Waldboden unter Dach

Neue Forschungsergebnisse aus dem Dachprojekt des Forschungszentrums


Wenn weniger Schwefel und Stickstoff auf den Waldboden herabregnen, geht es den Bäumen schon bald merklich besser. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme in einem Fichtenforst im Solling. Zumindest auf kleiner Fläche können sie dort verhindern, daß die Abgase aus Kraftfahrzeugen, Kraftwerken und Landwirtschaft in den Waldboden geraten: Vor fünf Jahren haben sie unterhalb der Baumkronen lichtdurchlässige Dächer aufgebaut, die das Regenwasser auffangen. Ehe dieses Wasser dann unter solch ein Dach gelangt, wird es derart aufbereitet, daß es dem sauberen Regen vergangener Jahrhunderte entspricht. Wie gut die Verbesserung der Bodenchemie den Wurzeln der Bäume bekommt, zeigte sich schon im zweiten Versuchsjahr. Nach dem vierten Jahr kann Dr. Achim Dohrenbusch vom Institut für Waldbau nun erstmals auch oberirdisch Erholungstendenzen nachweisen: Wo gereinigter Regen fällt, enthalten die Fichtennadeln deutlich mehr Magnesium, können also mehr grünen Blattfarbstoff bilden.

Die Dachkonstuktion im Solling




Mit ihrem reich verzweigten Kronendach wirken die Wälder wie ein Filter. Gase, Staub und Nebeltröpfchen bleiben an den Blättern und Nadeln hängen und werden dann bei Regenwetter größtenteils wieder abgewaschen. Was aus den Baumkronen herabtropft, enthält deshalb viel mehr Schadstoffe als Niederschläge außerhalb des Waldes. In den Fichtenforsten des Sollings zum Beispiel regnen derzeit pro Hektar und Jahr etwa dreißig Kilogramm Schwefel herab und ebenso viel Stickstoff. Schwefel und Stickstoff tragen gleichermaßen dazu bei, daß die Waldböden dort und anderenorts zunehmend versauern. Löst sich Schwefeldioxid in Wasser, so entsteht Schwefelsäure; aus Stickoxiden bildet sich Salpetersäure. Die Säuren waschen nicht nur wichtige Pflanzennährstoffe wie Magnesium aus; wenn der Boden schon von Natur aus arm ist an basischen Mineralien, setzen sie auch Aluminium und Schwermetalle frei. Im Bodenwasser gelöst, lassen diese Metalle die Wurzeln vorzeitig altern und erschweren den Transport von Nährstoffen.

Was aber geschieht, wenn weniger Schadstoffe auf den Waldboden herabregnenß Wie rasch können sich Boden und Wald dann wieder erholenß Um solche Fragen ging es den Wissenschaftlern des Forschungszentrums Waldökosysteme, als sie im Herbst 1991 auf den Versuchsflächen im Solling drei jeweils dreihundert Quadratmeter große Dächer aufbauten. Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) und das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur, wird der Waldboden dort mit sauberem statt mit saurem Regen versorgt. Was aus den Fichtenkronen auf die Dachfläche herabtropft, fließt in große Tanks und danach durch eine Entsalzungsanlage. Wenn das Wasser schließlich unter dem Dach versprüht wird, entspricht es chemisch in etwa jenem Wasser, das vor der Industrialisierung auf die Waldböden herabregnete. Zur Zeit enthält es nur noch ein Viertel der ursprünglichen Schwefelmenge, ein Fünftel des Nitrats und gar kein Ammonium mehr.

Wo solch sorgsam gereinigter Regen fällt, ändert sich die Bodenchemie überraschend schnell: Schon nach einem Jahr, im Herbst 1992, war im Bodenwasser kaum noch Ammonium nachweisbar, und der Nitratgehalt verminderte sich ebenfalls rasch. Seit 1992 ist während der Sommermonate, wenn die Pflanzenwurzeln viel Stickstoff aufnehmen, in der obersten Bodenschicht oft überhaupt kein Nitrat mehr nachweisbar. Ebenfalls deutlich abgenommen haben der Sulfat- und der Aluminiumgehalt des Bodenwassers, während der durchschnittliche pH-Wert angestiegen ist. Diese Veränderungen der Bodenchemie sind den Wurzeln offenbar gut bekommen: Schon nach zwei Jahren hatten die Feinwurzeln - jene Wurzeln, die den Baum mit Wasser und Nährstoffen versorgen - um etwa ein Drittel zugenommen. Am stärksten ist die Wurzelmasse in den tieferen Bodenschichten angewachsen. Diesen Bereich, aus dem sich die Fichtenwurzeln bei der Versauerung des Bodens zurückgezogen hatten, scheinen sie nun wieder zurückzuerobern.

Nach dem vierten Versuchsjahr beginnt sich die Verbesserung im Wurzelbereich auch oberirdisch bemerkbar zu machen: Die Nadeln der betroffenen Fichten, so entdeckte Dr. Achim Dohrenbusch vom Institut für Waldbau bei der Untersuchung zahlreicher Zweige, enthalten durchschnittlich 0,83 Promille Magnesium in der Trockensubstanz. Damit liegt ihr Magnesiumgehalt um etwa dreißig Prozent höher als bei benachbarten Bäumen, deren Wurzeln nach wie vor im sauren Regen stehen. Und das ist um so bemerkenswerter, als mit dem gereinigten Regenwasser sogar ein paar Prozent weniger Magnesium in den Waldboden gelangen.

Gewöhnlich zeigen die Fichten auf den Versuchsflächen, ebenso wie in den Hochlagen anderer Mittelgebirge, deutliche Symptome von 'montaner Vergilbung': Die Oberseite der Nadeln verfärbt sich mit zunehmendem Alter gelblich, während die lichtabgewandte Unterseite noch grün bleibt. Chemische Analysen bestätigen, daß solch vergilbte Nadeln relativ arm an Magnesium sind. Kein Wunder - für den grünen Blattfarbstoff, das Chlorophyll, ist Magnesium ein ebenso unentbehrlicher Bestandteil wie Eisen für den roten Blutfarbstoff. Da Pflanzen, die unter Magnesiummangel leiden, weniger Chlorophyll bilden können, ist ihre Photosyntheseleistung entsprechend eingeschränkt: Bei gleicher Versorgung mit Licht und Wasser bauen sie weniger organische Substanz auf. Ob die Fichten, die dank der verbesserten Bodenchemie ihren Nadeln mehr Magnesium zuteilen können, langfristig auch tatsächlich schneller wachsen, müssen die nächsten Jahre zeigen. Möglicherweise läßt eine positive Veränderung auf sich warten, weil Äste und Nadeln nach wie vor den Luftschadstoffen ausgesetzt bleiben.

Daß der gereinigte Regen einen so deutlichen Effekt auf Boden und Bäume hat, läßt die Fachleute jedoch hoffen, daß sich die Wälder rasch erholen, wenn die Schadstoffeinträge zurückgehen. Wie aber steht es derzeit um die Luftreinhaltungß Vor allem dank neuer Filteranlagen in Kraftwerken und Industriebetrieben hat sich der Schwefelgehalt der Luft stark vermindert, seit Anfang der achtziger Jahre ist er um mehr als die Hälfte zurückgegangen. Beim Stickstoff sieht es dagegen weit weniger erfreulich aus. Etwa ein Drittel dieser Emissionen kommt in Form von Ammoniak aus der Landwirtschaft, hauptsächlich aus der intensiven Tierhaltung; ein weiteres Drittel stammt aus den Abgasen der Kraftfahrzeuge. Und da der Straßenverkehr weiter zunimmt, ist die Menge der dort erzeugten Stickoxide bislang nicht geringer geworden - trotz Einführung des Katalysators.


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