Wirkungen von gasförmigen Luftverunreinigungen und saurem Niederschlag auf Waldbäume - biochemische und physiologische Wirkungsfeststellung

1989

S. 129-178

4 Abb., 9 Tab., 114 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200045018

In vierjährigen Belastungsversuchen wurden junge Tannen, Fichten und Buchen unter naturnahen Bedingungen in Open-Top Kammern niedrigen, umweltrelevanten Konzentrationen an SO2 und O3 (einzeln und in Kombination) sowie saurem Niederschlag ausgesetzt, um die Langzeiteffekte und die Kombinationswirkungen dieser Luftverunreinigungen zu untersuchen. Die Langzeitbelastung der Bäume in diesen "Modellökosystemen" führte zu Veränderungen im Mineralstoffhaushalt sowie zu Störungen bzw. Modifikationen verschiedener physiologischer und biochemischer Prozesse. Im Untersuchungszeitraum traten in den Blattorganen der mit SO2 und SO2/O3 behandelten Bäume erhöhte Schwefel- und Mangangehalte auf. Eine fraktionierte Schwefelanalyse ergab, dass der Anstieg des Gesamtschwefels nahezu ausschliesslich auf d. Zunahme des anorganischen Schwefels zurückzuführen war, während die organische Schwefelfraktion nur geringfügig in den Nadeln der mit SO2 und SO2/O3 begasten Bäume zunächst vermindert, während mit zunehmender Belastungsdauer ein Mangel an diesen Nährstoffen nicht mehr festzustellen war. Die eher erhöhten Nährstoffkonzentrationen in den jüngsten Nadeln seit dem zweiten Versuchsjahr werden auf die zunehmene Bodenversauerung in den Kammern und die dadurch ausgelöste Mobilisierung der Nährelemente zurückgeführt. Schadstoffbedingte Stoffwechselveränderungen waren erkennbar an Aktivitätssteigerungen der Enzyme Peroxidase und Glutamatdehydrogenase, Verminderungen der zelleigenen Pufferkapazität und Konzentrationsverschiebungen von Metaoliten (Aminosäuren, Zucker, Protein). Direkte Wirkungen der chronischen Immissionsbelastung liessen sich zudem durch Veränderungen bzw. Beeinträchtigungen physiologischer Leistungen (z.B. Wasserhaushalt) nachweisen. Die Ergebnisse im biochemisch-physiologischen Bereich deuten auf einen erhoehten Stressstoffwechsel bei den Bäumen in Richtung verfrühte Seneszens hin. Sowohl die Mineralstoffversorgung als auch der Stoffwechsel der belasteten Bäume wurden während des gesamten Untersuchungszeitraumes stärker durch die SO2- Einwirkung als durch die O3-Einwirkung beeinflusst. Wirkungsverstärkungen durch die kombinierte Belastung liessen sich in einigen Fällen als signifikante Wechselwirkungen ermitteln. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die zu einem bestimmten Zeitpunkt beobachtete Wirkung wesentlich von der vorausgegangenen Belastungsgeschichte und der Einwirkungszeit abhängt. Für eine Bewertung von Langzeitimmissionswirkungen auf Waldbäume ist die Einbeziehung von Jahresverläufen der einzelnen Messgrössen sowie die Berücksichtigung von Veränderungen im Gesamtsystem unbedingt erforderlich. Obwohl die Übertragbarkeit dieser unter "freilandähnlichen"Bedingungen und gleichzeitig reproduzierbarer Schadstoffbelastung gewonnenen Ergebnisse auf reale Freilandverhältnisse noch geprüft werden muss.