Forstliche Bundesversuchsanstalt - Index Waldwachstum und Betriebswirtschaft

Erste Depositionsergebnisse auf den Intensivbeobachtungsflächen

M. Neumann und St. Smidt
Markus.Neumann@fbva.bmlf.gv.at
Stefan.Smidt@fbva.bmlf.gv.at


Internationales Programm

Von den 20 Intensivbeobachtungsflächen entsprechend dem Level II des ICP-Forests - liegen nun für das Jahr 1996, dem ersten Meßjahr, die Ergebnisse der Depositionserfassung vor. Die Untersuchungen auf diesen Flächen stellen den nationalen Beitrag zu einem europaweiten Programm im Rahmen des Übereinkommens über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen, Genfer Luftreinhaltekonvention, dar. Die im Detail festgelegten Untersuchungen sind für Mitgliedsstaaten der Europäischen Gemeinschaft verpflichtend vorgeschrieben und werden von der Kommission zu 50% kofinanziert (Forschungsvorhaben 96.60.AU.002.0). Mit der paneuropäischen Auswertung der Aufnahmen wurde von der Kommission das Forest Intensive Monitoring Coordinating Institute (FIMCI) in den Niederlanden beauftra

Erfassung und Analyse

Für die Depositionsmessungen wurden bereits im Herbst 1995 Niederschlagssammler installiert. Zur Erfassung des Kronendurchlasses wurden am Rande der eigentlichen Beobachtungsfläche jeweils 15 Sammler aufgestellt und zur Erfassung des Freilandeintrages auf einer nahegelegenen Freifläche jeweils 3 Sammler. Die Probenwerbung erfolgt in 14-tägigem Rhythmus durch speziell eingeschulte lokale Meßstellenbetreuer. Die Bestimmung der Ionengehalte in den Proben erfolgt mit einem Ionenchromatographen am Institut für Immissionsforschung und Forstchemie der Forstlichen Bundesversuchsanstalt. Neben dem pH-Wert und der elektrischen Leitfähigkeit wurden die Konzentration von Kalium, Calcium, Magnesium, Natrium, Chlorid, Sulfatschwefel sowie Ammonium- und Nitratstickstoff gemessen. Die Datenaufbereitung für 1996 ist abgeschlossen. Eine erste Präsentation der Ergebnisse erscheint sinnvoll, wenn auch die Datenkorrekturen bzw. Ergänzungen noch nicht bis zur letzten Konsequenz durchgeführt wurden.

Methodische Fragen

Für die richtige Bewertung der Ergebnisse erscheinen einige methodische Hinweise notwendig zu sein: Die Erfassung über 14-tägige Perioden stellt einen Kompromiß zwischen der erwünschten möglichst kurzen (oder ereignisweisen) zeitlichen Auflösung und dem jeweils notwendigen Aufwand für Probengewinnung und -analyse dar. Methodische Unsicherheiten hinsichtlich der quantitativen Erfassung ergeben sich besonders im Winter, da das Sammeln mit Schneesäcken zu einer starken Unterschätzung der Niederschlagsmenge führen kann. Die verwendeten, ständig offenen Sammler (Bulksammler) können im Gegensatz zu WADOS-Geräten (wet and dry only sampler) nicht zwischen den nassen und trockenen Niederschlägen differenzieren.

Durch Interzeption der Baumkronen wird die Niederschlagsmenge im Bestand verringert. Auf der Freifläche wird die gesamte Absetzdeposition erhoben, im Bestand unter dem Kronendach kann hingegen nur der Kronendurchlaß erfaßt werden. Der vor allem in Buchenbeständen mengenmäßig bedeutende Stammablauf wird dabei außer Acht gelassen, die aufwendige Erfassung des Stammablaufs wird nur auf einer Fläche an drei Buchen durchgeführt. Blätter und Nadeln und darauf befindliche Algen und Flechten sind in der Lage selektiv Stoffe (vor allem Stickstoff) aus dem Niederschlag aufzunehmen; andererseits werden einzelne Elemente aus den Nadeln und Blättern ausgewaschen (vor allem Kalium und Magnesium) und deren Konzentration im Kronendurchlaß erhöht. Schließlich werden Luftfrachten auch durch das Kronendach ausgekämmt. Ergebnisse von Freilandmessungen unterscheiden sich daher stets von den Meßergebnissen im Bestand. Üblicherweise werden Konzentrationen (als Mittelwert eines bestimmten Zeitraumes oder je Meßperiode) und daraus Einträge als niederschlagsgewichtete Mengen angegeben. Die Gesamtstickstoffangaben sind die Summe von Ammonium- und Nitrateinträgen. Schließlich ist bei Vergleichen noch auf mögliche Unterschiede in den Dimensionen zu achten; die Elementeinträge werden in der sehr anschaulichen Größenordnung von Kilogramm pro Jahr und Hektar dargestellt. In den Darstellungen ist zu beachten, daß von der nördlichsten Fläche in Dobersberg erst ab August Ergebnisse vorliegen und die auf ein Jahr bezogenen Mengenangaben daher zu gering sind.

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Ergebnisse für 1996

Die vielfach berichtete Anreicherung von Elementen im Kronendurchlaß im Vergleich zum Freiland konnte für die leicht auswaschbaren Elemente Kalium und weniger deutlich für Magnesium bestätigt werden. Für Schwefel und Stickstoff zeigte sich eine Anreicherung nur auf einzelnen Flächen, überwiegend lagen die Werte im Bestand jedoch niedriger als im Freiland. Dies läßt unter Umständen auf eine allgemeine Mangelsituation bei Stickstoff und auf eine Aufnahme im Kronenbereich schließen.

Eine Abnahme mit der Seehöhe zeigt sich bei den Schwefel- und abgeschwächt auch bei den Stickstoffkonzentrationen auf den Freiflächen, weniger deutlich jedoch im Bestand. Durch die im allgemeinen höheren Niederschlagsmengen in größeren Seehöhen sind bei den Elementeinträgen keine seehöhenbedingten Unterschiede mehr zu erkennen.

Die höchsten Stickstoffeinträge im Kronendurchlass wurden mit beinahe 15 kg/ha*a bei Mondsee festgestellt, die höchsten Schwefeleinträge von rund 15 kg/ha*a hingegen im südlichen Waldviertel. Die pH-Werte lagen im Jahresdurchschnitt zwischen 5,6 und 4,3, die entsprechenden Protoneneinträge betrugen zwischen 0,02 und 0,37 kg/ha*a. Die regionale Verteilung zeigt höhere Protoneneinträge (Säureeinträge) bei Mondsee, im Waldviertel und im Wienerwald sowie im Süden der Steiermark. Diese vier Flächen sind auch vergleichsweise stärker durch Schwefel und Stickstoff belastet. Überraschend hohe Eintragsmengen für Natrium und Chlorid wurden auf mehreren Flächen (in Vorarlberg, Tirol, Kärnten und der Steiermark) ermittelt. Eine hinreichende Erklärung, woher diese stammen, konnte bisher nicht gefunden werden.

Die im Stammablauf des Buchenbestandes im Wienerwald festgestellten Mengen betrugen 20-30% der Einträge im Kronendurchlaß.

 

Tabelle: Elementeinträge im Bestand in kg/ha*a (Kronendurchlaß)

  von bis
Kalium 7,4 16,7
Calcium 7,7 19,2
Magnesium 2,6 6,1
Natrium 4,6 25,5
Chlorid 5,2 19,8
Sulfatschwefel 4,0 14,9
Ammoniumstickstoff 1,8 6,2
Nitratstickstoff 2,2 9,2
Gesamtstickstoff 5,4 14,4

 

Internationaler Vergleich

Die auf den Intensivbeobachtungsflächen erfaßten Mengen liegen im Vergleich zu den Ergebnissen anderer Untersuchungen eher niedrig. Beispielsweise lagen zwischen 1986 und 1994 die Mittelwerte von 15 Flächen in Hessen für Stickstoff um den Faktor zwei über dem bei uns festgestellten Maximalwert. Bei Schwefel zeigt die Zeitreihe zwischen 1984 und 1994 in Hessen eine deutliche Abnahme von über 50 kg/ha*a (1984) bis auf 21,4 kg/ha*a (1994), bei uns wird ein Maximalwert von 14,9 kg/ha*a erreicht. Im norddeutschen Tiefland wurde 1985-89 eine mittlere Schwefelbelastung von beinahe 60 kg/ha*a festgestellt. In Frankreich wurden im Jahr 1995 auf zwanzig, unseren Intensivbeobachtungsflächen entsprechenden, Flächen hingegen nur Schwefeleinträge von maximal 10 kg/ha*a, Nitratstickstoffeinträge bis zu lediglich 6 kg/ha*a und Ammoniumeinträge bis zu 13 kg/ha*a ermittelt. In Bayern werden auf sogenannten Waldklimastationen bereits seit 1991 Depositionen gemessen. Die dort erfaßten Mengen liegen etwa im Bereich unserer Ergebnisse, abgesehen von den beiden bereits erwähnten Elementen Natrium und Chlorid.

Wertung der Ergebnisse

Der Umstand, daß die im Rahmen dieser Untersuchung bisher festgestellten Elementeinträge von Schwefel und Stickstoff teilweise deutlich niedriger liegen als in deutschen Untersuchungen, kann mehrfach begründet sein: Einerseits war früher eine höhere Schwefelimmissionsbelastung gegeben; andererseits stammen viele Ergebnisse aus Fallstudien, die überwiegend gezielt in stärker belasteten Gebieten durchgeführt wurden. Unsere Flächen wurden hingegen teilsystematisch aus dem bestehenden Aufnahmenetz des Waldschaden-Beobachtungssystems gewählt und sind damit für die durchschnittliche Situation in Österreichs Wäldern repräsentativer. Das wird auch durch die Ergebnisse aus Frankreich unterstützt. Schließlich wird sich wohl auch die unterschiedliche Umweltsituation in den Ergebnissen niederschlagen.

Allgemein liegen die auf den Intensivbeobachtungsflächen erhobenen Stickstoffeinträge unter den Angaben der kritischen Eintragsmengen, die Gefahr einer generellen Eutrophierung der Waldbestände erscheint auf Grund der bisher vorliegenden Ergebnisse nicht gegeben. Auch die festgestellten Gesamteinträge an Anionen sind vergleichsweise gering und lassen keine starke und generelle Versauerung befürchten. Allerdings sind auf Messungen eines Jahres basierende Aussagen natürlich mit Unsicherheiten behaftet, da jahresspezifische Besonderheiten unerkannt bleiben


FieSy, 10/12/97 top Forstliche Bundesversuchsanstalt - IndexForschungPublikationen