Mathesis Wiki

Dies ist eine alte Version des Dokuments!

Interpretation

Vorläufige Liste verschiedener Interpretationsansätze

• ListenpunktStickstoff wird meist nicht in der Standarduntersuchung erfasst. Das liegt daran, dass der Nährstoff im Boden sehr Mobil ist und der Gehalt im Jahresverlauf stark schwankt. Der meist als Nitrat vorliegende Nährstoff wird nämlich vom Regen leicht ausgewaschen. → Viel Nitrat bedeutet kein Regen?

Seit mehreren Jahrzehnten sind die Wälder von erhöhten Stickstoffeinträgen aus der Luft betroffen. Verbrennungsprozesse sowie die Nahrungsmittel produktion und Tierhaltung erzeugen Stickstoffoxide (NOx) und Ammoniak (NH3). Durch den erhöhten Eintrag vor allem von Ammoniak bzw. den daraus gebildeten Ammoniumverbindungen wird der natürliche Stoffkreislauf der Waldökosysteme empfindlich gestört.

Ein Zuviel an Stickstoff hat Folgen: Einerseits versauern und verarmen Waldböden an wichtigen anderen Nährstoffen. Andererseits verändert sich durch ein Überangebot an Stickstoff die Artenzusammensetzung der Waldvegetation. Pflanzenarten, die ihren Nährstoffbedarf an einen Stickstoffmangel angepasst haben, werden von Stickstoff liebenden Arten verdrängt. Zudem kann aus Waldböden mit zu hohem

Stickstoffgehalt Nitrat ausgewaschen werden und in das Grundwasser gelangen. An Stickstoff übersättigte Waldböden wirken sich auch negativ auf das Klima aus, indem Treibhausgase wie Lachgas (Distickstoffoxid) freigesetzt werden. Anhand der Ergebnisse der zweiten Bodenzustandserhebung lassen sich Aussagen zum langfristigen Gefährdungspotenzial von Stickstoff in Waldböden und zu Status und Veränderung des Stickstoffvorrats und zur Stickstoffverfügbarkeit für Pflanzen und Mikroorganismen treffen.

• Durch mangelnde Nährstoffe im Boden, kann die Pflanze anfälliger für Krankheiten und Schädlingen sein. Das Wachstum und die Pflanzenfunktionen können gestört werden (Mangelerscheinungen).
• Bodenversäuerung: Saurer Boden wegen Industrialisierung und wirkender Luftverschmutzungen in den 1960ern -1990ern. pH-Wert des Bodens ist ein wichtiger Faktor für gesundes Pflanzenwachstum. Nährstoffe sind für eine Pflanze nur in einem bestimmten pH-Bereich verfügbar. Bei Verbrennungsprozessen entstehen Schwefel- und Stickstoffverbindungen trugen zur Versauerung von Waldböden bei. Der Auflagehumus der Böden hat im Mittel einen pH(H2O)-Wert von 4,6. In der ersten Tiefenstufe des Mineralbodens sind die pH-Werte im Mittel etwas niedriger als im Auflagehumus und nehmen mit zunehmender Bodentiefe zu.

Der natürliche Säuregehalt von Waldböden wird durch die Art des Ausgangsgesteins bestimmt und durch Klima und Vegetation beeinflusst. Die allmähliche Versauerung des Oberbodens ist Teil der natürlichen Bodenbildung. Viele Waldböden in Deutschland sind jedoch durch den Eintrag von säurebildenden Luftschadstoffen übermäßig versauert. Wenn Böden zu sauer sind, zieht das verschiedene Konsequenzen nach sich. Eine betrifft die Baumernährung. Mit sinkendem pH-Wert gehen den Böden Nährstoffe wie Calcium, Magnesium und Kalium verloren. Ihr Vorhandensein ist jedoch wichtig für das Wachsen der Bäume. Je höher der Anteil dieser sogenannten Basenkationen im Boden ist, desto geringer ist der Anteil von Säurekationen wie Aluminium, Eisen, Mangan und Protonen. Ein Zuviel z. B. von Aluminium im Boden kann toxisch auf die Baumwurzeln wirken. Zudem beeinträchtigen saure Böden die Aktivität der Bodenorganismen. Eine hohe Bodenaktivität gilt als Indikator für die Vielfalt einer funktionierenden Lebensgemeinschaft von Bodenorganismen und die Intensität des Stoffumsatzes im Boden. Hohe Bodenaktivität sorgt für ein gutes Recycling der Nährelemente und für Bodenfruchtbarkeit.

Saure Böden wirken sich auch auf die Biodiversität aus. In der Vegetation treten dann eher säureverträgliche Arten auf, was mit einem Verlust von Arten einhergehen kann. Andererseits bieten saure und nährstoffarme Waldstandorte auch Lebensraum für auf solche Verhältnisse spezialisierte, seltene Organismen

• Bodensättigung: Das Säure- und Basenverhältnis des Bodens bestimmt maßgeblich die Verfügbarkeit von Nährstoffen im Boden und somit die Ernährung der Waldbäume.

Hierbei spielt die Basensättigung des Bodens eine zentrale Rolle. Dieser Kennwert stellt den Anteil basisch wirkender Kationen wie Calcium-, Magnesium-, Kalium- und Natrium-Kationen am Austauscher dar. Austauscher sind Humusstoffe und Tonmineralien, an die diese Kationen, aber auch Aluminium-, Eisen-, Mangan-Ionen, Protonen und wasserlöslich vorliegende Schwermetallionen durch elektrostatische Kräfte relativ lose gebunden sind, so dass sie leicht in die Bodenlösung übergehen und von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können. Je höher die Basensättigung ist, desto mehr basisch wirkende Kationen belegen die Austauscher und desto höher ist die Fähigkeit des Bodens, Säurebelastungen zu puffern und desto mehr Nährstoffe wie Calcium, Magnesium und Kalium sind für die Vegetation verfügbar. Die Basensättigung der Waldböden ist in der Auflage mit 68 % am höchsten, geht in den oberen 5 cm des Mineralbodens bis auf 41 % zurück, um in der Tiefenstufe von 10 bis 30 cm auf ihr niedrigstes Niveau abzusinken (Abbildung 9, rechts). Darunter steigt sie mit zunehmender Bodentiefe wieder an.

• Bodenversauerung, Eutrophierung und Nährstoffungleichgewichte sind langfristige und indirekte Schadeffekte. Zur Abschätzung des langfristigen Gefährdungspotenzials wurden im Rahmen der Bodenzustandserhebung standortspezifische kritische Eintragsraten, sogenannte Critical Loads, berechnet. Die nach einer einfachen Massenbilanz-Methode berechneten Critical Loads für überdüngenden Stickstoff betragen im Durchschnitt 17 kg Stickstoff je Hektar und Jahr. Dies stimmt gut mit den in der Literatur veröffentlichten empirischen Critical Loads überein, die mit 5 bis 10 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr für Nadelwald und 15 bis 20 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr für Laubwald angegeben werden.

Die kritischen Eintragsraten für eutrophierenden Stickstoff werden an vielen Erhebungspunkten der Bodenzustandserhebung überschritten. Seit 1990 hat sich die Situation jedoch deutlich verbessert. Critical Loads sind naturwissenschaftlich begründete Belastungsgrenzen für die Einträge eines oder mehrerer Stoffe. Unterhalb dieser Belastungsgrenzen kommt es nach dem bisherigen Stand des Wissens langfristig (100 Jahre) nicht zu schädlichen Auswirkungen auf empfindliche Elemente der Umwelt. Empirische Critical Loads werden von Beobachtungen abgeleitet. Bei der einfachen Massenbilanz-Methode werden den Einträgen des betrachteten Stoffs die Aufnahme und Festlegung im Ökosystem sowie die tolerierbaren (unschädlichen) Austräge gegenübergestellt.