An Empirical and Simulation-Based Assessment of Tree Growth in Temperate Alley-Cropping Systems

Das Potenzial von nachwachsenden Rohstoffen gewinnt aufgrund der derzeitigen Bestrebungen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die Emission von Treibhausgasen zu verringern und gleichzeitig den Einfluss des Klimawandels zu mildern, zunehmend an Bedeutung. Die aus speziellen Energiepflanzen, wie sie in der Kurzumtriebsforstwirtschaft und in Kurzumtriebsplantagen (KUP) verwendet werden, gewonnenen Biomasse, gilt als flexible Primärquelle für biobasierte Materialien und Chemikalien, sowie für die Erzeugung von Energie, Wärme, und Kraftstoff. Agroforstwirtschaftliche Systeme, die Bäume in landwirtschaftlich genutzte Flächen integrieren, werden oft als anpassungsfähige Multi-Crop-Flächennutzungsstrategie angesehen, welche ökologische und wirtschaftliche Vorteile bringen kann. Eine Variante der Agroforstwirtschaft stellen die sogenannten Alley-Cropping-Systeme (ACSs) zur Herstellung von holzartiger Biomasse für Energiezwecke dar. In ACSs werden mehrere Hecken von schnell wachsenden Bäumen, in parallelen Streifen und in unterschiedlichen Abständen auf einer Agrarfläche angelegt, wobei die Baumstreifen zum Beispiel als KUP bewirtschaftet werden können, während die Alleen zwischen ihnen als konventionelle landwirtschaftliche Flächen mit einjährigen Kulturen genutzt werden. Um zu verstehen, ob ACSs mit KUPs produktiv und ökologisch nachhaltig sind, müssen langfristige Bewertungen der Baum- und Ernteerträge in Bezug auf mögliche Veränderungen der standortspezifischen Bedingungen vorgenommen werden. Jedoch sind empirische Daten über solche Systeme rar. Des Weiteren ist die Einrichtung von ACSs für eine Reihe von Managementoptionen, und für verschiedene klimatische und edaphische Bedingungen umständlich, zeitaufwendig und teuer. Daher war es notwendig, eine alternative Methode zu finden, welche die Prognose von Erträgen in ACSs unter verschiedensten Szenarien ermöglicht. Die vorliegende Dissertation hat sich auf die Untersuchung der prospektiven Auswirkungen verschiedener standortspezifischer Bedingungen und Szenarien auf das Baumwachstum in ACSs mit KUP konzentriert. Für diesen Zweck wurden mehrere experimentelle und simulationsbasierte Studien angefertigt.