Pflanzenphysiologische Untersuchungen zur Evaluierung der baumspezifischen Ozonbelastungskarte unter Berücksichtigung standortsspezifischer Stressfaktorenmuster

Die modellierten Karten sind die wissenschaftliche Weiterentwicklung mehrerer vorangegangener Projekte. Im Rahmen von Vorläuferprojekten wurde das Ozonrisiko für die 7 Hauptbaumarten Österreichs bundesweit modelliert. Die erstellten Karten beruhen auf der Waldfläche Österreichs und damit auf den Erhebungen der Waldinventur. Zusätzlich flossen die im Umweltbundesamt zusammengeführten Ozondaten von 130 österreichischen Messstellen ein, weiters die Seehöhe, Orographie und die von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik und dem Bundesministerium für Finanzen erfassten meteorologischen Parameter sowie einer Vielzahl weiterer Datensätze. Die Risikobewertung erfolgte mit dem zur Zeit in Europa angewendeten provisorischen Crital Level AOT40. Dieser Wert summiert die Überschreitungen über 40ppb Ozon - ermittelt als Stundenwerte - während der Tageslichtstunden und in der Vegetationszeit. Ab 10.000ppb Stunden wird Risiko postuliert.

AOT40-Überschreitungen während der Tageslichtstunden auf der Basis der herkömmlichen Berechnung


Die modellierten AOT40-Werte betrugen ein Vielfaches der 10.000ppb Stunden. Die Schlussfolgerung aus den beträchtlichen Überschreitungen dieses Grenzwertes auf österreichischen Waldflächen wäre jedoch, dass die Wälder in Österreich bereits im hohen Maße geschädigt sein müssten. Dies entspricht nicht der Realität. Auch Auswertungen in anderen europäischen Ländern ergaben, dass der provisorische Critical Level für Altbestände im Freiland überdacht und auf der Basis von Freilanderhebungen relativiert werden muss.

Der Zwischenbericht der Universität Wien bewertet die Adaptation von autochthonen Altbeständen auf die vorindustriellen Ozongehalte. Berechnet wurden modifizierte Grenzwerte in Abhängigkeit von der Seehöhe. Die Ergebnisse wurden im Rahmen des internationalen Workshop der UN/ECE 1998 in Bern vorgestellt. Titel "Adaption and stomatal control of 03-uptake- the cause for a fundamental change in the Austrian ozone-risk-map".

Grundlage des Projektes des FZS "Critical Level-Karten für Ozon für ausgewählte Waldgebiete, Berechnung eines modifizierten AT40, Ozonaufnahme abhängig von Witterungsbedingungen" war die Überlegung, dass nicht nur die tatsächliche im Freiland gemessene Luftschadstoffkonzentrationen als Bewertungskriterium heranzuziehen sind, sondern dass für die Abschätzung des Risikos die aufgenommene Dosis entscheidend ist. Die Zusammenhänge von Ozonfluxes mit den Witterungsbedingungen wurden modelliert, und ein neues Verfahren zur Verbesserung von AOT40-Belastungskarten unter Berücksichtigung von pflanzenrelevanten Ozonaufnahmekriterien entwickelt. Die Basis für die modellierten Neuansätze war das Expertenwissen der Universität Wien, welche unabhängig von einer Adaptation von autochthonen Beständen an höhere Ozonkonzentrationen in den vergangenen Zeiträumen Korrekturfaktoren für die Ozonaufnahme in Abhängigkeit vom Sättigungsdefizit und der Lichtintensität berechnete.

Die Ergebnisse wurden für drei ausgewählte Waldgebiete Österreichs (nördliche Kalkalpen, südliche Kalkalpen und die Wechselregion) dokumentiert. In diesen Waldgebieten wurden im Rahmen eines Intensivmessprogrammes gemeinsam mit der Universität Wien pflanzenphysiologische Parameter an repräsentativen Bäumen im Freiland erhoben. Die Ergebnisse dieser Freilandmessungen werden in der Folge in die weitere Verfeinerung der oben beschriebenen Risikokarten einfließen.

Im Rahmen des gegenständlichen Projektes des FZS wurden in 5 Teilschritten die neu erstellten Karten generiert.

• Ozonbelastungsmodellierung unter Berücksichtigung kritischer Belastungsgrenzen in Abhängigkeit der langjährigen, höhenabhängigen Ozonbelastung
  
  AOT40-Überschreitungen unter Berücksichtigung des seehöhenabhängigen Ozongradienten (32-57ppb) während der Tageslichtstunden
  
  
  
  
• Berücksichtigung einer standortspezifischen Anpassung der Bäume an eine höhere Ozondauerbelastung
  
• Ozonbelastungsmodellierung unter Berücksichtigung des Einflusses von Witterungsverhältnissen auf die Ozonaufnahme
  
• Modellierung der Korrekturfaktoren für den AOT40 zur Berücksichtigung von Witterungseinflüssen auf die Stomataöffnung und damit auf die Ozonaufnahme
  
  AOT40-Überschreitungen während der Tageslichtstunden unter Einbeziehung klimatischer Faktoren, welche die Stomataöffnung beeinflussen
  
  
  
  
• Modellierung revidierter AOT40-Karten für ausgewählte Waldgebiete
  

Insgesamt zeigte sich, dass die Berücksichtigung des Einflusses der Witterungsbedingungen auf die Stomataöffnung und damit auf die Ozonaufnahme vor allem in Tal- und Mittellagen eine signifikante Reduzierung des Risikos einer Ozonschädigung ergibt. In höheren Lagen war die Reduktion des Risikos geringer d.h., dass Ozon nach den bisherigen Zwischenergebnissen ein aditiver Stressor für Waldbestände in höheren Lagen ist.