Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben FP14 "Untersuchungen zum Mineralstoff- und Wasserhaushalt sowie zur Regenerationsfaehigkeit schwermetallbelastester Jungbuchen"

1990

84 S.

91 Lit. Ang.

Bandaufführung

59265

Schwermetalle (SM) gehoeren seit Jahrzehnten zu den emissionsbedingten Luftschadstoffen, die aufgrund atmosphaerischen Ferntransports auch in Waldoekosystemen zu Immissionsbelastungen gefuehrt haben. Aufgrund von Versauerungsprozessen werden im Boden akkumulierte SM zunehmend mobilisiert und stellen ein staendig groesser werdendes Gefaehrdungspotential fuer Waldbaeume, dar. Im Mittelpunkt des Projekts standen Pb und Cd, deren Toxizitaet fuer Jungwuchs der Rotbuche (Fagus sylvatica L.) in verschiedenen Dosis-Wirkungs-Experimenten untersucht wurde. Als "toxisch" oder "kritisch" wurden solche Schwermetall-Konzentrationen im Substrat bzw. in der Pflanzensubstanz angesehen, bei denen Beeintraechtigungen verschiedener Wachstumsparameter und des Transpirationsverhaltens sowie Aenderungen von Naehrelementgehalten signifikant waren. Als pflanzen-"verfuegbar" werden die Gehalte im NH4-Acetat-Extrakt des Bodens definiert. Sie betrugen in unserem Versuchsbodensubstrat (Ah-Horizont eines Buchenwald-Standortes im Teutoburger Wald) ca. 10-20 % (Pb) und ca. 30 % (Cd) der "Gesamt"-Gehalte von Pb und Cd. Die wesentlichen Ergebnisse sind in Punkt 1-9 zusammengefasst. Der zweite Schwerpunkt des Projekts befasste sich mit dem Stressfaktor "Stammablaufwasser" bei Altbuchen. Aufgrund des bekannten hohen Schadstoffeintrags und der starken Versauerung im Einsickerungsbereich wurde der Frage nachgegangen, inwieweit die Bodenzone am Stammfuss noch fuer das Wachstum von Buchenkeimlingen geeignet ist. Darueberhinaus ging es um die Frage der "Regenerationsfaehigkeit" der belasteten Bodenzone nach Wegfall des Stammablaufwassers, d.h. nach Faellung des Baumes. Daher wurde in zwei vergleichenden Untersuchungen das Wachstum von Buchenkeimlingen und die Mineralstoffsituation in der stammablaufwasserbeeinflussten Bodenzone von Altbuchen, an benachbarten Vergleichsflaechen im Zwischenkronenbereich und am Altbuchenstuempfen untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse sind in Punkt 10-14 zusammengefasst. 1. Im "Langzeit"-Versuch mit Jungbuchen ueber 3 Vegetationsperioden erwiesen sich verfuegbare Konzentrationen von 20 ppm Pb und 1 ppm Cd in Sandkultur (bei pH 3) bereits als "kritisch", da sie die Trockensubstanz-Produktion, das Dickenwachstum und die Blattflaechen signifikant verringerten. 2. Pb und Cd beeintraechtigten die Mineralstoffversorgung von Jungbuchen. Die Gehalte von K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn in Wurzeln und Blaettern wurden in unterschiedlichem Ausmass vermindert. Verfuegbare Substrat-Konzentrationen von 20 ppm Pb bzw. 1 ppm Cd sind dabei bereits "kritisch", wenn sie in der Phase des Blattaustriebs und der verstaerkten Naehrelementaufnahme im Fruehjahr zur Wirkung kommen. 3. Daher koennen im Freiland beobachtete Mangelerscheinungen bezueglich einiger Naehrelemente in Buchenblaettern neben den bisher bekannten Ursachen wie "Leaching"-Effekten oder Naehrstoffarmut des Bodens ...