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«Deutscher Waldbodenbericht 1996 Ergebnisse der bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald von 1987 - 1993 (BZE) Band 1 Stand: 2007 (Da teilweise ...»

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Bundesministerium für

Ernährung, Landwirtschaft

und Forsten

Deutscher Waldbodenbericht 1996

Ergebnisse der bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald

von 1987 - 1993 (BZE)

Band 1

Stand: 2007 (Da teilweise Werte neu berechnet werden mussten,

können Werte von der ursprünglichen Version 1996 abweichen.

Dies hat jedoch keine Auswirkungen auf die Ergebnisse des

Waldbodenberichtes)

Herausgeber: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (BML)

Rochusstr. 1, 52123 Bonn Referat 615 Telefax: 0228 / 529-4262 Text: B. Wolff, W. Riek, Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstökologie und Walderfassung,

mit Beiträgen von:

Eberswalde R. Baritz und P. Hennig Bund-LänderArbeitsgruppe BZE Datenmanagement: P. Hennig Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstökologie und Walderfassung, Eberswalde Karten: D. Fenske Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstökologie und Walderfassung, Eberswalde Kartenprojektion: T. Hass Forstliche Forschungsanstalt Eberswalde e.V.

Druck: Dezember 1996, BML Inhaltsverzeichnis Summary / Hauptergebnisse

1. Einleitung

2. Zielsetzung

3. Organisation / Kosten

4. Methodik

4.1 Stichprobenverfahren

4.1.1 Erhebungsnetz

4.1.2 Repräsentanz

4.1.3 Wichtung

4.2 Aufnahmemethodik

4.2.1 Allgemeine Daten

4.2.2 Bodenkundliche Profilaufnahme und Beprobung

4.2.3 Entnahme der Nadel-/Blattproben

4.2.4 Terrestrische Kronenzustandsansprache

4.3 Analyseverfahren

4.3.1 Ringanalysen

4.3.2 Labormethoden Humusauflage

4.3.3 Labormethoden Mineralboden

4.3.4 Labormethoden Nadel-/Blattproben

4.3.5 Homogenität der Grundinformation

4.4 Datenmanagement

4.5 Auswertungskonzept

4.5.1 Stichprobenumfang / Gewichtung

4.5.2 Substratgruppen

4.5.3 Thematische Karten

4.5.4 Klassifizierung / Bewertung

5. Ergebnisse

5.1 Allgemeine Daten

5.2 Ergebnisse der Bodenanalysen

5.2.1 Bodenreaktion

5.2.2 Humusstatus

5.2.3 Kationenaustauschverhältnisse

5.2.4 Elementvorräte

5.2.4.1 Elementvorräte im Wurzelraum

5.2.4.2 Nährelementvorräte in der Humusauflage

5.2.5 Schwermetalle

5.3 Ergebnisse der Nadel- / Blattanalysen

5.3.1 Fichte

5.3.1.1 Hauptnährelemente Fichtennadeln (N, P, K, Ca, Mg)

5.3.1.2 Spurennährelemente Fichtennadeln (Mn, Fe, Cu, Zn)

5.3.1.3 Andere Elemente Fichtennadeln (Si, Na, S, Cl, Cd, Pb).................118 5.3.2 Kiefer

5.3.2.1 Hauptnährelemente Kiefernnadeln (N, P, K, Ca, Mg)

5.3.2.2 Spurennährelemente Kiefernnadeln (Mn, Fe, Cu, Zn)

5.3.2.3 Andere Elemente Kiefernnadeln (Si, Na, S, Cl, Cd, Pb).................132 5.3.3 Buche

5.3.3.1 Hauptnährelemente Buchenblätter (N, P, K, Ca, Mg)

5.3.3.2 Spurennährelemente Buchenblätter (Mn, Fe, Cu, Zn)

5.3.3.3 Andere Elemente Buchenblätter (Si, S, Cl, Cd, Pb)

5.3.4 Zusammenschau

5.4 Ergebnisse der Kronenzustandsansprache

6. Diskussion

6.1 Validität der Ergebnisse

6.2 Zustand der Waldökosysteme

6.3 Maßnahmen

7. Ausblick

8. Zusammenfassung

9. Literaturverzeichnis

10. Glossar

Anhang Summary In addition to the annual nation-wide forest damage survey, a national forest soil inventory was conducted in Germany between 1987 and 1993. The forest soil inventory was designed above all to investigate the current condition of forest soils, to reveal possible changes in the soil chemical properties in connection with atmospheric inputs, and to derive necessary measures for the conservation and improvement of the soil status of forest ecosystems. The distribution of sampling points followed the grid of the forest damage survey (at least 8x8 km). In addition to chemical soil data, supplementary analyses of needles/leaves were

examined. The main results can be summarised as follows:

• The data show a wide-ranging acidification and advanced leaching of base cations in the upper soil of almost all parent materials. Furthermore, there is a clear trend towards an increasing similarity of the chemical condition of the upper forest soil on a low level. Only sites with superficial carbonats (limestone, marl) are not yet noticeably affected.

• The discrepancies between pH-values, C/N-ratios and humus form indicate that the transformation processes in forest soils are eclipsed by atmospheric inputs of acidification as well as nitrogen deposition.

• Due to the deposition of strong mineral acids - especially in podsolic, quartziferous soil types these acids can hardly be neutralised according to small buffer capacities - a risk for the quality of ground- and spring water at certain hydrogeological underground conditions can no longer be excluded.

• The wide-ranging strain of forest soils by atmospheric pollution is also indicated by the heavy metal concentrations in the organic layers. At 25 % resp. 38 % of the survey plots, the amounts of Pb resp. Cu accumulated in the organic material reach concentrations that are potentially toxic for soil organisms. Considering the low pH-values in the top soils, it must be assumed that significant parts of the more mobile heavy metals (Zn, Cd) are already percolated into deeper mineral layers.





• Especially for sites with low nutrient supply and unfavourable humus form, the utmost part of plant available nutrients was found in the organic layers, which can be considered as an extremely delicate and endangered nutrient pool. In combination with simultanous losses of base cations in the mineral layers, the affected forest ecosystems enter phases with increasingly unstable nutrient supplies.

• Regarding the nutritional situation, the needle/leave analyses of the tree species spruce, pine and beech especially in the northern parts of Germany showed that N-oversupply and resulting imbalanced nutrient ratios (N/P, N/K, N/Mg) occurred. Low and extremely low Pconcentrations are fairly common. Signs for Mg-deficiency go mostly together with sandstone sites in the low mountain ranges.

• The S-concentrations in pine needles and beech leaves indicate a significant influence of atmospheric pollutants. 59 % of the analysed spruce stands show S-concentrations in needles that exceed the natural amounts and can therefore be regarded as affected by Sdepositions as well.

• The examination of the crown condition data led towards two major groups of endangered sites. One of them includes sites with carbonatic parent material, mostly soil type rendzina with humus form mull. On these sites, especially forest damage symptoms of coniferous trees are increased. On the other hand, especially broad-leaved trees are influenced on podsolic sites on pleistocene sands with humus form mor.

Hauptergebnisse Zur Beurteilung des Zustandes immissionsbeeinflußter Waldökosysteme wurde in Ergänzung zur jährlichen terrestrischen Waldschadenserhebung (WSE) im Zeitraum 1987 - 1993 eine bundesweite Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) durchgeführt. Aus den BZE-Daten (standortskundliche /

bodenchemische Kennwerte, Nadel-/ Blattgehalte, Kronenzustandsdaten) von ca. 1800 Stichprobenpunkten im systematischen 8x8 km-Grundraster lassen sich folgende Hauptaussagen ableiten:

Es besteht eine flächendeckende, weitgehend substratunabhängige Versauerung und Basen verarmung der Oberböden sowie eine Tendenz zur Nivellierung des chemischen Oberbodenzustandes auf niedrigem Niveau. Noch nicht merklich betroffen sind lediglich Böden mit oberflächlich anstehenden Carbonaten (Kalkstein, Mergel).

Aus den zu beobachtenden Disharmonien zwischen pH-Wert, C/N-Verhältnis und Humusform ist • zu schließen, daß die Transformationsprozesse der Böden durch atmogene Einträge sowohl von Säure als auch von Stickstoff überlagert werden.

Durch die Deposition starker Mineralsäuren, für deren Neutralisation insbesondere in den podso lierten Böden quarzreicher Substrate häufig nur noch geringe Pufferreserven zur Verfügung stehen, kann eine Gefährdung des Grund- und Quellwassers bei entsprechenden hydrogeologischen Verhältnissen im Untergrund nicht mehr ausgeschlossen werden.

Die großräumige Immissionsbelastung der Waldböden zeigt sich auch bei der Betrachtung der • Schwermetallgehalte im Auflagehumus. Die im Humus akkumulierten Blei- und Kupfergehalte erreichen für die Bodenorganismen potentiell toxische Konzentrationen auf 25 % bzw. 38 % der BZE-Punkte. Bei den mobileren Schwermetallen Zink und Cadmium ist davon auszugehen, daß auf den versauerten Standorten größere Mengen bereits in den Mineralboden verlagert worden sind.

Insbesondere bei denjenigen Standorten, die sich durch Nährstoffarmut und ungünstige Humus formen auszeichnen, befindet sich der überwiegende Anteil des kurz- bis mittelfristig verfügbaren Nährelementvorrates derzeit in der Humusauflage und stellt hier einen besonders labilen und gefährdeten Nährstoffpool dar. Durch die gleichzeitig zu beobachtende Basenauswaschung aus dem Mineralboden geraten die betroffenen Bestände in eine zunehmend instabile Versorgungssituation.

Bei der Bewertung der Ernährungssituation von Fichte, Kiefer und Buche anhand von Nadel / Blattanalysedaten deuten sich vor allem im nördlichen Teil Deutschlands eine Stickstoffüberernährung und dadurch bedingte disharmonische Nährelementverhältnisse (N/P, N/K, N/Mg) an.

Geringe und sehr geringe Phosphorgehalte sind in allen Gebieten verbreitet. Anzeichen für Magnesiumunterversorgung treten schwerpunktmäßig in den Mittelgebirgslagen insbesondere auf Sandstein auf.

Die Schwefelgehalte in den Assimilationsorganen der Kiefern und Buchen weisen für alle unter suchten Punkte einen deutlichen Immissionseinfluß nach. Auch 59 % der Fichtenbestände überschreiten die natürlichen Schwefelgehalte, so daß auch bei diesen von einer Schwefel-Immissionseinwirkung auszugehen ist.

• Die Auswertung der Kronenzustandsdaten weist zwei potentielle Risikogruppen aus. Dies sind einerseits die Standorte auf carbonathaltigem Ausgangsmaterial, auf denen sich Rendzinen mit der Humusform Mull entwickelt haben. Hier treten erhöhte Schäden v.a. bei Nadelbäumen auf. Andererseits finden sich starke Schäden bei Nadel- und besonders bei Laubbaumbeständen auf Podsol-Standorten auf pleistozänem Sand mit Rohhumus.

1. Einleitung Der Wald ist in Deutschland bis auf wenige Extremstandorte (z.B. Moore, Felspartien) die ursprüngliche Vegetationsform. Von Natur aus dominieren im atlantisch getönten, westlichen Bereich die Buchen- und Buchenmischwälder, während in den niederschlagsarmen, sommerwarmen Gebieten Ostdeutschlands Eichenwaldgesellschaften überwiegen. Gegenüber diesen Laubwaldgesellschaften nehmen Nadelwälder aus Fichte, Tanne oder Kiefer nur einen geringen Anteil (ca. 10 %) an den natürlichen Waldgesellschaften ein. Ihr Areal ist von Natur aus auf wenige montane bis hochmontane (Fichte, Tanne), subalpine (Fichte) bzw. trockene, nährstoffarme (Kiefer) Regionen beschränkt.

Mit rund 10.7 Millionen Hektar bzw. etwa einem Drittel der Landesfläche ist der Wald auch heute noch die am weitesten verbreitete, naturnächste Landnutzungsform Deutschlands. Vor allem durch Rodungen für landwirtschaftliche Zwecke wurden die Wälder jedoch bereits im Mittelalter von den besseren Standorten verdrängt. Auch die verbliebenen Laubwälder erfuhren durch die jahrhundertelange Nutzung Veränderungen, die sich sowohl in der Bestandesstruktur als auch den Bodenkennwerten niederschlagen. Die heutige Waldverteilung Deutschlands ist durch die großflächigen Aufforstungen gerodeter oder devastierter Flächen mit Kiefern und Fichten geprägt. Nadelbaumforsten - vor allem aus Fichten (33 %) oder Kiefern (28 %) - nehmen jetzt etwa 60 % der gesamten Waldfläche ein. Buchen- und Eichenwälder stocken dagegen nur noch auf 14 % bzw. 9 % der Waldfläche (BML 1992).

Bedingt durch die infolge der Reparationshiebe notwendigen Nachkriegsaufforstungen überwiegen vielerorts Jungbestände der Altersklassen 2 (21-40 Jahre) und 3 (41-60 Jahre).

Alle, auch die wenigen von der Vegetation her anscheinend natürlichen Wälder sind anthropogenen Belastungen (z.B. Luftschadstoffen) ausgesetzt und dadurch mehr oder weniger stark beeinflußt. Durch die Fähigkeit zur Selbstregulation sind Waldökosysteme in einem gewissen Rahmen in der Lage, Störungen - wie z.B. Witterungsextreme - ohne sichtbare Veränderungen der Struktur und Funktionsweise auszugleichen. Die Forstwirtschaft ist bestrebt, durch eine möglichst schonende, naturnahe Waldbewirtschaftung die Stabilität der Waldökosysteme zu sichern und zu fördern sowie deren Selbstregulationsfähigkeit dort wiederherzustellen, wo sie aufgrund zu starker Belastungen zerstört wurde. Für einen Großteil der deutschen Wälder muß davon ausgegangen werden, daß diese Fähigkeit zur Selbstregulierung beeinträchtigt ist, denn seit Mitte der 70er Jahre treten in Deutschland großflächig Kronenverlichtungen von ungewohntem Ausmaß auf. Um den Waldzustand anhand verschiedener Indikatoren (Kronen-, Boden-, Ernährungszustand, u.a.) zeitnah erfassen und die Ursachen der beobachteten Schäden besser einschätzen zu können, wurde ein umfassendes Umweltmonitoring im Wald aufgebaut (vgl. Tab.1).

Auf einem systematischen Gitternetz mit einer Dichte von mindestens 16x16 km werden seit 1984 jährlich bundesweit vergleichbare Daten zum aktuellen Kronenzustand erhoben (Waldschadenserhebung Level I, WSE). Während zu Beginn der Waldschadenserhebung die Nadelbäume, insbesondere die Tanne und Fichte, wesentlich höhere Anteile deutlich geschädigter Bäume aufwiesen als die Laubbäume, hat sich seit 1987 ein umgekehrter Trend eingestellt. Der aktuelle Bestand an deutlich geschädigten Laubbäumen (30 %) ist heute merklich höher als der der Nadelbäume (21 %) (BML 1995). Ungeachtet regional unterschiedlicher Entwicklungen sind für weite Teile Deutschlands weiterhin spürbare Schädigungen von Waldökosystemen zu beobachten.



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