Datensatz: Dynamik und räumliche Muster forstlicher Standorte in Deutschland. Ergebnisse der Bodenzustandserhebung im Wald 2006 bis 2008

Der Zustand der Waldböden hat begonnen sich seit der ersten Bodenzustandserhebung (BZE I) in den 1990er Jahren langsam zu erholen. Ursache hierfür ist in erster Linie die Minderung der atmosphärischen Einträge insbesondere von Schwefel (S) und Blei (Pb) im Rahmen der grenzüberschreitenden Maßnahmen zur Luftreinhaltung. Zudem sind viele Böden aus Gründen des Bodenschutzes gekalkt worden und in den letzten 20 Jahren hat ein Umbau von Nadelwald-Reinbeständen zu Laub- und Mischbeständen stattgefunden. Beide Maßnahmen haben ebenfalls insgesamt positive Wirkungen auf den Waldboden. Basis für die Auswertungen der BZE waren deutschlandweit 1.900 Inventurpunkte. Die Außenaufnahmen der zweiten Bodenzustandserhebung (BZE II) fand von 2006 bis 2008, die Analytik von 2009 bis 2010 statt. Die flächendeckende Oberbodenversauerung und Basenverarmung, die bei der BZE I festgestellt wurden, sind in dem Maße nicht mehr zu beobachten. Der Säure-Base-Zustand und die Nährstoffversorgung der Oberböden haben sich im Mittel verbessert. Insbesondere gekalkte Standorte und jene mit Laubbaumbestockung weisen deutliche Erholungstendenzen auf. Die Ergebnisse der BZE II zeigen, dass seit der ersten Inventur ein Anstieg der pH‑Werte vor allem in den oberen Bodenschichten stattfand. Die S‑Vorräte im Auflagehumus sind signifikant zurückgegangen. Die Basensättigung in 0‑5 cm Tiefe hat im Mittel zugenommen, während sie in den tieferen Bodenschichten ab 10 cm Tiefe signifikant abgenommen hat. Eine fortschreitende Versauerung des Unterbodens tritt in besonderem Maße für ungekalkte, versauerungsempfindliche Standorte auf. Die mittleren Vorräte an königswasserextrahierbarem Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) sowie an austauschbarem Calcium, Magnesium und Kalium (K) weisen regionale Unterschiede auf, die in erster Linie vom Ausgangssubstrat bestimmt werden sowie von der Kalkung. Eine regionale Besonderheit stellt die bis Anfang der 1990er Jahre durch Flugascheeinträge ausgelöste Dynamik der basischen Kationen in Teilen des Nordostdeutschen Tieflands dar, die zwischen BZE I und BZE II einem verstärkten Austrag unterlagen. Eine Herausforderung stellen die Stickstoff (N)‑Einträge dar, die weiterhin hoch geblieben sind und zur Eutrophierung sowie Versauerung der Waldökosysteme beitragen. Die Critical Loads für eutrophierenden N waren 2007 an 59 % der untersuchten Standorte überschritten. Im Vergleich zur BZE I nahmen die N‑Vorräte bundesweit und bezogen auf alle Bodenschichten (bis 60 cm Tiefe) um 12 % ab. Während im Auflagehumus keine Veränderung und im Oberboden (0‑10 cm) sogar eine Zunahme erkennbar war, wurde eine erhebliche N‑Abnahme im Mineralboden ab 30 cm Tiefe beobachtet, die durch eine gesteigerte N‑Aufnahme im Baumbestand, einem höheren Nitrataustrag und bzw. oder durch gasförmige N‑Verluste verursacht worden sein können. Die Waldernährung, der Kronenzustand und die Bodenvegetation deuten auf eine Überversorgung mit N hin. An etwa der Hälfte der Probepunkte sind Kiefer und Eiche mit N überversorgt. Fichte und Buche an etwa einem Viertel der Inventurpunkte. Bei allen vier Hauptbaumarten haben die N‑Gehalte der Nadeln und Blätter in den letzten 20 Jahren zugenommen. Die S‑Gehalte haben ebenfalls abgenommen. Die Ernährung mit Ca, Mg und K ist überwiegend normal. Calcium- und Mg-Defizite konnten mit Hilfe der Kalkung behoben werden, es besteht jedoch das Risiko verringerter K‑Gehalte. Phosphordefizite bei Buche und Eiche (an 60 bzw. 38 % der Inventurpunkte) sollten in Zukunft mehr Aufmerksamkeit erhalten. Die Kiefer ist an Hauptnährelementen am besten und die Buche am schlechtesten ernährt. Die Zusammensetzung der Bodenvegetation hängt in erster Linie von der Nährstoffvorräten und dem pH-Wert ab. In Bezug auf Kohlenstoff (C) zeigen die Böden hohe Speicherkapazität. Die Vorräte des Gesamtprofils (Auflagehumus und Mineralboden bis 90 cm Tiefe) belaufen sich im Mittel auf 117 t ha‑1 (17 % im Auflagehumus und 58 % im Oberboden bis 30 cm). Somit sind Böden noch vor der Biomasse des Bestands der größte C-Pool der Wälder. Für das Gesamtprofil wurde eine jährliche Zunahme der C‑Vorräte von 0,75 t ha‑1 von BZE I zu BZE II beobachtet. Positive Änderungsraten fanden sich besonders im Auflagehumus und im Oberboden. Insbesondere im Norddeutschen Tiefland lagen hohe C‑Zunahmen vor. Die C‑Speicherung im Auflagehumus ist für Nadelbaumarten höher als für Laubbaumarten. Mit der Kalkung erhöht sich der im Mineralboden gespeicherte C, während der Auflagehumus C verliert. Bezogen auf das Gesamtprofil führt die Kalkung zu einer stärkeren C-Zunahme als auf ungekalkten Standorten. Infolge der C-Zunahme und N-Abnahme hat sich das C/N‑Verhältnis signifikant geweitet. Die Schwermetallgehalte der Böden werden sowohl durch den geogenen Grundgehalt des Ausgangsgesteins als auch durch atmogene Einträge bestimmt. Der atmogene Eintrag hat im Zeitraum zwischen BZE I und BZE II abgenommen, was bei gleichzeitiger Verlagerung der Schwermetalle in den Oberboden zu einer Abreicherung im Auflagehumus geführt hat. Dieser Effekt wird durch die Kalkung tendenziell verstärkt. Einzig Arsen (13 % der Inventurpunkte) und Pb (22 %) weisen eine nennenswerte Überschreitung der Vorsorgewerte auf. Belastet sind vor allem Bergbauregionen sowie Gebiete mit erhöhten atmogenen Einträgen. Die abgeleiteten Zeitreihen von Trockenstressindizes und der pflanzenverfügbaren Bodenwasserspeicherfüllung zeigen, dass seit 1990 die Intensität des Wassermangels zugenommen hat und gut mit Wasser versorgte Jahre nur noch sporadisch auftreten. Die Auswertungen zum Kronenzustand bestätigen, dass die direkten Wirkungen der S‑Einträge, die bis in die 1980er Jahre erheblich zu hohen Kronenverlichtungen beigetragen haben, zurückgetreten und in den letzten beiden Jahrzehnten unter den gegebenen Vorbelastungen der Waldböden die Folgen des Klimawandels (Trockenstress, Insektenbefall) in den Vordergrund getreten sind. Auch wenn sich der Zustand des Waldbodens langsam verbessert, sollte ein weiterer Rückgang der Bodenversauerung und von Schadstoffeinträgen regional differenziert angestrebt werden, um unerwünschte Austräge, z.B. von Nitrat ins Sicker- und Grundwasser, zu vermeiden und Stressfaktoren für die Waldbäume zu verringern. Besondere Priorität gilt der Minderung von N‑Einträgen (insbesondere von Ammonium-N). Eine Bodenschutzkalkung von Standorten mit eintragsbedingter Versauerung ist weiterhin empfehlenswert.