Zentralstelle der Forstverwaltung - Landesforsten Rheinland-Pfalz
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168 bodenschutz fließen die bze-daten in die aktualisierung des berichts „hintergrundwerte der böden von Rheinland-Pfalz“ (hauenstein 2008) ein. Weiterhin werden die bze-daten im Rahmen des Projekts „Klima- und landschaftswandel in Rheinland-Pfalz (KlimlandRP)“ zur identifizierung vulnerabler Räume gegenüber den auswirkungen des Klimawandels mit verwendet (sauer et al. 2010). den Waldbesitzenden und den forstämtern stehen die daten aus ihrem jeweiligen bereich im detail in form von Reports für die einzelnen Rasterpunkte zur Verfügung (vgl. Kap. 5.1 und Muster in anhang 4). allgemein zugänglich sind die befunde der bodenzustandserhebung auf der homepage der faWf. eine umfangreiche Präsentation im bereich „forschungsschwerpunkte-forstliches umweltmonitoring-Waldbodenzustandserhebung“ http://www.fawf.wald-rlp.de/index.php?id=3015 enthält zum einen tiefenprofile (boxplots) aller wesentlichen bodenchemischen Kennwerte der bze i und bze ii im Vergleich und zum anderen landesweite Übersichtskarten der befunde der bze ii getrennt für die humusauflage und die einzelnen tiefenstufen des Mineralbodens (vgl. Kap. 5.1). neben den Konzentrationen bodenchemischer Kennwerte sind hier auch die Vorräte austauschbarer Kationen und säureextrahierbarer stoffe im Wurzelraum dargestellt. 6.3 Zustand der Waldböden und Effizienz der Bodenschutzmaßnahmen die Versauerung der Waldböden in Rheinland- Pfalz ist zwischen der bze i (1989) und der bze ii (2006) deutlich zurückgegangen. so sind die ph-Werte in der humusauflage und im oberen Mineralbodenbereich zwischen beiden aufnahmeterminen an der Mehrzahl der standorte deutlich angestiegen. bei der bze i lagen die oberböden an zwei dritteln der standorte im aluminium- oder eisen-aluminium-Pufferbereich. zur bze ii hat sich der schwerpunkt in den austauscherpufferbereich verschoben, an weniger als einem fünftel der Rasterpunkte liegen die oberböden noch im aluminiumpufferbereich. auch die basensättigung hat sich bis in den mittleren bodenbereich hinein an der Mehrzahl der Plots sehr deutlich verbessert. angestiegen ist vor allem die Magnesiumsättigung: Wiesen bei der bze i noch 45 % der Rasterpunkte im oberboden Magnesiumsättigungen unter einem Prozent auf (bewertung: „sehr gering“), entfielen bei der bze ii nur noch 5 % der Plots in diese bewertungsstufe. entsprechend angestiegen ist auch der Vorrat an austauschbarem Magnesium im Wurzelraum: Während bei der bze i noch 30 % der Rasterpunkte der bewertungsstufe „sehr geringe Magnesiumvorräte“ (< 50 kg Mg/ha) zuzuordnen waren, sank dieser anteil bei der bze ii auf 2 % der Plots. bei der auswertung der bze i wurden die Rasterpunkte auf Gruppen unterschiedlichen Versauerungsgrades und unterschiedlicher elastizität gegenüber säuretoxizität verteilt (block et al. 1991, Kap. 4.2.1). bei der bze i entfielen 72 % der Rasterpunkte auf die Gruppen 3 und 4 mit starker bis sehr starker Versauerung und geringer bis sehr geringer elastizität gegenüber säuretoxizität. bei der bze ii sind nur mehr knapp ein fünftel der Rasterpunkte diesem ungünstigen Versauerungs- und elastizitätszustand zuzuordnen. Verbessert hat sich der säure- und base-zustand der Waldböden vor allem in Gebieten, die zuvor besonders stark versauerte böden auswiesen, wie den sanden des buntsandsteins im Pfälzerwald und Quarzitstandorten im Rheinischen schiefergebirge. die vergleichende auswertung gekalkter und nicht gekalkter Plots zeigt, dass die Verbesserung im säure-base-zustand der Waldböden im Wesentlichen auf die bodenschutzkalkung zurückzuführen ist. die Veränderungen im ph-Wert und in der austauscherbelegung sind im Wesentlichen nur im gekalkten Kollektiv aufgetreten, während sich im Kollektiv der nichtgekalkten Plots keine signifikanten Veränderungen ergeben haben (vgl. Kap. 5.9). die daten belegen eine zielgerichtete auswahl der zu kalkenden standorte. das gekalkte Kollektiv wies vor der Kalkung deutlich geringere basensättigungen und vor allem geringere Gehalte an austauschbarem Magnesium auf als das nicht gekalkte Kollektiv. inzwischen unterscheiden sich beide Kollektive nur noch wenig, was für eine Verbesserung des säure-basezustandes auf den zuvor am stärksten versauerten und basenärms-
ten standorten spricht. die bze-daten geben keine hinweise auf negative effekte der Kalkung. so hat sich die belegung der austauscher mit Kalium auf den gekalkten flächen nicht signifikant verändert. auch bei den C org -Gehalten und –vorräten zeigten sich keine auf die Kalkung zurückzuführenden Veränderungen. desgleichen ergeben sich keine hinweise auf einen anstieg der nitratgehalte in der bodenlösung. so haben sich die nitratgehalte im wässrigen extrakt der unterbodenproben zwischen der bze i und der bze ii nicht signifikant verändert. anzunehmen ist, dass neben der bodenschutzkalkung auch die Reduzierung der atmogenen säureeinträge und die Veränderungen in der waldbaulichen behandlung der Waldökosysteme im sinne eines naturnahen, laubholzbetonten Waldbaus die Verbesserung des säure-basezustandes der böden unterstützt haben. so belegen die bze-daten einen deutlichen Rückgang in der sulfatkonzentration im wässrigen extrakt der unterbodenproben zwischen bze i und bze ii. allerdings wirkt sich die erhebliche Reduktion im sulfateintrag in die Ökosysteme nur verzögert aus, da die im boden aus zeiten noch höherer schwefeleinträge gespeicherten sulfatvorräte erst allmählich abgebaut werden. die ökosystemaren schwefelbilanzen zeigen in der Regel heute deutlich über den einträgen liegende schwefelausträge mit dem sickerwasser (brumme et al. 2009, Meesenburg et al. 2009). die effekte der Änderungen in der waldbaulichen behandlung der Waldbestände und des Waldumbaus von nadelholzreinbeständen in Richtung laubbaumreicher Mischbestände sind aus den bze-daten nur schwer abzuschätzen. zum einen lassen sie sich nicht von der Wirkung der Waldkalkung trennen und das Kollektiv der nicht gekalkten Plots mit waldbaulichen Veränderungen ist nur gering; zum anderen wurde bei der bze i die bestandessituation nur unzureichend erfasst, so dass Änderungen zwischen bze i und bze ii nicht zuverlässig abgeleitet werden können. auch im Kollektiv der nicht gekalkten standorte hat sich der säure-basezustand nicht verschlechtert, sondern tendenziell eher verbessert. so haben sich die Verteilungen der ph-Werte und der Magnesiumgehalte in der humusauflage und im oberen Mineralboden von der bze i zur bze ii leicht in Richtung höherer Werte verschoben. allerdings sind die Veränderungen statistisch nicht signifikant. dennoch kann das ausbleiben einer weiteren Verschlechterung im säure-basezustand auch auf den nicht gekalkten standorten als erfolg der luftreinhaltemaßnahmen und der unterstützenden waldbaulichen Maßnahmen gewertet werden. Verbessert hat sich nicht nur der säure-base-zustand der Waldböden, sondern auch die nährstoffverfügbarkeit in den Waldökosystemen. im Wesentlichen sind als effekt der bodenschutzkalkung die Vorräte an austauschbarem Calcium und Magnesium an der Mehrzahl der Plots deutlich angestiegen. lagen die Vorräte dieser essenziellen nährstoffe bei der bze i meist noch in der bewertungsstufe „sehr gering“ und „gering“, liegt der schwerpunkt nun im bereich „mittel“. demgegenüber haben sich die Vorräte an austauschbarem Kalium und an Phosphor nicht signifikant verändert. dies gilt auch für den stickstoffvorrat. allerdings liegt der Median des n-Vorrats bei der bze ii um etwa 300 kg/ha höher als bei der bze i, was in etwa dem n-bilanzüberschuss in dieser zeit entspricht (vgl. Kap. 5.4.1). Viele Waldböden zeigen vor allem in der humusauflage und im obersten Mineralbodenhorizont hohe schwermetallgehalte. diese sind wohl meist eine folge des historischen abbaus und der Verhüttung von erzen in den Waldgebieten, z.t. stammen sie aber auch aus rezenten immissionen aus dem straßenverkehr und der industrie. bei Quecksilber werden an 13 %, bei blei und Cadmium an 22 bzw. 23 %, bei arsen an 27 %, bei Kupfer an 32 %, bei zink und nickel an 48 bzw. 49 % und bei Chrom an 59 % der untersuchten humusauflagen die Vorsorgewerte nach Prüess (1994) überschritten. bei Kupfer, Chrom und blei liegen die Konzentrationen in der humusauflage an einer erheblichen zahl der standorte auch oberhalb der orientierungswerte von tyler (1992) für mögliche schädigende effekte auf bodenlebewesen. die luftreinhaltemaßnahmen der letzten drei Jahrzehnte haben zu einem deutlichen Rückgang der schwermetalleinträge in den Waldgebieten geführt. so ist der bleieintrag in die rheinland- 169
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ten standorten spricht.<br />
die bze-daten geben keine hinweise auf negative<br />
effekte <strong>der</strong> Kalkung. so hat sich die belegung<br />
<strong>der</strong> austauscher mit Kalium auf den gekalkten<br />
flächen nicht signifikant verän<strong>der</strong>t. auch bei den<br />
C org -Gehalten und –vorräten zeigten sich keine<br />
auf die Kalkung zurückzuführenden Verän<strong>der</strong>ungen.<br />
desgleichen ergeben sich keine hinweise auf<br />
einen anstieg <strong>der</strong> nitratgehalte in <strong>der</strong> bodenlösung.<br />
so haben sich die nitratgehalte im wässrigen<br />
extrakt <strong>der</strong> unterbodenproben zwischen <strong>der</strong><br />
bze i und <strong>der</strong> bze ii nicht signifikant verän<strong>der</strong>t.<br />
anzunehmen ist, dass neben <strong>der</strong> bodenschutzkalkung<br />
auch die Reduzierung <strong>der</strong> atmogenen<br />
säureeinträge und die Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong><br />
waldbaulichen behandlung <strong>der</strong> Waldökosysteme<br />
im sinne eines naturnahen, laubholzbetonten<br />
Waldbaus die Verbesserung des säure-basezustandes<br />
<strong>der</strong> böden unterstützt haben. so belegen<br />
die bze-daten einen deutlichen Rückgang in <strong>der</strong><br />
sulfatkonzentration im wässrigen extrakt <strong>der</strong><br />
unterbodenproben zwischen bze i und bze ii.<br />
allerdings wirkt sich die erhebliche Reduktion im<br />
sulfateintrag in die Ökosysteme nur verzögert<br />
aus, da die im boden aus zeiten noch höherer<br />
schwefeleinträge gespeicherten sulfatvorräte<br />
erst allmählich abgebaut werden. die ökosystemaren<br />
schwefelbilanzen zeigen in <strong>der</strong> Regel heute<br />
deutlich über den einträgen liegende schwefelausträge<br />
mit dem sickerwasser (brumme et al.<br />
2009, Meesenburg et al. 2009).<br />
die effekte <strong>der</strong> Än<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong> waldbaulichen<br />
behandlung <strong>der</strong> Waldbestände und des Waldumbaus<br />
von nadelholzreinbeständen in Richtung<br />
laubbaumreicher Mischbestände sind aus den<br />
bze-daten nur schwer abzuschätzen. zum einen<br />
lassen sie sich nicht von <strong>der</strong> Wirkung <strong>der</strong> Waldkalkung<br />
trennen und das Kollektiv <strong>der</strong> nicht gekalkten<br />
Plots mit waldbaulichen Verän<strong>der</strong>ungen ist<br />
nur gering; zum an<strong>der</strong>en wurde bei <strong>der</strong> bze i die<br />
bestandessituation nur unzureichend erfasst, so<br />
dass Än<strong>der</strong>ungen zwischen bze i und bze ii nicht<br />
zuverlässig abgeleitet werden können.<br />
auch im Kollektiv <strong>der</strong> nicht gekalkten standorte<br />
hat sich <strong>der</strong> säure-basezustand nicht verschlechtert,<br />
son<strong>der</strong>n tendenziell eher verbessert. so<br />
haben sich die Verteilungen <strong>der</strong> ph-Werte und<br />
<strong>der</strong> Magnesiumgehalte in <strong>der</strong> humusauflage und<br />
im oberen Mineralboden von <strong>der</strong> bze i zur bze<br />
ii leicht in Richtung höherer Werte verschoben.<br />
allerdings sind die Verän<strong>der</strong>ungen statistisch<br />
nicht signifikant. dennoch kann das ausbleiben<br />
einer weiteren Verschlechterung im säure-basezustand<br />
auch auf den nicht gekalkten standorten<br />
als erfolg <strong>der</strong> luftreinhaltemaßnahmen und <strong>der</strong><br />
unterstützenden waldbaulichen Maßnahmen<br />
gewertet werden.<br />
Verbessert hat sich nicht nur <strong>der</strong> säure-base-zustand<br />
<strong>der</strong> Waldböden, son<strong>der</strong>n auch die nährstoffverfügbarkeit<br />
in den Waldökosystemen. im<br />
Wesentlichen sind als effekt <strong>der</strong> bodenschutzkalkung<br />
die Vorräte an austauschbarem Calcium und<br />
Magnesium an <strong>der</strong> Mehrzahl <strong>der</strong> Plots deutlich<br />
angestiegen. lagen die Vorräte dieser essenziellen<br />
nährstoffe bei <strong>der</strong> bze i meist noch in <strong>der</strong><br />
bewertungsstufe „sehr gering“ und „gering“, liegt<br />
<strong>der</strong> schwerpunkt nun im bereich „mittel“. demgegenüber<br />
haben sich die Vorräte an austauschbarem<br />
Kalium und an Phosphor nicht signifikant<br />
verän<strong>der</strong>t. dies gilt auch für den stickstoffvorrat.<br />
allerdings liegt <strong>der</strong> Median des n-Vorrats bei <strong>der</strong><br />
bze ii um etwa 300 kg/ha höher als bei <strong>der</strong> bze<br />
i, was in etwa dem n-bilanzüberschuss in dieser<br />
zeit entspricht (vgl. Kap. 5.4.1).<br />
Viele Waldböden zeigen vor allem in <strong>der</strong> humusauflage<br />
und im obersten Mineralbodenhorizont<br />
hohe schwermetallgehalte. diese sind wohl<br />
meist eine folge des historischen abbaus und <strong>der</strong><br />
Verhüttung von erzen in den Waldgebieten, z.t.<br />
stammen sie aber auch aus rezenten immissionen<br />
aus dem straßenverkehr und <strong>der</strong> industrie. bei<br />
Quecksilber werden an 13 %, bei blei und Cadmium<br />
an 22 bzw. 23 %, bei arsen an 27 %, bei<br />
Kupfer an 32 %, bei zink und nickel an 48 bzw.<br />
49 % und bei Chrom an 59 % <strong>der</strong> untersuchten<br />
humusauflagen die Vorsorgewerte nach Prüess<br />
(1994) überschritten. bei Kupfer, Chrom und blei<br />
liegen die Konzentrationen in <strong>der</strong> humusauflage<br />
an einer erheblichen zahl <strong>der</strong> standorte auch<br />
oberhalb <strong>der</strong> orientierungswerte von tyler (1992)<br />
für mögliche schädigende effekte auf bodenlebewesen.<br />
die luftreinhaltemaßnahmen <strong>der</strong> letzten drei<br />
Jahrzehnte haben zu einem deutlichen Rückgang<br />
<strong>der</strong> schwermetalleinträge in den Waldgebieten<br />
geführt. so ist <strong>der</strong> bleieintrag in die rheinland-<br />
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