Die räumliche Struktur der Feinwurzelsysteme in Reinbeständen von Rot-Buche (Fagus sylvatica L.), Trauben-Eiche (Quercus petraea [Matt.] Liebl.) und Wald-Kiefer (Pinus sylvestris L.) auf grundwasserfernen Sandböden Brandenburgs und Nordwest-Polens
In Natur- und Wirtschaftswäldern mit Buche, Eiche und Kiefer wurde die Verteilung der Feinwurzeln (d ≤ 2 mm) und Wurzeln der Bodenvegetationsarten im Mineralboden bis 40 cm Tiefe untersucht. Neben artbedingten Unterschieden wurden die Zusammenhänge zwischen Wurzelvorrat und Nährkraft, sowie die horizontale und vertikale Wurzelverteilung im Zusammenhang mit der Bestandesstruktur und kleinräumigen Bodenheterogenität analysiert. Die niedrigsten Feinwurzelvorräte wiesen (artbedingt) die Kiefernbestände auf (Naturwald: 102 t ha–1/Wirtschaftswald: 218 t ha–1), den höchsten der Buchen-Wirtschaftswald (543 t ha–1). Die Vorratsunterschiede zwischen den Naturwald- und Wirtschaftswald-Varianten von Buche und Kiefer werden offenbar durch geringfügige Nährstoffunterschiede verursacht. Oberirdische Bestandesstruktur (Baumverteilung, Baumdimension), Bodenvegetationsdecke (Deckungsgrad, Artenverteilung) und Feinwurzelsystem (Wurzeldichte) sind in den Naturwäldern i.d.R. heterogener aufgebaut. Die Autokorrelationslängen bei Feinwurzeln, also die statistisch nachweisbare Abhängigkeit der Wurzeldichte vom (horizontalen) Abstandsvektor, nehmen von Kiefer (4,8 m/4,8 m) über Buche (9,2 m/7,3 m) zu Eiche (12,1 m/13,0 m) zu. Bei den Bodenvegetationswurzeln betragen sie überall etwa 4 m. Im Gegensatz zu den Buchen- und Eichenbeständen, die eine stammzentrierte horizontale Feinwurzelverteilung aufweisen, wird in den Kiefernbeständen mit ihrem flachen und weit streichenden Wurzelsystem der lokale Wurzelvorrat stärker von der Bestandesdichte des jeweiligen Areals bestimmt. Die Buchenbestände weisen in 5–20 cm eine ausgesprochen hohe Feinwurzeldichte auf. Die Eichenfeinwurzeldichte ist in 0–5 cm maximal und von 5–30 cm Tiefe relativ gleichmäßig verteilt. Kiefernfeinwurzeln nehmen mit zunehmender Tiefe rasch ab, nur im Bhs-Horizont (15–20 cm) kommt es zu einer lokalen Erhöhung der Wurzeldichte. Eine vertikale Nischendifferenzierung zwischen den Wurzelsystemen von Baumbestand und Bodenvegetation ist nur bei Buche mit flach wurzelnder Bodenvegetation festzustellen. Bei Eiche und Kiefer sind die Wurzelverteilungskoeffizienten von Baumbestand und Bodenvegetation jeweils ähnlich, indem in Eichenbeständen eher Tiefwurzler vorkommen und in den Kiefernbeständen die Wurzelverteilung mit der Tiefe jeweils kontinuierlich abnimmt. Sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung konnten positive Reaktionen des Feinwurzelsystems der Bäume und der Bodenvegetation auf Nährstoffunterschiede, insbesondere den Humus- und N-Gehalt, nachgewiesen werden. Während die Kiefer auf Unterschiede im Humus- und N-Gehalt am sensibelsten reagiert, erhöht sich die Buchenfeinwurzeldichte kaum, besonders in gut mit Basen versorgten Böden. Auch sehr saure Bodenbereiche werden von Kiefern- und Eichenwurzeln überdurchschnittlich gut durchzogen. Weiterhin wurde der Einfluss des Sättigungsgrades von Ca, Mg, K, Na, Al, Fe und Mn an der Austauschkapazität untersucht. Tendenziell erhöht sich die Feinwurzeldichte bei Anstieg der Basen- (besonders Mg-) Sättigung und nimmt bei hoher Al-Sättigung ab. In diesem Sinn reagieren auch die Wurzeln der Bodenvegetation in den nährstoffärmeren Beständen.
