Ann. For. Sci. 63 (2006) 93-100
DOI: 10.1051/forest:2005101

Modelling the demographic sustainability of pure beech plenter forests in Eastern Germany

Jean-Philippe Schütz

Silviculturist, Brüggliäcker 37, CH 8050 Zürich, Switzerland

(Received 1 December 2004; accepted 30 May 2005; published online 28 January 2006)

Abstract - The aim of this study is to scrutinise whether a dynamic equilibrium model based on sustainability of the demography is valid for pure beech plenter forests. Broad-leaved trees in general, and beech in particular react differently to individualisation and to shade than conifers, because of differences in space occupancy and their reaction to shade. Therefore application of the plenter system (or selection system) presents other constraints than for conifers forests. Sustainability must be assessed at stand level, because the plenter system functions without cover interruption and so needs continuous recruitment growing from the stand bottom up. The algorithm used for determination of demographic equilibrium depends on knowledge of the recruitment from below, stem migration over time (dependent on diameter increment), and removal for cultural and harvesting purposes and their dependency from stand density. Data used in this study comes from three permanent research plots in the pure beech plenter forests of Langula (Thuringia basin, Eastern Germany). The determination of the optimal stand density ensuring equilibrium uses an incremental growth model based on a basal area oriented density index (GCUM). It emphasises the phenomenon of growth extinction with increasing stand closure. Equilibrium is gained for a standing volume about 250 m³/ha and Basal area 22 m²/ha. This occurs at a much lower stand density than for classical coniferous plenter forests. The reasons for these differences and the silvicultural consequences are discussed.

Résumé - Modélisation de l'équilibre démographique en futaie jardinée de hêtre en Allemagne de l'Est. L'objectif de cette étude est de vérifier l'applicabilité d'un modèle d'équilibre démographique aux forêts jardinées de feuillus. Les feuillus réagissent différemment des conifères à l'individualisation due à l'irrégularité car ils utilisent différemment l'espace vital et l'ombrage. L'application des principes du jardinage est donc liée à des contraintes limitantes différentes que pour les forêts jardinées classiques de conifères. L'équilibre se détermine au niveau du peuplement, car en futaie jardinée il n'y a jamais interruption de couvert. Il faut donc une continuité du recrutement sous couvert. L'algorithme utilisé pour déterminer l'équilibre démographique se fonde sur la mesure du recrutement, de la migration des tiges dépendant de la croissance radiale et des éliminations à des fins culturales et de récolte, le tout dépendant de la densité des peuplements. Les données proviennent de trois parcelles d'essai de futaies jardinées de hêtre de Langula en Thuringe (Allemagne de l'Est). Le modèle incrémentiel de détermination de la densité optimale de peuplement qui assure l'équilibre démographique utilise un indice de densité variable GCUM fondé sur la surface terrière des plus gros. Il met en évidence un phénomène d'extinction du recrutement avec l'augmentation de la fermeture des peuplements. L'équilibre jardiné s'obtient pour des volumes sur pied de l'ordre de 250 m³/ha et une surface terrière de 22 m², ce qui est nettement plus bas que dans le cas des forêts jardinées de conifères. On discute les raisons de cette différence et les conséquences sylvicoles.

Key words: sustainability / selection forest / uneven-aged forests / equilibrium / modelling / beech

Mots clés : durabilité / forêt jardinée / irrégularité /équilibre / modélisation / hêtre

Corresponding author: Jean-Philippe Schütz jph.s@bluewin.ch

© INRA, EDP Sciences 2006