Bisher gingen Waldökologinnen und Forstwissenschaftler oft davon aus, dass aus Luftverunreinigungen stammender Stickstoff meist zu mehr Holzzuwachs führt. Dieser Nährstoff wirkt wie Dünger und ist ein wichtiger Baustein für das Wachstum von Pflanzen. Werden aber gewisse Grenzen an zusätzlichem Stickstoff überschritten, kann das Wachstum gehemmt werden. Bisher war nicht klar, inwieweit diese Wachstumshemmung in den europäischen Wäldern tatsächlich auftritt.
Abb. 1 - Wetterstation mit Ozon-Passivsammlern nahe Novaggio TI. Verschiedene Klima- und Umweltfaktoren flossen in die Analysen ein. Foto: Matthias Häni (WSL)
Nährstoffmangel trotz Überfluss
Ein internationales Team unter der Leitung der Forschungsanstalt WSL wies nun nach, dass das durch Stickstoff bewirkte zusätzliche Wachstum europaweit begrenzt ist. Die in 23 europäischen Ländern auf 442 Waldbeobachtungsflächen erhobenen Daten zeigen, dass der Zuwachs nahezu überall ab einem Grenzwert von etwa 25 bis 35 Kilogramm Stickstoffeintrag pro Hektar und Jahr abnimmt. Unterhalb dieses Grenzwertes hingegen steigert Stickstoff in der Regel den Zuwachs. Der Grund für einen ausbleibenden weiteren Anstieg des Wachstums liegt in den fehlenden Mengen anderer wichtiger Nährstoffe und in der Bodenversauerung. Zu viel Stickstoff bringt das Nährstoffgleichgewicht im Waldökosystem ins Wanken.
Im Rahmen des europäischen Waldbeobachtungs-Netzwerks "ICP Forests" gingen Forschende in ganz Europa dieser Frage auf den Grund. Sie erhoben dazu von 1995 bis 2010 an etwa 100’000 Nadel- und Laubbäumen mehrere Millionen Messdaten. Sie erfassten in diesen Wäldern Messgrössen wie Art, Höhe und Stammdurchmesser der Bäume sowie verschiedene Klima- und Umweltfaktoren, zum Beispiel den Schadstoffeintrag aus der Luft und die Bodenqualität. Schliesslich prüften sie, ob verschiedene Grössen über 15 Jahre hinweg ähnliche Entwicklungen zeigten. In diese Studie sind auch Daten von Fichten, Föhren und Buchen aus Schweizer LWF-Beobachtungsflächen eingeflossen: Alptal SZ, Beatenberg BE, Isone TI, Lausanne VD, Lens VS, Neunkirch SH und Othmarsingen AG.
Abb. 2 - Austausch der Sammler zur Bestimmung des Stoffeintrags mit dem Regen bei Vordemwald AG. Im Hintergrund ein Streusammler. Foto: Peter Waldner (WSL)
Stickstoff ist wichtigster Umweltfaktor
Totz der grossen Unterschiede bezüglich Geografie, Geologie, Boden, Meereshöhe, Klima und anderen Umweltfaktoren beeinflussten vor allem die Anzahl der Bäume – und damit der Konkurrenzdruck – sowie das Alter der Waldbestände den jährlichen Durchmesser- und Höhenzuwachs der Bäume. Das bedeutet, dass sich die Bewirtschaftungsform und -intensität der Forstdienste und Waldeigentümer auf den Zuwachs an Holz und Blattmasse auswirken. Der über die Luft in den Boden eingetragene Stickstoff war jedoch der wichtigste Umweltfaktor.
Erstmals in Europa konnten die Forschenden nachweisen, dass es einen sogenannten Kipp-Punkt gibt, und zwar im Schnitt bei 25 bis 35 kg Stickstoffeintrag pro Hektar und Jahr. Liegt der lokal ermittelte Wert über dem Kipp-Punkt, wachsen die Bäume weniger. Am stärksten war dieser Effekt bei Buchen.
Im Vergleich zum Stickstoff, der mittlerweile zum grössten Teil aus landwirtschaftlichen Betrieben (z.B. Gülle, Tierfutter und Kunstdünger) und immer weniger aus Verbrennungsprozessen stammt, hatten andere Umweltfaktoren wie z.B. Lufttemperatur, Niederschlag oder Ozon überall einen geringeren Einfluss auf das Baumwachstum. Die Resultate legen nahe, dass der Stickstoffausstoss weiterhin begrenzt werden sollte, um globalen Einbussen auf das Wachstum der Wälder vorzubeugen.
Abb. 3 - Vorbereitungen zur Blattentnahme aus der Baumkrone einer Buche bei Othmarsingen AG. Foto: Michèle Kaennel (WSL)
Wissenschaftliche Publikation
(TR)
