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Agrarforschung

Ergebnisse der Belastungsinventur Baden-Württemberg 1988
- Ernährung und Belastung von Fichte und Tanne -

Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg
Hildebrand, E.E. und Schöpfen W.                                               
Juli 1989 - September 1993

Problemstellung

Zur großräumigen Interpretation der Verteilungsmuster von Waldschäden wurde die Terrestrische Waldschadensinventur in Baden-Württemberg im Jahre 1983 erstmalig mit zahlreichen Spezialinventuren gekoppelt. Als Inventurdesign wurde ein gleichmäßiges systematisches Stichprobenraster mit einem am Gauß-Krüger-Koordinatensystem orientierten 4 x 4 km Netz gewählt. Zentrales Element dieser Spezialinventuren waren Nadelanalysen, die Informationen über die Ernährungs- und Belastungssituation enthalten. 1988 wurden im Rahmen der TWI die Ernährungs- und Belastungsinventuren nahezu methodengleich wiederholt, so daß erstmalig die Darstellung großräumiger Entwicklungstrends möglich ist. Dabei ist es bei nur zwei Inventurterminen grundsätzlich nicht möglich, langfristige Trends von mittel- bis kurzfristigen Fluktuationen zu trennen. Dennoch erscheint eine vergleichende Darstellung und Diskussion der Ernährungs- und Belastungsinventuren von 1983 und 1988 bereits jetzt sinnvoll und notwendig, da sich sowohl element- als auch regionalspezifische Entwicklungen abzeichnen.

Ziel

Mit Hilfe von Stichprobenerhebungen aus der Grundgesamtheit der Fichten- und Tannenwaldfläche von Baden-Württemberg werden Stand und Entwicklung von Nähr- und Schadstoffpotentialen ermittelt. Der Stichprobenumfang des 4 x 4 km Rasters (955 Probepunkte) ist so ausgelegt, daß als kleinste räumliche Auflösungseinheiten Wuchsgebiete in Einzelfällen auch Wuchsbezirke, ausgewertet werden können. Das Inventurkonzept ist auf langfristige Kontinuität angelegt, alle sechs Jahre ist eine Wiederholungserhebung vorgesehen. Die Muster der Nähr- und Schadstoffverteilung werden vor dem Hintergrund der naturräumlichen Verhältnisse sowie unter Einbeziehung von Ergebnissen des Depositionsmeßnetzes und der Bodenzustandserfassung (BZE) interpretiert.

Ergebnisse

Schwerpunkt der Ernährungs- und Belastungsinventuren der IWE '83 und '88 waren Nadelanalysen in einem 4 x 4 km Raster. Damit wird ein Ionenpool von mittlerer Trägheit und einer physiologisch begründeten Schwankungsbreite (extremer Mangel bis extremer Überschuß) vergleichend untersucht. Wichtig bei der Interpretation ist, daß dieser lonenpool nicht als informativ hochwertige kapazitive Größe (z.B. kg Mg pro Baum) angegeben werden kann, sondern als intensive Größe (z.B. g Mg pro kg Trockensubstanz) vorliegt. Wenn man die großräumigen Muster der Nährelementversorgung und der Schadstoffbelastung der IWE '83 und IWE '88 vergleicht, erkennt man unschwer, daß unbeschadet gerichteter Entwicklungstrends die regionalen "Problemareale" nach wie vor bestehen.

Darunter fallen in erster Linie:

  • die Magnesium-Mangelregionen Schwarzwald (insbesondere Nordschwarzwald), Odenwald und schwäbisch-fränkischer Wald
  • die Kalium-Mangelregion Alpenvorland und Neckarland
  • die Regionen erhöhter Schwefel-Depositionen Odenwald und Nordschwarzwald. Obwohl bei allen gemessenen Nähr- und Schadelementen im Beobachtungszeitraum zwischen 1983 und 1988 eine mehr oder weniger starke Nivellierung, d.h. Zunahme bei niedriger Ausgangslage bzw. Abnahme bei hoher Ausgangslage stattgefunden hat, sind die o.g. typischen "Problemareale" nach wie vor deutlich erkennbar.

Es gibt jedoch landesweite und regionale Abweichungen von diesem generellen Trend:

  • Landesweit: Bei Calcium überwiegt im Beobachtungszeitraum trotz Nivellierungstendenzen die Abnahme der Ca-Gehalte. Es ist jedoch unwahrscheinlich, daß ernährungsphysiologisch bedeutsame Grenzbereiche unterschritten werden. Ob diese Abnahme Teil eines Langzeittrends ist oder eine mittelfristige Fluktuation darstellt, kann nur durch Fortsetzung der Ernährungs- und Belastungsinventuren geklärt werden. Bei Schwefel dominiert der Trend zur Abnahme der Gehalte, was die erfreulicherweise generell geringere Depositionsbelastung mit diesem Element anzeigt.
  • Regional: Im Wuchsgebiet Odenwald besteht nicht so klar die sonst landesweit deutliche Nivellierungstendenz: auch bei sehr ungünstiger Ca- und Mg-Versorgungslage überwiegen weitere Abnahmen der Gehalte. Dies ist auf die dort nach wie vor hohe Säuredeposition in Verbindung mit dem naturräumlich bedingt geringen Puffervermögen der Böden zu erklären.

Bei Kalium konnte mit der IWE '88 der Befund erhärtet werden, daß vorwiegend Standorte mit lehmigen, aggregierten Substraten anfällig für K-Unterversorgungen sind. Als K-Problemareale erweisen sich daher trotz leichter, vermutlich witterungsbedingter Verbesserungen die Wuchsgebiete Alpenvorland und Neckarland. Aber auch im Schwarzwald treten im Beobachtungszeitraum zwischen '83 und '88 neue "Nester" lokaler K-Mangelsituationen auf. Der Abnahme der Intensität der K-Mängel steht daher eine Zunahme der Verbreitung von K-Mängeln gegenüber.

Die an anderer Stelle aufgestellte Arbeitshypothese, daß für die K-Versorgung von Nadelbäumen weniger die verfügbare K-Menge im Boden, sondern vielmehr deren kleinräumige, strukturabhängige Verteilung maßgebend ist, konnte auf der Integrationsebene der Nadelwaldfläche des Landes Baden-Württemberg bestätigt werden.

Die an Unterstichproben durchgeführten Stickstoff- und Phosphorinventuren ergaben folgenden, aufgrund der geringeren Probenzahl jedoch weniger sicheren Befund: Die N-Gehalte der Nadeln aus der IWE '83 und '88 weisen einen leicht abnehmenden Trend aus. Angesichts der landesweit beachtlichen N-Einträge überrascht dieser Befund. Denkbar ist, daß unzureichende Mg- und K-Versorgung die N-Aufnahme begrenzt. Extreme N-Mängel waren und sind selten.

Bei den P-Gehalten dominiert die Nivellierungstendenz. P-Mängel treten inselartig auf, ohne erkennbares naturräumlich interpretierbares Muster. Eine zur Prüfung kausaler Zusammenhänge durchgeführte multiple Regressionsanalyse der zahlreichen im Feld erhobenen und im Labor analysierten Merkmale ergab folgendes:

Auf Landesebene zeigen die Mg- und K-Gehalte der Nadeln signifikanten, positiven Einfluß auf den periodischen Radialzuwachs. Dies unterstreicht die "Schlüsselfunktion", die diesen Nährelementen derzeit landesweit zukommt. Beim laufenden Höhenzuwachs ist die Signifikanz des Nährelementeinflusses erwartungsgemäß deutlich schwächer.

Nährelementgehalte haben auf Landesebene keine Erklärungsfunktion für Nadelverluste. Dies überrascht nicht, da Nadelverluste zumindest teilweise als Anpassungsreaktionen zur Schaffung oder Wahrung physiologisch günstiger Elementkonzentrationen und -relationen in den verbliebenen Nadeln aufgefaßt werden können (z.B. Wassergehalt, Nährelementgehalt etc.).

Zwischen N-Gehalten der Nadeln und laufenden Zuwachsgrößen besteht im Gegensatz zu K und Mg kein Zusammenhang. Aufgrund der breiten Wachstumswirksamkeit des Stickstoffs überrascht dieser Befund, zumal keineswegs alle N-Gehalte landesweit N-"Luxuskonsum" anzeigen, wenn man übliche Bewertungsrahmen zugrunde legt. Es scheint so, daß bei dem derzeitigen Niveau der K- und Mg-Versorgung zusätzliche N-bedingte Zuwachsgewinne weitgehend ausgeschöpft sind.

Konsequenzen für die Praxis

Durch den Vergleich der nadelanalytischen Inventuren von '83 und '88 wurde gezeigt, daß insbesondere die Mg- und K-Mangelregionen, sowie die Areale niedriger Ca-Versorgung Beharrungstendenzen haben, die sich in dem fünfjährigen Beobachtungszeitraum von witterungsbedingten Fluktuationen deutlich abheben. Damit ist klar, daß ohne gezielte Eingriffe eine vollständige, nachhaltige Erholung der Ernährungssituation in solchen Regionen eher unwahrscheinlich ist. Zur Restaurierung stabiler Nährelementkreisläufe wird es daher auch in Zukunft notwendig sein, im Rahmen von standortsbezogenen Meliorationsmaßnahmen Nährelemente und Puffersubstanzen auszubringen.

Zur Abschätzung des landesweit sinnvollen Umfanges solcher Restaurationskalkungen seien folgende Überlegungen angefügt: Wenn man die Ergebnisse des Depositionsmeßnetzes (HEPP u. HILDEBRAND 1992) als repräsentative Stichprobe akzeptiert für die Eintragssituation in Nadelbestände (Stangen-Altholzalter), läßt sich eine mittlere, durch Depositionen angetriebene Standortsdrift errechnen. Sie beträgt z. Zt. etwa 2 Kilomol Protonenäquivalente pro Jahr und Hektar Nadelholzfläche. Ca. 470 000 ha (Nadelbestände zwischen Stangen- und Altholzalter) sind demnach in Baden-Württemberg von dieser Eintragsrate betroffen. Möchte man aufgrund der potentiellen Nebenwirkungen von Kalkungen die Dosis von 25 dt/ha nicht überschreiten, müßten jährlich etwa 20 000 ha gekalkt werden, um rechnerisch eine depositionsbedingte Standortsdrift dieser Fläche auf Landesebene aufzuhalten. Bei dieser überschlägigen, jedoch konservativen Schätzung wurde ferner unterstellt, daß

  • keine Auswaschungsverluste an Nährelementen stattfinden;
  • die Depositionen in Kulturen, Laubholzbeständen und Standorten mit karbonatischem Ausgangsmaterial systemintern aufgefangen werden können;
  • nutzungsbedingte Versauerung durch Neuverwitterung von Silikaten aufgefangen wird.

Die Flächenleistung von 20 000 ha/Jahr, die z. Zt. weit oberhalb der tatsächlichen Kalkungsrate liegt, steckt den kapazitiven Rahmen ab für die Summe der standortsangepaßt auszurichtenden Einzelmaßnahmen. Wenn der forstpolitische Wille besteht, auf Landesebene der Standortsdrift entgegenzuwirken, müßte die derzeit praktizierte Intensität der Kompensations- oder Restaurationskalkungen wesentlich gesteigert werden. Zur Anpassung der Meliorationsmaßnahmen an die standörtlichen Erfordernisse geben die vorliegenden Inventurergebnisse einen wertvollen Orientierungsrahmen.

 

Literatur: Abschlußbericht, September 1993

 

Fördernde Institution:    MLR

Förderkennzeichen:   55 - 89 . 2




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