BZE II-Konzeptpapier - Institut für Waldökologie und Waldinventuren

Konzeptpapier zur BZE II – Endfassung: Jan. 2007
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8.3 Status und Veränderung von Stickstoff in den Kompartimenten
der Waldökosysteme
8.3.1 Problemstellung
Stickstoff war in den deutschen Wäldern über sehr lange Zeiträume im Vergleich zu anderen
Nährstoffen knapp. Die Waldökosysteme haben sich im Lauf der Evolution auf diese
natürliche Mangelsituation eingestellt. Menschliche Aktivitäten (v. a. Streunutzung) verschärften
diesen Mangel vielerorts.
Seit einigen Jahrzehnten hat sich die Situation grundlegend geändert: Die Waldökosysteme
erfahren nun erhebliche Stickstoffzufuhren aus der Luft. Menschliche Aktivitäten (v. a.
Landwirtschaft und Verkehr) setzen erhebliche Stickstoffmengen frei, von denen große
Teile über die Luft (v. a. als Nitrat und Ammonium) in die Wälder eingetragen werden.
Im Ergebnis ist der ehemalige Mangelnährstoff nun z. T. im Überfluss vorhanden, und die
Einträge gehen weiter: Die jährlichen Einträge an Stickstoff liegen deutlich über den zulässigen
Schwellenwerten (Critical Loads). Prognosen von EMEP (UN/ECE) sehen bis 2010
keine deutliche Verringerung der Einträge.
Das erhöhte Stickstoffangebot führt in den Waldökosystemen zu vielfältigen Folgen: Stickstoff
regt das Pflanzenwachstum an, gleichzeitig wächst der Bedarf an anderen Nährstoffen
(z. B. Magnesium). Dies führt auf ärmeren Waldstandorten zu Engpässen; es kommt zu
Nährstoffungleichgewichten. Weiterhin bilden die Bäume weniger Feinwurzeln aus und
verlagern außerdem große Teile ihrer Feinwurzelmasse in den humusreichen Oberboden. In
der Folge geht nicht nur die für die Wasseraufnahme und das Waldwachstum notwendige
Baum-Pilz-Symbiose (Mykorrhiza) zurück, sondern auch die Fähigkeit, Wasser und Pflanzennährstoffe
in ausreichendem Maß aus tieferen Bodenschichten aufzunehmen. Dies führt
zu einer erhöhten Anfälligkeit für Trockenstress.
Außerdem begünstigen die Stickstoffeinträge einen Befall der Bäume durch Hallimasch,
einem Pilz, der auf stickstoffangereicherten Böden zu einem wichtigen Schadfaktor werden
kann. All dies – gemeinsam mit Veränderungen im Pflanzenstoffwechsel – erhöht die Anfälligkeit
der Bäume gegenüber weiteren Stressfaktoren.
Kronenverlichtung und Stickstoffeinträge begünstigen außerdem die Entwicklung einer
üppigen Bodenvegetation, was die Verjüngung der Waldbäume behindert und die Wasserkonkurrenz
verschärft. Außerdem führen die Stickstoffeinträge zu einer Standortsnivellierung,
in deren Folge sich die Konkurrenzverhältnisse zwischen den Tier- und Pflanzenarten
verändern. Es kommt zu Artenverschiebungen, die Zusammensetzung der Waldökosysteme
ändert sich. Auf Stickstoffmangelstandorte spezialisierte Tier- und Pflanzenarten verlieren
große Teile ihrer Lebensräume.
Das derzeitige Stickstoffüberangebot verursacht ferner bodenprozessbedingte Säurebelastungen
des Wurzelraumes. Die Gesamtsäurebelastung der Waldökosysteme ist mittlerweile
primär durch Stickstoffeinträge bedingt. Im Durchschnitt der Level II-Flächen liegt
der Anteil des Stickstoffs am potenziellen Säureeintrag bei 65 %. Wenn die Nitratausträge
zunehmen, wird dies außerdem zu einer Belastung des Grundwassers führen.