Wenn Waldböden sauer werden

Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme untersuchen die Folgen für Bodentiere und Mikroorganismen


Im Frühling erwacht der Waldboden zu neuem Leben: Bakterien, Pilze und Tiere machen sich über das herabgefallene Laub und andere organische Substanzen her. Sie zerlegen die toten Pflanzenteile in ihre Bestandteile, so daß die darin enthaltenen Nährstoffe wieder für Pflanzen verfügbar werden. Doch in versauerten Waldböden wird dieses Recycling schwierig, so haben Dr. Stefan Scheu und Professor Matthias Schaefer vom Zoologischen Institut der Universität Göttingen und Dr. Traute-Heidi Anderson von der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft in Braunschweig herausgefunden. In einem Projekt des Forschungszentrums Waldökosysteme zeigen sie, daß die organische Substanz um so spärlicher von Mikroorganismen besiedelt ist, je weiter der pH-Wert der Böden abfällt. Zudem verbrauchen die Mikroorganismen mit zunehmender Bodenversauerung immer mehr Sauerstoff für ihren Stoffwechsel: Sich unter widrigen Umweltbedingungen zu behaupten, kostet offenbar viel Energie.

Schwefeldioxid und Stickstoffverbindungen haben gleichermaßen dazu beigetragen, daß die Waldböden vielerorts arg sauer geworden sind. Wenn sich Schwefeldioxid in Wasser löst, entsteht Schwefelsäure; und aus Stickoxiden bildet sich Salpetersäure. Wieviel Säure ein Boden verkraften kann, hängt vor allem von seiner chemischen Zusammensetzung ab. Kalkreiche Böden können große Säuremengen aufnehmen, ohne daß sich ihr pH-Wert verändert. In anderen Böden waschen die Säuren hingegen mehr basische Mineralstoffe aus, als durch Verwitterung nachgeliefert werden. Auf diese Weise gehen nicht nur wichtige Pflanzennährstoffe wie Kalium und Magnesium verloren, die gesamte Bodenchemie verändert sich. Deshalb läßt die Versauerung der Böden auch deren Bewohner nicht unbeeinflußt, Regenwürmer sind ebenso betroffen wie Bakterien und Pilze.

Waldböden beherbergen eine Vielzahl verschiedenartiger Würmer, Asseln, Milben und andere kleine Tiere. Diese Bodenfauna beschleunigt das Recycling der Nährstoffe: Zum einen zerkleinert sie das organische Material und schafft so eine große Angriffsfläche für die Mikroorganismen; zum anderen grasen die Tiere Pilzfäden und Bakterien ab und animieren die Mikroorganismen dadurch zu stärkerem Wachstum. Wie sich die Bodenversauerung auswirkt, zeigt ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Versuchsflächen des Forschungszentrums Waldökosysteme: In den kalkreichen Böden des Göttinger Waldes ist die organische Substanz etwa fünfmal so dicht von Mikroorganismen besiedelt wie in den sauren Buchenwäldern des Sollings. Doch selbst in den Kalkbuchenwäldern bei Göttingen bleiben die sauren Niederschläge nicht ganz ohne Folgen: Wo das Regenwasser am Stamm herabläuft, ist der Boden deutlich saurer, und seine organische Substanz weniger reich an Bakterien und Pilzen. Die Menge der Mikroorganismen ist jedoch nicht der einzige Unterschied. In einem stark versauerten Waldboden mit einem pH-Wert von 3 verbrauchen diese Bodenbewohner etwa dreimal soviel Sauerstoff wie in einem wenig versauerten mit einem pH-Wert von 5,5. Um unter ungünstigen Umständen ihr Leben meistern zu können, müssen sie offenbar viel Energie investieren. Doch warum wollen die Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme eigentlich so genau Bescheid wissen über die Lebensbedingungen im Waldboden?

Wälder müssen viel höhere Schadstoffmengen ertragen als benachbarte Wiesen und Felder: Die zahllosen Blätter oder Nadeln geben den Bäumen eine sehr große Oberfläche, mit der sie Gase und Staubteilchen regelrecht aus der Luft herauskämmen. Was aus dem Kronendach eines Fichtenwaldes herabtropft, enthält deshalb viermal soviel Schwefel und dreimal soviel Stickstoff wie die Niederschläge, die auf eine benachbarte Wiese fallen. In den Fichtenforsten des Sollings zum Beispiel regnen derzeit pro Hektar und Jahr mehr als dreißig Kilogramm Schwefel und ebenso viel Stickstoff auf den Waldboden herab - eindeutig zuviel des Guten. Die Stickstoffeinträge, die hauptsächlich aus dem Straßenverkehr und der intensiven Landwirtschaft stammen, sind seit langem gleichbleibend hoch. Erfreulicher sieht es beim Schwefel aus: 1983 trat die Großfeuerungsanlagenverordnung in Kraft, und in den neuen Bundesländern wurden in den letzten Jahren große Industrieanlagen geschlossen. Dadurch sind die Schwefeleinträge um mehr als die Hälfte zurückgegangen. Allerdings werden die niedrigen Werte vor der Industrialisierung wohl unerreichbar bleiben.

Die Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme wollen deshalb herausfinden, wieviel der Wald vertragen kann, ohne langfristig Schaden zu nehmen. Neben den Biologen, die sich mit den Bodenorganismen beschäftigen, sind an diesem umfangreichen Forschungsprojekt auch Forstwissenschaftler, Geographen, Physiker und Chemiker beteiligt. Gefördert wird diese fachübergreifende Zusammenarbeit durch das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) und das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur.


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