Title: | Forest Yield Tables for Northwest Germany and their Application |
Version: | 0.2.0 |
Description: | The new yield tables developed by the Northwest German Forest Research Institute (NW-FVA) provide a forest management tool for the five main commercial tree species oak, beech, spruce, Douglas-fir and pine for northwestern Germany. The new method applied for deriving yield tables combines measurements of growth and yield trials with growth simulations using a state-of-the-art single-tree growth simulator. By doing so, the new yield tables reflect the current increment level and the recommended graduated thinning from above is the underlying management concept. The yield tables are provided along with methods for deriving the site index and for interpolating between age and site indices and extrapolating beyond age and site index ranges. The inter-/extrapolations are performed traditionally by the rule of proportion or with a functional approach. |
Depends: | R (≥ 3.5) |
Suggests: | knitr, rmarkdown, tinytest |
License: | MIT + file LICENSE |
URL: | https://github.com/rnuske/et.nwfva |
BugReports: | https://github.com/rnuske/et.nwfva/issues |
Encoding: | UTF-8 |
Language: | de |
NeedsCompilation: | no |
RoxygenNote: | 7.3.1 |
VignetteBuilder: | knitr |
Packaged: | 2025-03-02 21:55:45 UTC; rnuske |
Author: | Robert Nuske |
Maintainer: | Robert Nuske <robert.nuske@mailbox.org> |
Repository: | CRAN |
Date/Publication: | 2025-03-02 22:10:01 UTC |
Bonitiert einen Bestand
Description
Für eine gegebene Baumart und Höhe (Mittel- oder Oberhöhe) bei gegebenem Alter wird die relative oder absolute Bonität eines gleichaltrigen (ggf. ideellen) Reinbestandes bestimmt. Erstere entspricht der Ertragsklasse und Zweitere der Oberhöhe H100 im Alter 100 in Metern (Site Index). Die Bonitierung erfolgt entweder über einen funktionalisierten Bonitätsfächer oder über Inter-/Extrapolation der Ertragstafeln mittels Dreisatz.
Usage
et_bonitaet(
art,
alter,
hoehe,
hoehe_typ = "ober",
bon_typ = "relativ",
methode = "funktional",
kapp_na = TRUE,
...
)
Arguments
art |
Baumartenbezeichnung entweder als Kürzel, deutscher Name,
lateinischer Name oder in niedersächsischer Kodierung.
Für vorhandene Arten siehe |
alter |
Bestandesalter in Jahren als ganze Zahl. Bei Methode |
hoehe |
Bestandeshöhe in Meter. |
hoehe_typ |
Die Bestandeshöhe kann als Mittelhöhe ( |
bon_typ |
Die Ausgabe der Bonität kann als relative Ertragsklasse
( |
methode |
Die Bonitierung erfolgt über funktionalisierte Bonitätsfächer
( |
kapp_na |
Bonitäten werden bei Methode |
... |
Weitere Parameter, wie z.B. für funkt. Bonitätsfächermodell auf Basis der Hossfeld-Funktion (s. Details). |
Details
Die Bonitierung über die funktionalisierten Bonitätsfächer basiert auf nichtlinearen Modellen, die durch Anpassung an die Ober- und Mittelhöhen über dem Alter bei mäßiger Durchforstung bzw. für Eichen-Oberhöhen bei starker Durchforstung aus der Ertragstafelsammlung von Schober (1995) entstanden. Für die Kiefer wurde hierbei die Chapman-Richards-Funktion (Richards 1959) und für alle anderen Baumarten die Wachstumsfunktion von Sloboda (1971) genutzt. Die Bestandeshöhen der neuen Ertragstafeln (Albert et al. 2021) sind die tabellarisierten Werte eben dieser funktionalisierten Bonitätsfächer.
Der entscheidende Vorteil der Bonitätsfächermodelle gegenüber dem klassischen
Verfahren der linearen Extrapolation liegt darin, dass sie auch über den
Bonitäts- und Altersrahmen der Ertragstafeln hinaus robuste und biologisch
plausible Bestandeshöhen liefern. Daher unterscheiden sich die mit der
Methode "funktional"
ermittelten Bonitäten von den der Methode "klassisch"
vor allem. im Extrapolationsbereich der Ertragstafeln, d.h. bei
Alter-Bestandeshöhen-Kombination, die durch die Ertragstafeln nicht abgedeckt
sind.
Für alle Baumarten außer Eiche werden bei hoss=TRUE
, alternativ zu den oben
beschriebenen Standardmodellen, Oberhöhen-Verläufe, die auf der Anpassung der
Hossfeld IV-Funktion (Hossfeld 1822) beruhen, zugrunde gelegt. Diese kann für
die Bonitierung sehr junger Buchen-, Fichten- und Douglasien-Bestände (< 15
Jahre) geeigneter sein, da in dem hier standardmäßig genutzten Sloboda-Modell
die Höhenwerte in diesem Altersbereich unplausibel langsam ansteigen. Im
Gegensatz zum Standardmodell werden die in den Ertragstafeln angegebenen
Oberhöhen mit dem Hossfeld-Modell nicht exakt reproduziert.
Value
Ein numerischer Vektor mit relativen oder absoluten Bonitäten
gerundet auf eine Nachkommastelle, entsprechend Parameter bon_typ
. Wenn
Ertragsklassen gekappt wurden und kapp_na == TRUE
, enthält der Vektor NA
.
Author(s)
Robert Nuske (klassisch), Kai Staupendahl (funktional)
References
Albert M., Nagel J., Schmidt M., Nagel R.-V., Spellmann H. (2021): Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer [Datensatz]. Version 1.0. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.6343906
Hossfeld J.W. (1822): Mathematik für Forstmänner, Ökonomen und Cameralisten. Band 4, Gotha.
Richards F.J. (1959): A flexible growth function for empirical use. Journal of Experimental Botany (10) 2: 290-301.
Schober R. (1995): Ertragstafeln wichtiger Baumarten. 4. Aufl., J. D. Sauerländer’s Verlag, Frankfurt a.M., 166 S.
Sloboda B. (1971): Darstellung von Wachstumsprozessen mit Hilfe von Differentialgleichungen erster Ordnung. Mitteilungen der Baden-Württembergischen Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt, Heft 32, Freiburg, 109 S.
See Also
Informationen über vorhandene Tafeln et_liste()
, et_info()
,
Ertragstafeln ausgeben et_tafel()
.
Examples
# moderne Bonitierung mittels funktionalisiertem Bonitätsfächer
et_bonitaet(art="bu", alter=100, hoehe=42)
et_bonitaet(art="fi", alter=100, hoehe=c(27, 29, 31))
et_bonitaet("bu", 180, c(45.37, 40.36, 35.47, 30.77, 26.33),
hoehe_typ="mittel", methode="funktional")
# klassische Bonitierung über Inter-/Extrapolation von Tafelnwerten
et_bonitaet(art="fi", alter=100, hoehe=30, methode="klassisch")
et_bonitaet(art="fi", alter=100, hoehe=c(27, 29, 31), methode="klassisch")
et_bonitaet('Fagus sylvatica', alter=75, hoehe=25.3, methode="klassisch")
et_bonitaet('Bu', alter=42, hoehe=18, hoehe_typ='ober', methode="klassisch")
et_bonitaet(611, alter=37, hoehe=18, hoehe_typ="mittel", methode="klassisch")
et_bonitaet(611, alter=37, hoehe=18, Hoehe_typ="mittel", methode="klassisch", bon_typ="absolut")
# mit gekappten Bonitäten
et_bonitaet("fi", 100, c(55, 39, 35, 31, 27, 8), methode="funktional")
et_bonitaet("fi", 100, c(55, 39, 35, 31, 27, 8), methode="funktional", kapp_na=FALSE)
et_bonitaet("fi", 100, c(55, 39, 35, 31, 27, 8), methode="klassisch", kapp_na=TRUE)
et_bonitaet("fi", 100, c(55, 39, 35, 31, 27, 8), methode="klassisch", kapp_na=FALSE)
Umrechnung von Bonitäten (Ertragsklasse und Oberhöhenbonitiät)
Description
Bestimmt für eine gegebene Baumart und Ausgangs-Bonität die Ziel-Bonität als relative Ertragsklasse oder absolute Oberhöhenbonität (Oberhöhe H100 im Alter 100 in Metern). Die Umrechnung basiert auf den in den neuen Ertragstafeln der NW-FVA (Albert et al. 2021) je Baumart und Ertragsklasse angegebenen Oberhöhen H100 im Alter 100, d.h. der dort gewählten Bonitätsstaffelung. Die Umrechnung erfolgt entweder über einen funktionalisierten Bonitätsfächer oder über Inter-/Extrapolation der Ertragstafeln mittels Dreisatz.
Usage
et_bontrans(art, bon, richtung = "abs_zu_rel", methode = "funktional")
Arguments
art |
Baumartenbezeichnung entweder als Kürzel, deutscher Name,
lateinischer Name oder in niedersächsischer Kodierung.
Für vorhandene Arten siehe |
bon |
Bonität als Zahl. Zulässig sind relative Ertragsklassen im
Interval [-2,4] bzw. [-3,7] bei Methode |
richtung |
Umrechnung von absoluter Oberhöhenbonitäten zu relativer
Ertragsklasse ( |
methode |
Die Umrechnung erfolgt über funktionalisierte Bonitätsfächer
( |
Value
Numerischer Vektor mit gesuchten Bonitäten gerundet auf eine
Nachkommastelle, je nach richtung
entweder absolute Oberhöhenbonitäten
oder relative Ertragsklassen. Für Werte außerhalb des zulässigen
Bonitätsintervalls wird NA
ausgegeben.
Author(s)
Robert Nuske (klassisch), Kai Staupendahl (funktional)
References
Albert M., Nagel J., Schmidt M., Nagel R.-V., Spellmann H. (2021): Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer [Datensatz]. Version 1.0. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.6343906
See Also
et_hoehe()
zur Ermittlung der Bestandeshöhen und et_bonitaet()
zur Bonitierung.
Examples
et_bontrans("Kiefer", bon=27)
et_bontrans("Kiefer", bon=27, richtung="abs_zu_rel", methode="klassisch")
arten <- c("fi", "fi", "bu", "dgl")
h100 <- c(34.5, 29.3, 36, 40)
et_bontrans(art=arten, bon=h100, richtung="abs_zu_rel")
et_bontrans(art=arten, bon=h100, richtung="abs_zu_rel", methode="klassisch")
et_bontrans("Kiefer", bon=1.5, richtung="rel_zu_abs", methode="funk")
et_bontrans("Kiefer", bon=1.5, richtung="rel_zu_abs", methode="klass")
arten <- c("fi", "fi", "bu", "dgl")
ertragsklassen <- c(2.5, 0.3, 1, 2.4)
et_bontrans(art=arten, bon=ertragsklassen, richtung="rel_zu", methode="funk")
et_bontrans(art=arten, bon=ertragsklassen, richtung="rel_zu", methode="klass")
Bestandeshöhen in Abhängigkeit von Baumart, Bonität und Alter
Description
Für eine gegebene Baumart, Bonität und Alter wird die Bestandeshöhe als Mittel- oder Oberhöhe bestimmt. Die Mittelhöhe Hg entspricht der Höhe des Grundflächenmittelstamms aller Bäume und die Oberhöhe H100 der Höhe des Grundflächenmittelstamms der 100 durchmesserstärksten Bäume je Hektar. Die Berechnung erfolgt entweder über einen funktionalisierten Bonitätsfächer oder über Inter-/Extrapolation der Ertragstafeln mittels Dreisatz.
Usage
et_hoehe(
art,
alter,
bon,
bon_typ = "relativ",
hoehe_typ = "ober",
methode = "funktional",
...
)
Arguments
art |
Baumartenbezeichnung entweder als Kürzel, deutscher Name,
lateinischer Name oder in niedersächsischer Kodierung.
Für vorhandene Arten siehe |
alter |
Bestandesalter in Jahren als ganze Zahl. Bei Methode |
bon |
Bonität als Zahl. Zulässig sind relative Ertragsklassen im
Interval [-2,4] bzw. [-3,7] bei Methode |
bon_typ |
Die Bonität kann als relative Ertragsklasse ( |
hoehe_typ |
Ausgabe der Bestandeshöhe erfolgt als Mittelhöhe (Höhe des
Grundflächenmittelstamms, |
methode |
Die Berechnung erfolgt über funktionalisierte Bonitätsfächer
( |
... |
Weitere Parameter, wie z.B. für funkt. Bonitätsfächermodell auf Basis der Hossfeld-Funktion (s. Details). |
Details
Die Ermittlung der Bestandesoberhöhe mithilfe der funktionalisierten Bonitätsfächer basiert auf nichtlinearen Modellen, die durch Anpassung an die alters- und bonitätsabhängigen Oberhöhenverläufe bei mäßiger bzw. für Eiche bei starker Durchforstung gemäß der Ertragstafelsammlung von Schober (1995) entwickelt wurden. Für die Kiefer wurde hierbei die Chapman-Richards-Funktion (Richards 1959) und für alle anderen Baumarten die Wachstumsfunktion von Sloboda (1971) genutzt, jeweils in der algebraischen Differenzenform. Die Bonitätsfächermodelle der Bestandesmittelhöhen ergaben sich durch Modellierung der Relationen der Mittel- und Oberhöhen in den den neuen Ertragstafel zugrundeliegenden Simulationsbeständen (s. Vignette "Hinweise zum Geleit") und funktionalen Ausgleich der resultierenden Mittelhöhen mit den oben genannten Funktionstypen. Die Bestandesober- und -mittelhöhen der neuen Ertragstafeln (Albert et al. 2021) sind die tabellarisierten Werte eben dieser funktionalisierten Bonitätsfächer.
Der entscheidende Vorteil der Bonitätsfächermodelle gegenüber dem klassischen
Verfahren der linearen Extrapolation liegt darin, dass sie auch über den
Bonitäts- und Altersrahmen der Ertragstafeln hinaus robuste und biologisch
plausible Bestandeshöhen liefern. Daher unterscheiden sich die mit der
Methode "funktional"
ermittelten Bonitäten von den der Methode "klassisch"
v.a. im Extrapolationsbereich der Ertragstafeln, d.h. bei
Alter-Bestandeshöhen-Kombination, die durch die Ertragstafeln nicht abgedeckt
sind.
Für alle Baumarten außer Eiche werden bei hoss=TRUE, als Alternative zu den oben beschriebenen Standardmodellen, Oberhöhen-Verläufe zugrunde gelegt, die auf der Anpassung der Hossfeld IV-Funktion (Hossfeld 1822) beruhen. Diese kann für die Bonitierung sehr junger Buchen-, Fichten- und Douglasien-Bestände (< 15 Jahre) geeigneter sein, da in dem hier standardmäßig genutzten Sloboda-Modell die Höhenwerte in diesem Altersbereich unplausibel langsam ansteigen. Im Gegensatz zum Standardmodell werden die in den Ertragstafeln angegebenen Oberhöhen mit dem Hossfeld-Modell nicht exakt reproduziert.
Value
Numerischer Vektor mit Bestandeshöhen in Meter gerundet auf eine
Nachkommastelle. Für Werte außerhalb des zulässigen Alters- und
Bonitätsintervalls wird NA
ausgegeben. Die klassische Methode kann für
sehr junge Alter und schlechte Bonitäten zu negativen Bestandeshöhen
führen, dann wird ebenfalls NA
ausgegeben.
Author(s)
Robert Nuske (klassisch), Kai Staupendahl (funktional)
References
Albert M., Nagel J., Schmidt M., Nagel R.-V., Spellmann H. (2021): Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer [Datensatz]. Version 1.0. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.6343906
Hossfeld J.W. (1822): Mathematik für Forstmänner, Ökonomen und Cameralisten. Bd. 4, Gotha
Richards F.J. (1959): A flexible growth function for empirical use. Journal of Experimental Botany (10) 2: 290-301.
Schober R. (1995): Ertragstafeln wichtiger Baumarten. 4. Aufl., J. D. Sauerländer’s Verlag, Frankfurt a.M., 166 S.
Sloboda B. (1971): Darstellung von Wachstumsprozessen mit Hilfe von Differentialgleichungen erster Ordnung. Mitt. d. Baden-Württembergischen Forstl. Versuchs- und Forschungsanstalt, Heft 32, Freiburg, 109 S.
See Also
et_bonitaet zur Bonitierung, et_tafel()
zur Ermittlung von
Ertragstafelwerte und et_bontrans()
zur Umrechnung von Ertragsklasse
in Site Index und vice versa.
Examples
et_hoehe('bu', alter=75, bon=1.25, hoehe_typ="mittel")
et_hoehe('bu', alter=75, bon=1.25, hoehe_typ="mittel", methode="klassisch")
et_hoehe('bu', alter=75, bon=29, bon_typ="absolut", hoehe_typ="mittel")
et_hoehe('bu', alter=75, bon=29, bon_typ="absolut", hoehe_typ="ober")
arten <- c("fi", "fi", "bu", "dgl")
si <- c(34.5, 29.3, 36, 40)
et_hoehe(art=arten, alter=80, bon=si, bon_typ="absolut", hoehe_typ="ober")
et_hoehe(art="Kiefer", alter=seq(20, 160, by=20), bon=1.5, bon_typ="rel",
hoehe_typ="ober", hoss=TRUE)
Informationen zu einer Ertragstafel
Description
Detaillierte Information zur Ertragstafel einer gewählten Baumart.
Usage
et_info(art)
Arguments
art |
Baumartenbezeichnung entweder als Kürzel, deutscher Name,
lateinischer Name oder in niedersächsischer Kodierung.
Für vorhandene Arten siehe |
Value
Informationen zu einer Tafel als Liste mit den Elementen Tafelname
,
Baumart
, WissName
, ArtCodeNds
, Autor
, Jahr
, Quelle
, Region
.
Kürzel | Beschreibung |
Tafelname | Name der Tafel |
Baumart | deutscher Name der Baumart |
WissName | wissenschaftlicher Name der Baumart |
ArtCodeNds | Codenummer der niedersächsischen Landesforsten |
Autor | Autor der Tafel |
Jahr | Jahr der Veröffentlichung |
Quelle | Zitat der Tafel |
Region | Gültigkeitsgebiet der Tafel |
Author(s)
Robert Nuske
References
Albert M., Nagel J., Schmidt M., Nagel R.-V., Spellmann H. (2021): Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer [Datensatz]. Version 1.0. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.6343906
See Also
et_liste()
bietet eine Übersicht aller verfügbaren Tafeln.
Examples
et_info(211)
Liste der verfügbaren Ertragstafeln
Description
Liste der verfügbaren Ertragstafeln
Usage
et_liste()
Value
Knappe Beschreibung der vorhandenen Ertragstafeln in einem Dataframe
mit den Spalten Baumart
, ArtCodeNds
, Tafelname
, Jahr
, Region
.
Kürzel | Beschreibung |
Baumart | deutscher Name der Baumart |
ArtCodeNds | Codenummer der niedersächsischen Landesforsten |
Tafelname | Name der Tafel |
Jahr | Jahr der Veröffentlichung |
Region | Gültigkeitsgebiet der Tafel |
Author(s)
Robert Nuske
See Also
et_info()
für detaillierte Informationen zu einer Tafel.
Examples
et_liste()
Ertragstafelwerte einer Baumart
Description
Gibt die vollständige Ertragstafel einer Baumart aus oder ermittelt die Ertragstafelwerte für gegebene Alter und/oder Bonitäten. Wenn Letztere von den in der Ertragstafel (Albert et al. 2021) enthaltenen Werten abweichen, werden die Variablen der Tafel auf die gewünschten Alter und/oder Bonitäten inter-/extrapoliert. Derzeit ist nur die klassische Variante mittels Dreisatz implementiert.
Usage
et_tafel(
art,
alter = NULL,
bon = NULL,
bon_typ = "relativ",
methode = "klassisch"
)
Arguments
art |
Baumartenbezeichnung entweder als Kürzel, deutscher Name,
lateinischer Name oder in niedersächsischer Kodierung.
Für vorhandene Arten siehe |
alter |
Bestandesalter in Jahren als ganze Zahl (optional). Zwischen 5 und max. zulässigem Alter (Ei 220, Bu 180 und Fi, Dgl, Ki 160). |
bon |
Ertragsklasse als Zahl (optional). Wird vor der Berechnung auf die
Genauigkeit der Ausgabe (eine Nachkommastelle) gerundet. Bei Methode
|
bon_typ |
Die Bonität kann als relative Ertragsklasse ( |
methode |
Derzeit wird nur die Inter-/Extrapolation der Ertragstafel
mittels Dreisatz ( |
Details
Bei der klassischen linearen Extrapolation in den Bereich sehr junger
Bestandesalter können negative Werte entstehen. Die jeweiligen Werte werden
dann auf NA
(N, Hg, H100, Dg, Dw) oder 0
(G, V, N_aus, G_aus, Dg_aus,
V_aus, iV, GWL, dGZ) gesetzt.
Value
Ein Dataframe mit den Spalten Ekl
, Alter
,
N
, Hg
, H100
, G
, Dg
, Dw
, V
, N_aus
, G_aus
, Dg_aus
,
V_aus
, iV
, GWL
, dGZ
. Die Anzahlen N
und N_aus
werden auf
ganze Zahlen und die übrigen Parameter auf eine Nachkommastelle gerundet
ausgegeben.
Kürzel | Beschreibung |
Ekl | relative Ertragsklasse [-] |
Alter | Bestandesalter [a] |
N | Stammzahl (verbleibend) [Stk/ha] |
Hg | Mittelhöhe (verbleibend) [m] |
H100 | Oberhöhe (verbleibend) [m] |
G | Grundfläche (verbleibend) [m^2/ha] |
Dg | mittlerer BHD (verbleibend) [cm] |
Dw | mittlerer Durchmesser nach Weise (verbleibend) [cm] |
V | Vorrat (verbleibend) [m^3/ha] |
N_aus | Stammzahl (ausscheidend) [Stk/ha] |
G_aus | Grundfläche (ausscheidend) [m^2/ha] |
Dg_aus | mittlerer Durchmesser (ausscheidend) [cm] |
V_aus | Vorrat (ausscheidend) [m^3/ha] |
iV | laufender Volumenzuwachs [m^3/ha/a] |
GWL | Gesamtwuchsleistung [m^3/ha] |
dGZ | durchschnittlicher Gesamtzuwachs [m^3/ha/a] |
Wenn durch die klassische Interpolation mittels Dreisatz negative Werte
entstehen sollten, werden die jeweiligen Werte auf NA
(N, Hg, H100, Dg, Dw)
oder 0
(G, V, N_aus, G_aus, Dg_aus, V_aus, iV, GWL, dGZ) gesetzt.
Author(s)
Robert Nuske
References
Albert M., Nagel J., Schmidt M., Nagel R.-V., Spellmann H. (2021): Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer [Datensatz]. Version 1.0. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.6343906
See Also
Informationen über vorhandene Tafeln et_liste()
, et_info()
,
Bonitieren et_bonitaet()
.
Examples
et_tafel('Bu')
et_tafel(711, alter=100)
et_tafel(611, bon=2.3)
et_tafel(511, alter=80, bon=-0.5)