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European Journal of Forest Research

, Volume 124, Issue 3, pp 193–205 | Cite as

Stand density and growth of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) and European beech (Fagus sylvatica L.): evidence from long-term experimental plots

  • Hans PretzschEmail author
Original Paper

Abstract

On the basis of nine Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) and ten European beech (Fagus sylvatica L.) thinning experiments in Germany, for which both residual and removed stock had been registered first during 1870, I scrutinize how moderate and heavy thinning from below (B-, C-grade) affects the production of merchantable volume compared with light thinning (A-grade). In relation to A-grade, cumulative merchantable volume (CV) of B- and C-grade amounts in average to 103–107% in juvenile and to 97–102% in mature Norway spruce stands. The corresponding findings for European beech are 101–106% and 94–102%. CV of individual stands varies between 89% and 130% for Norway spruce and 73% and 155% for European beech (CV of A-grade = 100%). These findings are substantiated by the relation between stand density (SDI) and periodic annual increment (PAI). On the B- and C-grade plots of spruce and beech, respectively, SDI was reduced down to 41–91% and 31–83% of the A-grade. When SDI is reduced in young stands, PAI follows a unimodal curve. Norway spruce’s PAI culminates in 109% if SDI is reduced to 59%; European beech’s PAI culminates in 123% when density is reduced to 50%. Whereas Norway spruce’s growth reacts most positively on thinning under poor site conditions and with increment reduction on favourable sites, European beech behaves oppositely. With stand development the culmination point of the unimodal relation moves towards maximum density, so that in older stands PAI follows the increasing pattern, which is the left portion of a unimodal curve. A model is presented which apparently unifies contradictory patterns of stand density–growth reactions by integrating relative stand density, average tree size and site fertility effects, and makes the findings operable for forest management.

Keywords

Thinning Stand density Merchantable volume growth Density–growth relationship Permanent plots 

Notes

Acknowledgements

The author wishes to thank Deutsche Forschungsgemeinschaft for providing funds for forest growth and yield research as part of the Sonderforschungsbereich 607 “Growth and Parasite Defense” and the Bavarian State Ministry for Agriculture and Forestry for the permanent support of the growth and yield research project W 07. Prof. Dr. Hermann Spellmann of the Lower Saxony Forest Research Station in Göttingen complemented the Bavarian data set with 3 experimental plots from the former Prussian Forest Research Station. The authors also thank Prof. Dr. Boris Zeide, University of Arkansas at Monticello, for inspiring discussion; Hans Herling, for conscientious preparation of graphs; and anonymous reviewers, for constructive criticism.

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Copyright information

© Springer-Verlag 2005

Authors and Affiliations

  1. 1.Chair of Forest Yield ScienceTechnical University of MunichFreisingGermany

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