standorten wie Dächern und Tiefgaragen. Derzeit verwendete Lastannahmen basieren auf überholten oder nicht nachvollziehbaren Richtwerten, was häufig zu erheblichen Überschätzungen der Baummassen führt. Dies hat überdimensionierte Tragkonstruktionen, erhöhten Materialeinsatz sowie unnötige Kosten und CO₂-Emissionen zur Folge. Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts ist es, erstmals belastbare Daten zur Morphologie und Masseverteilung von Großbäumen auf Gebäuden zu erheben. Hierfür werden rund 30 Bäume auf vier realisierten Projekten in Österreich mittels moderner Laserscanning-Technologie vermessen. Die Erhebungen erfolgen zweimal jährlich – im belaubten und entlaubten Zustand – um saisonale Unterschiede zu erfassen. Analysiert werden Stamm-, Ast- und Laubbiomasse sowie die potenzielle CO₂-Bindung. Die Ergebnisse sollen Unterschiede der Morphologie gegenüber Bäumen auf natürlichem Boden aufzeigen und eine Grundlage für künftige Modellierungen des Baumwachstums auf Dächern schaffen. Langfristig sollen die gewonnenen Ergebnisse Eingang in Regelwerke finden und die Planungssicherheit erhöhen. Dies soll zur stärkeren Verbreitung intensiver Dachbegrünungen beitragen und deren Potenzial zur städtischen Kühlung, Regenwasserrückhaltung und CO₂-Minderung besser nutzbar machen.

Die Vermessung von Holz ist in der Forst- und Holzwirtschaft von zentraler wirtschaftlicher Bedeutung. Die Vermessung von eingeschlagenem Holz ist in der Praxis aber zeitaufwändig und damit teuer. Forstbetriebe greifen deshalb meist auf die Abmaßlisten der Holzindustrie zurück, um die geernteten Holzmengen exakt zu bestimmen. Im Zuge des vorliegenden Projekts sollen Algorithmen entwickelt werden, um mit Laserscannern erfasste Holzpolter automatisiert zu vermessen. So soll die Transparenz der Holzflüsse entlang der Lieferkette ermöglicht und die Digitalisierung derselbigen vorangetrieben werden. Das soll in drei Teilzielen erreicht werden: 1. Einzelstammweise Vermessung von höherwertigen Rundholzsortimenten Der Überblick über die geernteten und gelieferten Holzmengen ist besonders bei Wert- und Sägerundholz von ökonomischem Interesse. Für diese Art von Rundholzpoltern soll die Möglichkeit eröffnet werden, Ergebnisse auf Einzelstammbasis zu generieren und damit einen Überblick über Durchmesser- und Volumenverteilungen, Sortimentslängen und das gesamte Poltervolumen zu erhalten. 2. Objektive Bestimmung von Umrechnungsfaktoren bei Energie- und Industrieholz Bei der Umrechnung von Raummetern in Festmeter finden verschiedenste Umrechnungsfaktoren Anwendung. Die Wahl des Faktors basiert zumeist aber auf subjektiven Einschätzungen. Durch die Erhebung von Parametern aus Laserscans soll es möglich werden einen individuellen Umrechnungsfaktor für gescannte Holzpolter zu ermitteln und so eine objektive, nachvollziehbare Volumenbestimmung bei Energie- und Industrieholzpoltern zu ermöglichen. 3. Merkmalserkennung von gepoltertem Rundholz Die Baumartenzusammensetzung und der Anteil von geringerwertigen Sortimenten sind wichtige Faktoren bei der Verrechnung von Holz. Eine genaue Erhebung der Volumenanteile dieser Sortimente am gesamten Polter ist außerhalb des Sägewerks jedoch aufwändig, weshalb diese Größen zumeist geschätzt werden. Durch im vorliegenden Projekt entwickelte Algorithmen, soll die Schätzung von Baumarten und wertmindernden Eigenschaften wie Fäule oder Bläue, automatisiert anhand von Laserscans erfolgen. Dies soll sowohl für Energie- und Industrieholz als auch Sägerundholz ermöglicht werden. Zusammen mit der Auswertung von Einzelstammgrößen soll bei Sägerundholzpoltern letztendlich eine Abmaßliste erstellt werden können, wie sie von Sägewerken bekannt ist.