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Umweltschutz

Wälder sind vielfältigen Belastungen ausgesetzt, zu denen insbesondere

  • Klimawandel einschließlich Zunahme von Witterungsextremen
  • Eintrag von Säuren und Säurebildnern aus der Atmosphäre
  • Eutrophierung (Stickstoffanreicherung)
  • Eintrag von Schwermetallen
  • Eintrag von organischen Schadstoffen

gehören. Sie reagieren auf diese Belastungen mit Anpassungsreaktionen. Wenn die Anpassungsfähigkeit überfordert wird, treten Schäden auf, die die von Wäldern erbrachten Ökosystemleistungen (Waldfunktionen) beeinträchtigen. Wir beobachten im Rahmen des forstlichen Umweltmonitorings und von Versuchsanlagen die Auswirkungen von Umweltbelastungen auf Wälder und erarbeitet Entscheidungshilfen zur Anpassung der Wälder sowie für Maßnahmen zur Reduzierung bzw. Vermeidung der Belastungen.

Klimaerwärmung

Die Klimaerwärmung stellt aktuell eine besondere Herausforderung für die Funktionsweise von Wäldern dar. Auswirkungen sind häufigere und stärkere Dürreereignisse, Hitzeschäden, Sturmschäden und ein höheres Waldbrandrisiko. Daneben begünstigt der Klimawandel die Ausbreitung von Schaderregern wie z. B. Borkenkäfern und Pilzen. Wir entwickeln Anpassungsstrategien für die Forstwirtschaft an den Klimawandel und quantifizieren den Beitrag von Wäldern zum Klimaschutz. Im Fokus stehen dabei insbesondere die Ermittlung der Auswirkungen von Trockenstress auf Waldbäume und die Abschätzung von Klimaeffekten auf die Kohlenstoffspeicherung von Wäldern.

Luftschadstoffeinträge

Der Eintrag von Luftschadstoffen hat zu den seit Ende der 1970er Jahre beobachteten Waldschäden maßgeblich beigetragen. Hierbei waren die Einträge von Säuren und Säurebildnern von großer Bedeutung, da durch sie eine Bodenversauerung verursacht wurde, die direkt oder indirekt zur Schädigung der Wälder geführt hat. Durch Maßnahmen zur Luftreinhaltung wurden die Säureeinträge sehr stark reduziert, jedoch sind immer noch große Mengen an Säure in den Böden gespeichert. Im forstlichen Umweltmonitoring werden die aktuellen Säureeinträge auf ausgewählten Monitoringflächen beobachtet. Daneben werden die Verlagerung der sauren Einträge und Umwandlungen im Boden durch Pufferprozesse erfasst. Dies dient als Entscheidungshilfe bei der Planung von Bodenschutzkalkungen auf stark versauerten Standorten, um die Böden an einen natürlichen Säurestatus anzugleichen.

Eutrophierung

Luftbürtige Stickstoffeinträge haben viele Wälder stark mit Stickstoff angereichert. Dies hat einerseits oftmals zu einem erhöhten Wachstum geführt, andererseits treten negative Effekte wie Nährstoffungleichgewichte, erhöhte Schädlingsanfälligkeit, Störungen der Zersetzergemeinschaft und vermehrte Nitratausträge in Gewässer auf. Wir untersuchen auf ausgewählten Waldstandorten die Höhe der Stickstoffeinträge sowie deren Verbleib im Waldökosystem. Die Wirkungen von Stickstoffkomponenten auf Prozesse in Waldökosystemen werden im Rahmen des forstlichen Umweltmonitorings und in eigens hierfür angelegten Versuchen untersucht.

Belastung durch Schwermetalle

Der Eintrag von Schwermetallen aus der Atmosphäre führt in Waldökosystemen zu einer Anreicherung dieser toxischen Stoffe in der Humusauflage und im Oberboden. Dadurch können die Nährstoffaufnahme und die Zersetzung der organischen Substanz gestört werden. In sauren Böden werden Schwermetalle in das Grundwasser ausgetragen und können dieses für die Trinkwassergewinnung unbrauchbar machen. Im Rahmen des forstlichen Umweltmonitorings werden die Einträge, die Verteilung in verschiedenen Kompartimenten sowie die Austräge ausgewählter Schwermetalle aus Waldökosystemen untersucht.

Organische Schadstoffe

Schwer abbaubare organische Schadstoffe werden einerseits aus der Atmosphäre, in der Vergangenheit aber auch durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in Wälder eingetragen. Im Rahmen der Bodendauerbeobachtung beobachten wir den Verbleib und die mögliche Anreicherungen oder Abreicherungen in Waldböden.

Critical Loads

Die Untersuchungen zu Einträgen von Luftschadstoffen dienen der Ermittlung von Wirkschwellen in Waldökosystemen, der Erfolgskontrolle von Luftreinhaltemaßnahmen sowie der Ableitung von maximalen Belastungsgrenzen (Critical Loads). Durch die Einbindung in nationale und internationale Monitoringprogramme werden die erhobenen Daten für die Umweltberichterstattung und die Planung von umweltpolitischen Maßnahmen verwendet.

Umweltanalytik

Für die Untersuchungen betreibt die NW-FVA ein leistungsfähiges Umweltanalytiklabor, in dem Wasser- Pflanzen-, Humus- und Bodenproben auf eine Vielzahl von Stoffen analysiert werden.

Beteiligte Sachgebiete:
Publikationen:

Ahrends B., Schmitz A., Prescher A.-K., Wehberg J., Geupel M. Andreae H., Meesenburg H. (2020): Comparison of Methods for the Estimation of Total Inorganic Nitrogen Deposition to Forests in Germany. Frontiers in Forests and Global Change 3 (103). https://doi.org/10.3389/ffgc.2020.00103

Etzold S., Ferretti M., Reinds G.J., Solberg S., Gessler A., Waldner P., Schaub M., Simpson D., Benham S., Hansen K., Ingerslev M., Jonard M., Karlsson P.E., Lindroos A.-J., Marchetto A., Manninger M., Meesenburg H., Merilä P., Nöjd P., Rautio P., Sanders T., Seidling W., Skudnik M., Thimonier A., Verstraeten A., Vesterdal L., Vejpustkova M., de Vries W. (2020): Nitrogen deposition is the most important environmental driver of growth of pure, even-aged and managed European forests. Forest Ecology and Management 458. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.117762

Johnson J., Graf-Pannatier E., Carnicelli S., Cecchini G., Clarke N., Cools N., Hansen K., Meesenburg, H., Nieminen T.M., Pihl Karlsson G., Titeux H., Vanguelova E., Verstraeten A., Vesterdahl L., Waldner P., Jonard M. (2018): The response of soil solution chemistry in European forests to decreasing acid deposition. Global Change Biology 24, 3603-3619. https://doi.org/10.1111/gcb.14156

Meesenburg H., Ahrends B., Fleck S., Wagner M., Fortmann H., Scheler B., Klinck U., Dammann I., Eichhorn J., Mindrup M., Meiwes K.J. (2016): Long-term changes of ecosystem services at Solling, Germany: Recovery from acidification or new risks due to climate change? Ecological Indicators 65, 103-112. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2015.12.013

Meesenburg H., Riek W., Ahrends B., Eickenscheidt N., Grüneberg E., Evers J., Fortmann H., König N., Lauer A., Meiwes K.J., Nagel H.-D., Schimming C.-G., Wellbrock N. (2019): Soil acidification in German forest soils. In: N. Wellbrock, A. Bolte (eds.): Status and dynamics of forests in Germany. Ecological Studies 237, 93-121. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15734-0_4