Urban forest edge management

URBAN FOREST EDGE MANAGEMENT –

A COMPARISON STUDY OF THE APPLICATION OF COPPICING IN ALNARP (SE), SALZBURG AND VIENNA (AT)

Master’s thesis for being awarded the academic title Diplom-Ingenieur (Dipl.-Ing.) at the University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna

Magdalena Kofron (B. Sc.)

Bregenz, June 2020

Researchers have witnessed increasing landscape fragmentation, generated by the enormous land area consumption of urbanisation. This landscape fragmentation is the reason for a negative ratio of the length of circumference to area of a biotope. The resulting forest edges cannot be undone, hence best possible management is necessary in order to maintain the ecological services from these green patches. This thesis is devoted to coppicing as a method to preserve and enhance biodiversity, structure and subsequently the edges’ resiliance within an urban and urbanised context. Three different forest edges, in Alnarp (SE), Salzburg and Vienna (AT), were mapped according to biometric parameters, including; plant height, crown area, stem diameter, circumference, height of the coppiced stool and the number of stems. Subsequently, the data was compared by employing descriptive statistics, ANOVA and the Pearson correlation test.

The results indicated that (1) a well-adjusted and dynamic management plan reconciles the aimed for target vegetation, with the option to adapt management to react on species competition. It further suggests that coppicing is (2) most suitable in rather low forest edge stands, in terms of structural development, by virtue of better light conditions above ground level. Lastly, the results stress the (3) integral role of plant reaction to disturbances in order to avoid a negative plant competition, and hence, a deterioration in structure and species composition. This was observed in Alnarp and Vienna where the Shannon diversity index (SDI) after coppicing was 1.25 and 1.5, respectively. However, Salzburg was in a rather good condition and had a SDI of 2.01.

This work concludes that there is great potential to apply coppicing in urban forest edges, in order to foster structural components and enhance biodiversity that can cope with the environmental and climatic challenges in urban and urbanised landscapes. It further encourages researchers to test alternatives to the typical coppice species. Especially regarding climate change exotic plants in urban forest edges may serve well without outcompeting native species.

Keywords: Coppice management structure, biodiversity, management method, urban forest edges, urban forestry, Shannon-diversity-index, resilience

Die Fragmentierung der Landschaft ist ein Prozess, der durch einen hohen Flächenverbrauch und die Urbanisierung vorangetrieben wird. Eine von vielen Folgen dieses Geschehens ist die Zerschneidung zusammenhängender Biotope und ein damit einhergehendes Missverhältnis zwischen der Gesamtfläche eines Biotops und der Länge des Umfangs dieser Fläche. Deutlich zeigt sich diese Entwicklung bei Stadtwäldern. Der tatsächliche Waldbestand wird im Verhältnis zur Waldrandfläche immer kleiner. Basierend auf europäischen Bemühungen wie der Strategie zur Grünen Infrastruktur oder der Strategie zur Förderung der Artenvielfalt ist eine enorme ökologische Bedeutung auf städtische Waldränder als Pufferzone zwischen Natur und Mensch zurückzuführen. Um eine bestmögliche Funktionalität der Waldränder im Sinne der Ökosystemleistungen und der Resilienz zu erhalten, ist die Pflege ein integraler Bestandteil zur Erreichung der Ziele. Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, welche Auswirkungen der Stockschnitt als Pflegemaßnahme auf den Waldrand hat. Hierzu wurden drei unterschiedliche Waldrandabschnitte in Alnarp (Schweden), Salzburg und Wien (Österreich), in denen der Stockschnitt praktiziert wurde, kartiert und untersucht. Erhoben wurden biometrische Daten wie Höhe der Bäume und Sträucher, Kronendurchmesser, Stammdurchmesser, Stockumfang, Stockhöhe und die Anzahl der Stämme nach Stockausschlag. Die Daten wurden mithilfe der deskriptiven Statistik gesichtet und aufbereitet. Fernen wurden der Pearson’s Korrelationstest sowie eine ANOVA eingesetzt.

Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass (1) ein angepasster und flexibler Pflegeplan von großer Bedeutung ist, um eine vorher festgelegte Zielvegetation zu etablieren und gegebenenfalls rasch auf unerwartete Ereignisse reagieren zu können. Weiters hat sich gezeigt, dass (2) der niedrigste Waldrand in Salzburg am struktur- und artenreichsten ist. Es ist davon auszugehen, dass der Stockschnitt die Lichtverhältnisse im Waldrand begünstigt und eine positive Entwicklung eingeleitet hat. Außerdem ist die Prüfung, ob jene Pflanzen, die auf den Stock gesetzt worden sind, ähnlich reagieren, unerlässlich, um Dysbalancen innerhalb des Biotops zu vermeiden. Bestärkt wird diese Annahme durch die Ergebnisse des Shannon-Diversity-Index in Alnarp und Wien, die verhältnismäßig niedrig ausgefallen sind mit 1, 25 und 1,5. In Salzburg ergab der Index 2,01 im Vergleich.

Aus dieser Arbeit geht hervor, dass Stockschnitt in städtischen Waldrändern einen positiven Effekt hat auf die Vegetationsstruktur sowie die Biodiversität. Ferner wird davon ausgegangen, dass der Stockschnitt eine kontinuierliche Verjüngung garantiert trotz sich klimatisch verändernder Bedingungen und des anthropogen verursachten Nutzungsdrucks. Die Arbeit soll Forscher*innen ermutigen, zukünftig vertiefend das Ausschlagsverhalten von Gehölzen zu untersuchen – insbeondere von jenen, die als Klimabaumarten ausgewiesen worden sind – um diese künftig gezielt in Waldränder einzubringen.

Schlagwörter: Stockausschlag, städtischer Waldrand, Stadtwald, Vegetationsstruktur, Biodiversität, Pflegemaßnahmen, Shannon-Index, Resilienz

Bregenz, June 2020

Researchers have witnessed increasing landscape fragmentation, generated by the enormous land area consumption of urbanisation. This landscape fragmentation is the reason for a negative ratio of the length of circumference to area of a biotope. The resulting forest edges cannot be undone, hence best possible management is necessary in order to maintain the ecological services from these green patches. This thesis is devoted to coppicing as a method to preserve and enhance biodiversity, structure and subsequently the edges’ resiliance within an urban and urbanised context. Three different forest edges, in Alnarp (SE), Salzburg and Vienna (AT), were mapped according to biometric parameters, including; plant height, crown area, stem diameter, circumference, height of the coppiced stool and the number of stems. Subsequently, the data was compared by employing descriptive statistics, ANOVA and the Pearson correlation test.

The results indicated that (1) a well-adjusted and dynamic management plan reconciles the aimed for target vegetation, with the option to adapt management to react on species competition. It further suggests that coppicing is (2) most suitable in rather low forest edge stands, in terms of structural development, by virtue of better light conditions above ground level. Lastly, the results stress the (3) integral role of plant reaction to disturbances in order to avoid a negative plant competition, and hence, a deterioration in structure and species composition. This was observed in Alnarp and Vienna where the Shannon diversity index (SDI) after coppicing was 1.25 and 1.5, respectively. However, Salzburg was in a rather good condition and had a SDI of 2.01.

This work concludes that there is great potential to apply coppicing in urban forest edges, in order to foster structural components and enhance biodiversity that can cope with the environmental and climatic challenges in urban and urbanised landscapes. It further encourages researchers to test alternatives to the typical coppice species. Especially regarding climate change exotic plants in urban forest edges may serve well without outcompeting native species.

Keywords: Coppice management structure, biodiversity, management method, urban forest edges, urban forestry, Shannon-diversity-index, resilience