Waldzustandsbericht für Baden-Württemberg

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2 Waldzustandsbericht 212 für Baden-Württemberg

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4 Herausgeber: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) Autoren: Stefan Meining (Büro für Umweltüberwachung, Freiburg) Klaus v. Wilpert, Jürgen Schäffer, Peter Hartmann, Jörg Schumacher, Horst Delb (alle FVA Baden-Württemberg) Nicole Augustin (University of Bath, England) Bestellung an: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg Wonnhaldestraße 4 79 Freiburg Tel.: 761/418- Fax: 761/ fva-bw@forst.bwl.de Internet: ISSN: X

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6 INHALTSVERZEICHNIS 1 VORWORT 3 2 DAS FORSTLICHE UMWELTMONITORING 5 Aufbau des Umweltmonitorings 6 Rasterstichproben 6 Versuchsflächen Internationale Einbindung 3 ERGEBNISSE DER KRONENZUSTANDSERHEBUNG 11 Der Wald in Baden-Württemberg 11 Die Baumarten 19 Schadstufen 21 Fruchtausbildung 21 Regionen Baden-Württembergs 23 Das Raum-Zeit-Modell 26 4 ERGEBNISSE DER BODENZUSTANDSERHEBUNG 31 5 WITTERUNG 37 6 WALDSCHUTZSITUATION 38 Abiotische Schadursachen 38 Biotische Schadursachen 39 7 STOFFEINTRÄGE 42 Bodenversauerung 42 Regionale Verteilung der Stoffeinträge 44 Ozonbelastung der Wälder 45 8 ERGEBNISSE DER ERNÄHRUNGSINVENTUR 47 9 ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 6 LITERATURVERZEICHNIS 64

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8 Waldzustandsbericht 212 Vorwort 1 VORWORT Liebe Leserinnen und Leser, der jährliche Waldzustandsbericht ist ein umfassender Umweltund Ökosystembericht, der den Zustand unserer Wälder - den auf großer Fläche naturnächsten Lebensräumen - umfassend beschreibt. Der Waldzustandsbericht 212 zeigt, dass es keinen Anlass zur Entwarnung gibt. Die Waldökosysteme in Baden-Württemberg sind nach den umfangreichen Waldschäden in der Vergangenheit heute immer noch großen Belastungen ausgesetzt. Der Gesundheitszustand unserer Wälder hat sich nicht grundsätzlich verbessert. Im Gegenteil: Über ein Drittel der Waldfläche weist deutliche Schäden auf. Der Anteil der ungeschädigten Waldflächen ist seit dem letzten Jahr um fast ein Drittel auf 26 Prozent zurückgegangen. Die Waldschäden werden durch eine komplexe Belastung der Wälder verursacht. Der Zustand des Bodens hat sich zwar in Folge der umfangreichen Bodenschutzkalkungen verbessert, der Klimawandel mit seinen unterschiedlichen Auswirkungen ist jedoch eine dauerhafte Belastung für unsere Wälder. Ungewöhnliche Witterungsabläufe und Extremwetterlagen häufen sich. Gleichzeitig führen schneearme Winter und warme Frühlinge dazu, dass die Bodenwasservorräte nicht mehr aufgefüllt werden können und das Baumwachstum gestört wird. Die Kronenschäden haben gegenüber dem Vorjahr um durchschnittlich 2,5 Prozentpunkte zugenommen. Noch wichtiger ist jedoch der Befund, dass für die beiden Hauptbaumarten Fichte und Buche seit der Jahrtausendwende ein deutlicher Anstieg der Schadensintensität für alle Altersklassen zu beobachten ist. Der mittlere Nadel- /Blattverlust ist bei beiden Baumarten im Durchschnitt der letzten zehn Jahre deutlich höher als am Anfang der Beobachtungsperiode Mitte der 198er Jahre. Trotzdem ist die öffentliche Wahrnehmung des aktuellen Schadensschubs im Vergleich zu den Waldschadens-Diskussionen vor 25 Jahren gering. Die dauerhaft hohen Schädigungen stellen aber eine große Belastung für die nachhaltige Entwicklung unserer Wälder dar. Die jährlichen Waldzustandsberichte erfüllen deshalb die wichtige Aufgabe, diese Zusammenhänge aufzuzeigen. Der Waldzustandsbericht ermöglicht es, langjährige Entwicklungen aufzuzeigen und daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten. Es handelt sich also um eine breite Synopse, die die zeitlichen Trends in den Bereichen der Säureund Stickstoffbelastung, der Bodenentwicklung, der Nährstoffversorgung der Bäume und des Nadel-/Blattverlusts als Indikator für die Waldgesundheit darstellt. Damit werden die in unterschiedlichen fachlichen Bereichen des Forstlichen Umweltmonitorings erhobenen Informationen miteinander in Beziehung gesetzt und Wechselwirkungen interpretiert. Kurzzeitige Änderungen des Vitalitätszustandes einzelner Baumarten treten dabei in den Hintergrund. 3

9 Waldzustandsbericht 212 Vorwort Umweltveränderungen beeinträchtigen die Erhaltung der Wälder mit ihren verschiedenen Funktionen. Schadstoffeinträge, klimatische Veränderungen und biotische Schädigungen sind in diesem Zusammenhang die wesentlichen Belastungsfaktoren. Im Rahmen des Forstlichen Umweltmonitorings werden mit Hilfe eines Messnetzes über Rasterstichproben und Versuchsflächen Umweltinformationen gemessen, erfasst und ausgewertet. So können Entwicklungen rechtzeitig erkannt und Gegenstrategien entwickelt werden, die der Erhaltung unserer multifunktionalen Wälder dienen. Auf dieser Basis wurden Gegenmaßnahmen wie eine konsequente Luftreinhaltepolitik, die Bodenschutzkalkung und die Schaffung stabiler Mischbestände umgesetzt und auch vereinzelte Erfolge erzielt. Wir nutzen die modernen und wissenschaftlich gesicherten Methoden und Instrumente des Forstlichen Umweltmonitorings, um mit ihrer Hilfe den Artenreichtum, die Holzproduktion sowie die Schutz- und Erholungsfunktionen unserer Wälder nachhaltig zu erhalten und von diesen profitieren zu können. Angesichts knapper fossiler Energieträger und Klimawandel sowie durch die Energiewende gewinnen der Wald als nachwachsende Ressource, die ökologische Waldnutzung und die Erhaltung der biologischen Vielfalt weiter an Bedeutung. Alexander Bonde Minister für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg 4

10 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring 2 DAS FORSTLICHE UMWELTMONITORING Wälder erfüllen in unserer heutigen Kulturlandschaft eine Vielzahl an wichtigen Funktionen, die als Nutz-, Schutz- und Erholungsfunktion zusammengefasst werden. Wälder bilden ideale Rückzugs- und Ausbreitungsgebiete für zahlreiche Pflanzen- und Tierarten und erhalten so die natürliche Artenvielfalt. Sie leisten einen wichtigen Beitrag zum Wasser- und Erosionsschutz, wirken ausgleichend auf das Klima und filtern durch ihre große Oberfläche Schadstoffe aus der Luft. Zudem dienen Wälder der Erholung und liefern im Rahmen einer pfleglichen forstwirtschaftlichen Nutzung den nachwachsenden Rohstoff Holz. Die Erfüllung der Waldfunktionen wird durch anthropogene Einflüsse und Umweltveränderungen beeinflusst. Dabei stellen Schadstoffeinträge, klimatische Veränderungen und biotische Schädigungen die wesentlichsten Belastungsfaktoren für die Wälder dar (Abb. 1). Ziel des Forstlichen Umweltmonitorings ist es, Veränderungen des Waldökosystems frühzeitig zu erkennen und deren Ursache zu ergründen. Hierzu ist es notwendig, den Zustand der Wälder, die auftretenden Umwelteinflüsse sowie die Reaktion des Waldökosystems mit Abb. 1: Einflussfaktoren auf den Waldzustand und deren Wirkungswege 5

11 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring ausreichender Intensität und Kontinuität zu erfassen. Durch das Forstliche Umweltmonitoring können langfristige Entwicklungstrends aufgezeigt und gezielte Gegenmaßnahmen entwickelt werden. Das Forstliche Umweltmonitoring wurde Anfang der 198er Jahre aufgebaut, um den Einfluss von Luftschadstoffen auf den Waldzustand näher zu untersuchen. Durch eine konsequente Weiterentwicklung ist es heute möglich, auf Grundlage des langen Beobachtungszeitraums auch aktuelle, den Waldzustand betreffende Einflussgrößen, wie beispielsweise den Klimawandel zu erfassen und seine Auswirkungen auf die Wälder darzustellen. Aufbau des Umweltmonitorings Das Forstliche Umweltmonitoring in Baden- Württemberg umfasst eine Vielzahl von verschiedenen Aufnahmeparametern, deren Ergebnisse eine umfassende Analyse des derzeitigen Waldzustandes erlauben (Abb. 2). Neben dem Kronenzustand der Waldbäume werden Bodenzustand und Bodenvegetation untersucht, der Wasser-, Nähr- und Schadstoffhaushalt gemessen, phänologische Trends erfasst, Temperatur- und Niederschlagsmessungen durchgeführt sowie die Ernährungssituation der Bäume und deren Wachstum analysiert. Dabei gliedert sich das Forstliche Umweltmonitoring systematisch in zwei Aufnahmeebenen: Die Rasterstichproben und die Versuchsflächen (Abb. 3). Rasterstichproben Rasterstichproben sind systematisch angelegte Stichprobenpunkte, die flächenrepräsentative Ergebnisse für das Land Baden-Württemberg bzw. für einzelne Regionen liefern. Jeder Schnittpunkt der Rasterstichprobe, der in ein Waldgebiet fällt, dient als Stichprobenpunkt der Aufnahme, unabhängig von Baumalter, Bestandesstruktur oder sonstigen Kriterien. Die Abstände zwischen den einzelnen Stichprobenpunkten können dabei je nach Stichprobenumfang variieren. In der bisherigen Aufnahmeperiode der Waldschadensinventur wurden in Baden-Württemberg verschiedene Aufnahmeraster (16x16, 8x8 und 4x4 km-netz) verwendet. Seit dem Jahr 25 wird die Waldschadensinventur jährlich auf dem 8x8 km-netz durchgeführt (Abb. 5, links), da statistische 6

12 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring Abb. 3: Organisatorische Gliederung der Monitoringnetze im Wald Untersuchungen eindeutige Vorteile in der jährlichen Erhebung auf diesem Rasterstichprobennetz aufgezeigt haben (AUGUSTIN et al. 26). Neben der Terrestrischen Waldschadensinventur (TWI) wird an den gleichen Messnetzpunkten auch die Bodenzustandserhebung (BZE) inklusive Ernährungsinventur durchgeführt. Zusätzlich werden in regelmäßigen Abständen wachstumskundliche Untersuchungen nach der Methodik der Bundeswaldinventur (BWI) an den Rasterstichprobenpunkten des 8x8 km-netzes vorgenommen. Durch die Zusammenführung der verschiedenen Untersuchungen des Waldmonitorings auf identische Messnetzpunkte werden eine Verknüpfung der verschiedenen Aufnahmeparameter für integrierende Auswertungen ermöglicht und die Voraussetzung für eine Regionalisierung der Monitoringdaten geschaffen, das heißt eine Schätzung der Daten für die Flächen zwischen den Aufnahmepunkten ermöglicht (V. WILPERT et al. 26). Terrestrische Waldschadensinventur Die Terrestrische Waldschadensinventur (TWI) untersucht den Kronenzustand der Waldbäume in Baden-Württemberg. An jedem Aufnahmepunkt des Rasterstichprobennetzes werden dauerhaft 24 Probebäume markiert, die für eine jährliche Aufnahme des Kronenzustandes zur Verfügung stehen. Die Veränderung des Kronenzustandes dient als einfacher, gut nachvollziehbarer Weiser zur Beurteilung des Vitalitätszustandes der Waldbäume. Hauptaufnahmeparameter sind der Nadel-/Blattverlust und die Vergilbung der Nadeln bzw. Blätter. Die Einschätzung erfolgt an Bäumen der herrschenden Schicht (Kraft sche Klassen 1 bis 3) in 5%-Stufen. Eine vollbelaubte Baumkrone erhält demnach einen Nadel- /Blattverlust von %, ein toter Baum von %. Entsprechend wird bei der Vergilbung verfahren. Tote Bäume bleiben solange Bestandteil des Aufnahmekollektivs, bis sie kein Feinreisig mehr aufweisen. 7

13 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring Tabelle 1: Schadstufenberechnung Stufen Nadel-/Blattverluststufe Schadstufe : Schadstufe 1: Schadstufe 2: Schadstufe 3: Schadstufe 4: Nadel-/Blattverlust % - % 11% - 25% 26% - 6% 61% - 99% % Kombinations-Schadstufen ungeschädigt schw ach geschädigt mittelstark geschädigt stark geschädigt abgestorben Vergilbungsstufe Vergilbung % - % 11% - 25% 26% - 6% >6% Warnstufe deutlich geschädigt Fallen Bäume aus der Aufnahme heraus (z.b. durch forstliche Nutzung), werden sie durch geeignete Nachbarbäume ersetzt. Durch Insekten kahlgefressene, aber noch lebende Bäume erhalten per Definition einen Nadel-/Blattverlust von 95%. Die Werte von Nadel-/Blattverlust und Vergilbung werden zu den sogenannten Kombinations-Schadstufen zusammengeführt (Tab. 1). Zudem sind alle weiteren Baummerkmale, die den Kronenzustand möglicherweise beeinflussen, in das Aufnahmeverfahren integriert: Schäden durch Insekten, abiotische Faktoren (Frost, Trockenheit), mangelnde Nährstoffversorgung oder Mistelbefall etc. Eine ausführliche Methodenbeschreibung zur Terrestrischen Waldschadensinventur befindet sich unter Durchführung der TWI 212 Die landesweite Waldschadensinventur 212 wurde wie in den letzten Jahren auf dem 8x8 km-netz durchgeführt. Die Außenaufnahmen erfolgten durch forstliche Sachverständige in der Zeit vom 19. Juli bis 17. August 212. Von den insgesamt 34 Stichprobenpunkten der Waldschadensinventur konnten insgesamt 292 Punkte regulär aufgenommen werden (Tab. 2). Im Vorfeld der diesjährigen Waldschadensinventur konnten einige Stichprobenpunkte im Bereich alter Sturmwurfflächen des Orkans Lothar (1999) wieder reaktiviert werden. An 12 Stichprobenpunkten ruht die Aufnahme, da aktuell nicht genügend Bäume mit ausreichender Höhe zur Verfügung standen. Tabelle 2: Anzahl untersuchter Probebäume der Waldschadensinventur 212 Anzahl untersuchter Probebäume TWI 212 Oberrheinisches Tiefland Fichte Tanne Kiefer snh Eiche Buche slh Summe Stichprobenpunkte Odenwald Wuchsgebiete Schw arzw ald Neckarland Baar-Wutach Schw äbische Alb Südwestdeutsches Alpenvorland Gesamt Baden- Württemberg bis 6 Jahre / über 6 Jahre / Summe

14 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring Insgesamt wurden bei der diesjährigen Waldzustandsinventur in Baden-Württemberg die Untersuchungsergebnisse von Bäumen ausgewertet. Die Baumart Fichte nimmt hierbei mit Bäumen mit Abstand den größten Anteil ein, gefolgt von der Buche mit Bäumen. Etwa ein Drittel aller Bäume entfallen auf die Altersgruppe bis 6 Jahre und zwei Drittel auf die Altersgruppe über 6 Jahre. Räumlich betrachtet sind die großen und waldreichen Wuchsgebiete Schwarzwald und Neckarland mit jeweils über 2 Stichprobenbäumen und 99 bzw. 87 Aufnahmepunkten am stärksten in der Stichprobe vertreten (Tab. 2). Qualitätssicherung Die Außenaufnahmen der Waldzustandsinventur werden zur Sicherstellung einer kontinuierlichen und einheitlichen Erhebung durch Personal mit langjähriger Erfahrung in der Kronenbonitur durchgeführt. Die Aufnahmeteams werden zudem auf eigens dafür eingerichteten Schulungspfaden der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) intensiv geschult. Dabei wird neben dem Aufnahmeverfahren die Kronenansprache bei den Haupt- und Nebenbaumarten in Alt- und Jungbeständen praxisgerecht trainiert (Abb. 4). Die diesjährige Schulung der Aufnahmeteams erfolgte vom 16. bis 18. Juli 212 in Freiburg. Als Hilfestellung für die Kronenansprache dienen bundesweit abgestimmte Bilderserien zur Einschätzung von Kronenverlichtung bei Waldbäumen (AG KRONE 27). Bodenzustandserhebung Die Bodenzustandserhebung (BZE) untersucht den bodenchemischen Zustand der Waldböden sowie die Veränderung der Bodeneigenschaften in der zeitlichen Entwicklung. Die erste Bodenzustandserhebung (BZE1) wurde in dem Zeitraum von 1989 bis 1992 durchgeführt. In den Jahren 26 bis 28 fand die erste Wiederholungsinventur auf Stichprobenpunkten des 8x8 km-netzes in Baden-Württemberg statt (BZE2). Dabei wurden an den gleichen Messnetzpunkten der Erstinventur Bodenprofile angelegt, die anschließend im Labor hinsichtlich physikalischer und chemischer Bodeneigenschaften analysiert wurden. Die Ernährungsinventur ist integrativer Bestandteil der Bodenzustandserhebung. Sie untersucht den Nähstoffgehalt von Nadeln und Blättern. Veränderungen im Nährstoffvorrat und in der Nährstoffverfügbarkeit im Boden wirken sich direkt auf die Ernährungssituation der Waldbäume aus. Untersuchungen zur Ernährungssituation der Waldbäume finden in Baden- Württemberg i.d.r. alle fünf Jahre statt. In den ersten Aufnahmekampagnen in den Jahren 1983, 1988 und 1994 wurden die Baumarten Fichte und Tanne auf 9

15 Waldzustandsbericht 212 Das Forstliche Umweltmonitoring Stichprobenpunkte des 4x4 km-netzes untersucht. Bei der Inventur 21 wurde die Untersuchung auf dem gleichen Netz erstmals auf die Baumart Buche erweitert. In den Jahren 26/27 wurde die Ernährungsinventur erstmals auf das 8x8 km-netz umgestellt. Neben den Hauptbaumarten Fichte, Tanne und Buche wurden im Rahmen dieser Erhebung auch vor Ort häufig vorkommende andere Laub- und Nadelbaumarten untersucht (MEINING et al. 28). In den Jahren 211/212 fand die Ernährungsinventur im Rahmen des 8x8 km-netzes statt, bei der auch wieder alle vor Ort häufig vorkommenden Baumarten erfasst wurden. Versuchsflächen Im Gegensatz zu den Rasterstichprobenflächen ist die Lage der forstlichen Versuchsflächen nicht systematisch, sondern gezielt nach bestimmten Kriterien ausgewählt worden. Je nach Untersuchungsschwerpunkt war die Lage, der Standort oder die Baumartenzusammensetzung ausschlaggebendes Kriterium für die Auswahl der Flächen (Abb. 5, rechts). Hierzu zählen die Dauerbeobachtungsflächen, die Versuchsflächen des Depositions- und Stoffflussmessnetzes, die Klimamessstationen und sowie waldwachstumskundliche Flächen. Die Messintensität ist auf den Versuchsflächen, im Gegensatz zu den Rasterstichproben, durch eine sehr hohe zeitliche und räumliche Auflösung gekennzeichnet. Je nach Untersuchungsintensität wird eine Vielzahl von Umweltparametern aufgenommen, die zahlreiche kausalanalytische Auswertungs- und Interpretationsansätze ermöglichen. Internationale Einbindung Das Forstliche Umweltmonitoring Baden-Württembergs ist sowohl in nationale wie auch in internationale Programme eingebunden. Von den Rasterstichproben liegen insgesamt 5 Aufnahmepunkte Baden- Württembergs auf dem europäischen 16x16 km-netz. Diese sind Bestandteil des Europäischen Forstlichen Umweltmonitoring-Programms Level I und werden zur Beurteilung des nationalen und des europäischen Waldzustandes herangezogen. Das Level I Netz umfasst die Terrestrische Waldschadensinventur (TWI) und die Bodenzustandserhebung (BZE). Von den Versuchsflächen Baden-Württembergs sind insgesamt fünf Intensivmessflächen mit jeweils einem Fichten- und einem Buchenplot in das Europäische Umweltmonitoring-Programm eingebunden. Somit stehen die Ergebnisse der landesweiten Erhebung auch für übergreifende Auswertungen auf nationaler und internationaler Ebene zur Verfügung. Abb. 5: Räumliche Verteilung der Rasterstichprobenpunkte (8x8 km-netz) und der Versuchsflächen (Depositionsflächen, FutMon-Flächen)

16 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung 3 ERGEBNISSE DER KRONENZUSTANDSERHEBUNG Der Wald in Baden-Württemberg Der Zustand der Wälder in Baden-Württemberg hat sich gegenüber dem Vorjahr leicht verschlechtert. Nach der deutlichen Verbesserung des Waldzustandes in den letzten zwei Jahren berechnet sich für die gesamte Waldfläche des Landes, über alle Baumarten und Altersstufen hinweg, ein mittlerer Nadel- /Blattverlust von 23,6 Prozent. Gegenüber dem Vorjahr stellt dies eine Erhöhung um 2,5 Prozentpunkte dar (Abb. 6). Nachdem in den letzten Jahren günstige Witterungsbedingungen gepaart mit einem allgemein geringen Vorkommen an Schadinsekten eine geringe Belastung der Wälder zur Folge hatten, ist im Jahr 212 wieder eine vermehrte Stressreaktion der Bäume zu beobachten. Die Belastungen der Bäume sind dabei sehr vielschichtig und regional differenziert. Neben fehlendem Niederschlag, insbesondere zu Beginn der Vegetationszeit, traten im Mai 212 regional Spätfrostschäden auf, die vor allem in Jungbeständen z.t. zu erheblichen Schäden führten (Abb. 7). Auf einigen Standorten ist zudem eine mangelnde Verfügbarkeit an Nährelementen zu beobachten, auf die der Baum mit einer erhöhten Kronentransparenz und einer Verbraunung der Blattorgane reagiert. Ferner wurde ein verstärkter Raupenfraß an Eichen und deren Begleitbaumarten festgestellt. Altersgruppen Der Vitalitätszustand der Bäume steht im engen Zusammenhang zum Baumalter. Die Ergebnisse der bisherigen Waldschadensinventuren zeigen, dass ältere Bäume einen deutlich schlechteren Kronenzustand aufweisen als jüngere. Die Kronenverlichtung steigt mit zunehmendem Baumalter stark an und flacht ab einem Baumalter von etwa 6 Jahren ab (MEINING et al. 211). Baumphysiologisch ist eine höhere Kronenverlichtung ab diesem relativ geringen Baumalter nicht vollständig zu erklären. Es wird vielmehr angenommen, dass die Bäume durch eine Akkumulation langfristig einwirkender Schadwirkungen mit zunehmendem Alter anfälliger gegenüber Schädigungen werden und dadurch einen höheren Nadel-/Blattverlust aufweisen. Um dem Zusammenhang zwischen Baumalter und Kronenzustand gerecht zu werden, werden die Ergebnisse der Terrestrischen Waldschadensinventur traditionell nach Baumalter getrennt ausgewertet oder mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Netzzugehörigkeit: 4x4 km 16x16 km 8x8 km Abb. 6: Entwicklung des mittleren Nadel-/Blattverlusts aller Baumarten in Baden-Württemberg 11

17 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung das Alter als erklärende Variable in Vorhersagefunktionen des Nadel-/Blattverlusts einbezogen. Abbildung 8 zeigt die Entwicklung des mittleren Nadel-/Blattverlusts für die Altersgruppen bis 6 Jahre und ab 61 Jahre. Das mittlere Verlustprozent der Bäume ab 61 Jahre ist gegenüber den Bäumen bis 6 Jahre in der gesamten Zeitreihe deutlich erhöht. Jedoch verlaufen die beiden Kurven in ihrer zeitlichen Entwicklung auffallend parallel, d.h. die Reaktion der unterschiedlich alten Bäume auf auftretende Belastungen verläuft weitestgehend gleichförmig, wenn auch auf stark unterschiedlichem Niveau. Im Jahr 212 ist für beide Altersgruppen ein Anstieg des mittleren Nadel-/Blattverlusts zu verzeichnen. Unterschiede ergeben sich in der Höhe des Anstiegs. Während bei den älteren Bäumen das Verlustprozent leicht um 1,5 Prozentpunkte ansteigt, ist der Anstieg bei den jüngeren Bäumen mit 3,6 Prozentpunkten mehr als doppelt so hoch. Insgesamt lässt sich in den letzten Jahren zwischen den beiden Altersgruppen eine zunehmende Differenz im Kronenzustand feststellen. Während zu Beginn der Erhebungsperiode der Abstand zwischen dem Kronenzustand jüngerer und älterer Bäume mit ca. zehn Prozentpunkten noch relativ gering war, ist in den letzten Jahren ein zunehmendes Auseinanderdriften der beiden Altersgruppen zu beobachten. Dies kann durch den verstärkten Einfluss altersabhängiger Belastungen wie z.b. eine häufig auftretende, starke Fruktifikation der Bäume erklärt werden. Häufigkeitsverteilung Im Vergleich zum Vorjahr hat sich der Waldflächenanteil mit niedrigen Nadel-/Blattverluststufen ( 5%) deutlich verringert (Abb. 9). Ihr Anteil ist etwa auf ein Drittel des Vorjahreswerts zurückgegangen. Dies ist erklärbar, da insbesondere junge Baumkulturen, die im Vorjahr kaum Schäden aufwiesen, im Jahr mittlerer Nadel-/Blattverlust in % bis 6 Jahre ab 61 Jahre Abb. 8: Mittlerer Nadel-/Blattverlust nach Altersgruppen 12

18 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung 15 Häufigkeit in % der Waldfläche Nadel-/Blattverlust in % Abb. 9: Häufigkeitsverteilung der Nadel-/Blattverluste aller Bäume im Vergleich der Jahre 211 zu 212 verstärkt durch Insektenschäden und / oder Spätfrostschäden betroffen waren. Dagegen ist ein Anstieg der Waldflächenanteile mit mittleren Nadel-/Blattverluststufen ( 35%) zu verzeichnen. In diesem Bereich befinden sich über 7% der Waldfläche Baden-Württembergs. Das Maximum der Häufigkeitsverteilung liegt im Jahr 212 bei der 2%-Stufe. Die Anteile der höheren Nadel- /Blattverluststufen (4 %) sind im Vergleich zum Vorjahr leicht rückläufig bzw. in ihrem Wert unverändert. Vergilbung In Baden-Württemberg ist die betroffene Waldfläche mit vergilbten Nadeln bzw. Blättern weiterhin äußerst gering. Lediglich auf 2,2 Prozent der Waldfläche weisen Bäume aktuell eine Verfärbung der Blattorgane auf. Über die Hälfte davon mit geringer Intensität (Abb. ). Die Vergilbung ist nach dem Nadel- /Blattverlust ein entscheidender Parameter zur Beurteilung des Vitalitätszustands von Waldbäumen. Eine Gelbfärbung der Nadeln bzw. Waldfläche in % 15 5 Blätter zeigt unmittelbar eine Belastung der Bäume an, die oftmals durch eine Störung des Nährstoffhaushaltes hervorgerufen wird. Vor allem der an im Boden verfügbarem Magnesium führt bei Bäumen zu einer Schädigung und sichtbarer Vergilbung der Blattorgane. Anfang der 198er Jahre waren die Schäden durch Vergilbung an Waldbäumen in Baden-Württemberg sehr hoch. Die damals hohen Einträge von Schwefel- und Stickstoffverbindungen führten zu einer Auswaschung des im Boden gebunden Magnesiums und damit zu einer Versauerung der Böden. Der deutliche Rückgang der Vergilbungsschäden in den Wäldern Baden Vergilbungsstufe 1 Vergilbungsstufe 2 Vergilbungsstufen 3/4 Abb. : Anteil der vergilbten Waldfläche in Baden-Württemberg 13

19 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Württembergs belegt den Erfolg der strikten Luftreinhaltepolitik der letzten Jahrzehnte sowie der durchgeführten Kompensationsmaßnahmen durch Kalkung im Wald. Ausgefallene Bäume Bei der diesjährigen Waldschadensinventur konnten an den 292 aufgenommenen Stichprobenpunkten im Vergleich zum Vorjahr insgesamt 2 Bäume nicht mehr berücksichtigt werden. Dies entspricht einem Anteil von 2,9% aller Bäume der Stichprobe. Etwa zwei Drittel der Bäume wurde im Rahmen einer ordnungsgemäßen Forstwirtschaft planmäßig genutzt. Bei 18% der ausgefallenen Bäume wurde eine abiotische Ursache (Sturm, Schnee) festgestellt. Weitere neun Prozent der Bäume mussten auf Grund einer geänderten Kronenkonkurrenz innerhalb des Bestandes aus der Stichprobe genommen werden. Die ausgefallenen Bäume konnten i.d.r. durch Nachbarbäume am Stichprobenpunkt ersetzt werden. Mortalität Die Mortalitätsrate errechnet sich aus den im aktuellen Jahr abgestorbenen Bäumen, die bei der Aufnahme der Waldschadensinventur noch stehend im Bestand vorhanden waren. Im Jahr 212 liegt die Mortalitätsrate bei,1% und entspricht damit dem langjährigen Mittelwert der Waldschadensinventur in Baden- Württemberg. Die Baumarten Die Durchführung der Waldschadensinventur auf dem 4x4 bzw. 8x8 km-netz ermöglicht statistisch abgesicherte Aussagen zum Kronenzustand der Hauptbaumarten in Baden-Württemberg. So kann für die entsprechenden Aufnahmejahre die Entwicklung des Kronenzustandes der Baumarten Fichte, Tanne, Kiefer, Buche und Eiche dargestellt werden. In den Aufnahmejahren, in denen die Waldschadensinventur im Rahmen des weitmaschigen EU-Netzes (16x16 km- Netz) stattfand, können für die einzelnen Baumarten keine mittleren Nadel-/Blattverlustwerte mit ausreichender Genauigkeit aufgezeigt werden. 14

20 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Fichte Die Fichte (Picea abies) ist mit etwa 38% Waldflächenanteil mit Abstand die häufigste Baumart in Baden-Württemberg. Sie bildet meist ein flach ausgeprägtes Wurzelsystem aus und kommt mit vielen unterschiedlichen Standorten zurecht. Die Fichte ist eine recht anspruchslose, aber leistungsfähige Baumart. In den letzten Jahren ist ihr Flächenanteil durch einen verstärkten Umbau von Fichtenreinbeständen in stabile Mischbestände deutlich zurückgegangen. Nach vier Jahren der Erholung seit dem bisher höchsten Schadniveau in den Jahren 26/27 hat sich der Kronenzustand der Fichte im aktuellen Jahr wieder verschlechtert (Abb. 12). Der mittlere Nadelverlust erhöht sich gegenüber dem Vorjahr um 5,1 Prozentpunkte auf 21,4 Prozent. Damit liegt das Verlustprozent in etwa wieder auf dem Schadniveau von 29. Im Vergleich zu den übrigen Hauptbaumarten Baden-Württembergs bleibt die Fichte aber weiterhin die Baumart mit den geringsten Nadel- /Blattverlustwerten. Regional wurde bei der Fichte ein stark verkürzter Jahrestrieb und die Ausbildung verhältnismäßig kleiner Nadeln beobachtet, was auf die relativ warm-trockene Periode zu Beginn der Vegetationszeit im März 212 zurückgeführt werden kann. Diese Symptomatik deutet außerdem auf Kaliummangel hin. Zudem sorgte der extrem trockene November des Vorjahres zu einer verstärkten Nadelschütte älterer Jahrgänge mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Abb. 12: Mittlerer Nadelverlust bei der Fichte 15

21 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Tanne Der Kronenzustand der Tanne hat sich im Landesdurchschnitt gegenüber dem Vorjahr leicht verschlechtert. Mit 23,7 Prozent liegt der Nadelverlust um 1,1 Prozentpunkte gering über dem Wert von 211 (Abb. 13). Die Tanne erweist sich in den letzten 15 Jahren als eine äußerst stabile Baumart. Seit der Waldschadensinventur von 1997 sind nur geringe Veränderungen im Kronenzustand der Tanne zu erkennen. Selbst die extremen Witterungsverhältnisse mit lang anhaltender Trockenheit im Sommer 23 verursachten bei der Tanne im Gegensatz zu allen anderen Haupt- Die Tanne (Abies alba) nimmt etwa 8% der Waldfläche in Baden-Württemberg ein. Ihre Verbreitungsschwerpunkte liegen im Schwarzwald und im Schwäbisch-Fränkischen Wald. Die Tanne ist eine leistungsfähige und ökologisch sehr wertvolle Baumart. Sie wurzelt tief, ist schattentolerant und bildet gemeinsam mit Fichte und Buche stabile, mehrstufige Mischbestände. baumarten Baden-Württembergs keine anhaltenden Schädigungen im Kronenzustand. Die Aufnahmen der Waldschadensinventur 212 zeigen für die Tanne eine leicht erhöhte Nadelbräune. Knapp zehn Prozent aller aufgenommenen Tannen weisen nekrotische Stellen an den Nadeln auf. Es ist anzunehmen, dass dies auf eine erscheinung an Nährelementen im Boden (z.b. Kaliummangel) zurückzuführen ist. Bedeutend für die Tanne ist zudem die zunehmende Ausbreitung der wärmeliebenden Tannenmistel, die dem Baum Wasser und Nährstoffe entzieht (Abb. 14). Anfang der 198er Jahre war die Tanne die am stärksten geschädigte Baumart in Baden-Württemberg. Die damals noch hohen Konzentrationen an schädlichem Schwefeldioxid in der Luft verursachten bei der Tanne erhebliche Schäden. Erst durch die deutliche Reduktion der Luftschadstoffe konnte sich der Kronenzustand der Tannen in Baden-Württemberg wieder verbessern mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Abb. 13: Mittlerer Nadelverlust bei der Tanne 16

22 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Kiefer Die Kiefer (Pinus sylvestris) hat in Baden- Württemberg einen Waldflächenanteil von etwa 7%. Sie ist eine typische Lichtbaumart mit raschem Jugendwachstum und früh nachlassender Konkurrenzkraft. Die Kiefer kann mit ihrem Pfahlwurzelsystem auch tiefere Bodenschichten erschließen und weist eine große Standortsamplitude auf: Sie kommt sowohl mit trockenen als auch mit vernässenden Standorten zurecht und hat geringe Anforderungen an die Nährstoffversorgung. Nach dem sich der Kronenzustand der Kiefern im letzten Jahr deutlich erholt hat, ist im Jahr 212 ein leichter Anstieg des Schadniveaus bei der Baumart zu beobachten (Abb. 15). Der mittlere Nadelverlust der Kiefern erhöht sich um 1,3 Prozentpunkte auf 25, Prozent. In der bisherigen Aufnahmeperiode der Waldschadensinventur zeigt die Baumart Kiefer bis zum Jahr 1997 einen relativ konstanten Nadelverlust bei knapp über 2 Prozent. Erst danach ist eine sprunghafte Erhöhung des Verlustprozents zu verzeichnen, die im Jahr 25 mit knapp 3 Prozent ihr bisheriges Maximum erreichte. In den letzten Jahren ist ein Erholungstrend im Kronenzustand der Kiefer festzustellen. Im Jahr 212 ist bei der Kiefer nur eine geringe Blütenund Fruchtbildung festzustellen. Insbesondere durch häufiges Blühen kann sich die Kronentransparenz der Kiefern deutlich erhöhen. Zudem war der Schädlingsbefall, etwa durch den Waldgärtner, dieses Jahr relativ gering, was sich insgesamt positiv auf den Kronenzustand der Kiefern auswirkt mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Abb. 15: Mittlerer Nadelverlust bei der Kiefer 17

23 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Buche Die Buche (Fagus sylvatica) ist mit einem Waldflächenanteil von knapp 21% die häufigste Laubbaumart in Baden-Württemberg. Sie kommt in fast allen Regionen des Landes vor und ist als Schattbaumart von Natur aus sehr konkurrenzstark. Während sie auf nahezu allen geologischen Substraten vorkommt, zeigt sie sich empfindlich gegenüber Wechselfeuchte und Staunässe sowie gegenüber Spätfrösten und extremer Trockenheit. Der Kronenzustand der Buchen hat sich im Jahr 212 nach der sehr starken Blüte und Fruktifikation des vorangehenden Jahres wieder erholt (Abb. 17). Der mittlere Blattverlust verringert sich um 3,4 Prozentpunkte und liegt nun bei 28,1 Prozent. Eine starke Blüte und Fruchtausbildung stellt für die Bäume eine enorme Belastung dar, die sich insbesondere bei der Buche in einer weniger dichten Belaubung und schlechten Verzweigung äußert. Im Jahr 212 wurde lediglich eine sehr geringe Fruktifikation der Buchen festgestellt, was wesentlich zur Verbesserung des Kronenzustandes der Buchen beiträgt. Die Buche ist somit die einzige Hauptbaumart Baden-Württembergs deren Kronenzustand sich im aktuellen Jahr verbessert. In Abbildung 18 ist der Vergleich der Blattverluste zwischen den Jahren 211 und 212 in Abhängigkeit von der Fruktifikationsintensität des Jahres 211 dargestellt. Es wird deutlich, dass die Buchen, die 211 nur einen schwachen Fruchtbehang hatten, im gleichen Jahr auch einen geringeren Blattverlust aufwiesen als die Buchen mit stärkerer Fruktifikation. Zudem zeigt sich, dass sich der Kronenzustand im Folgejahr sowohl bei den Bäumen mit schwächerer als auch mit stärkerer Fruktifikation wieder verbessert hat. Im Jahr 212 zeigen beide Gruppen einen deutlich geringeren Blattverlust als im Vorjahr. Allerdings bleibt der Blattverlust der Buchen mit stärkerer Fruktifikation auch im Jahr 212 noch auf einem erhöhten Schadniveau. Die Regeneration der Buchen nach der starken Fruktifikation im Jahr 211 erscheint innerhalb eines Jahres demnach noch nicht vollständig abgeschlossen zu sein. mittlerer Nadel-/Blattverlust in % schwache Fruktifikation 211 Abb. 18: Vergleich zwischen 211 schwach- und stark fruktifizierenden Buchen starke Fruktifikation mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Abb. 17: Mittlerer Blattverlust bei der Buche 18

24 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Eiche Die Stieleiche (Quercus robur) und die Traubeneiche (Quercus petraea) nehmen in Baden- Württemberg zusammen etwa 7% der Waldfläche ein. Während die Stieleiche vorwiegend auf gut wasserversorgten, teils auch vernässenden, gut nährstoffversorgten Standorten der Ebenen und Flusslandschaften vorkommt, findet sich die Traubeneiche vermehrt auf nährstoffärmeren und flachgründigeren Böden mittlerer Lagen, häufig in Mischung mit Buche. Nach der deutlichen Erholung im Vorjahr hat sich der Kronenzustand der Eiche dieses Jahr wieder erheblich verschlechtert (Abb. 19). Der mittlere Blattverlust liegt im Jahr 212 bei 31,6 Prozent und damit insgesamt 6,6 Prozentpunkte höher als noch im Jahr 211. Somit ist die Eiche erneut die Hauptbaumart mit dem höchsten Schadniveau in Baden-Württemberg. Neben den allgemeinen Belastungen durch das trockene Frühjahr 212 waren speziell Eichenbestände dieses Jahr wieder von verstärktem Raupenfraß und Mehltaubefall betroffen. Über 2 Prozent aller aufgenommenen Eichen der Waldschadensinventur wiesen Fraßschäden durch die Raupen Frostspanner, Eichenwickler oder Schwammspinner auf. Die Raupenarten entwickeln sich im Frühjahr in den Baumkronen und fressen die frisch ausgetriebenen Blätter der Eichen ab. Regional wurden einzelne kahlgefressene Eichen beobachtet. Durch das hohe Regenerationsvermögen können die Eichen Fraßschäden im Verlauf des Sommers zumindest teilweise ausgleichen. Eichen können neue Blätter durch Austrieb von Adventivknospen und durch einen zweiten Austrieb, dem sogenannten Johannisaustrieb, ausbilden. Allerdings war im aktuellen Jahr der Johannistrieb häufig durch den Mehltau-Blattpilz befallen mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Abb. 19: Mittlerer Blattverlust bei der Eiche 19

25 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Sonstige Baumarten Die Gruppe der sonstigen Laubbäume nimmt in Baden-Württemberg einen Waldflächenanteil von ungefähr 14% ein. Am häufigsten vertreten sind hierbei die Baumarten Esche (Fraxinus excelsior) und Bergahorn (Acer pseudoplatanus). Die Gruppe der sonstigen Nadelbäume hat einen Waldflächenanteil von ca. 5%. Häufigste Baumarten sind hier die Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und die Lärche (Larix decidua). stärkeren Fällen auch ganze Bäume zum Absterben bringen kann (Abb. 41). Die Entwicklung des Kronenzustands der sonstigen Nadelbäume entspricht im Jahr 212 in seiner Tendenz der Entwicklung des Kronenzustands der Hauptnadelbaumarten in Baden-Württemberg. Der mittlere Nadelverlust erhöht sich um 2,4 Prozentpunkte auf insgesamt 22,1 Prozent und ist vor allem auf die stärkere Kronenverlichtung der Douglasien zurückzuführen. Der durchschnittliche Nadelverlust der Lärche entspricht dem Vorjahreswert. Der Kronenzustand der sonstigen Laubbäume hat sich insgesamt im Vergleich zum Vorjahr leicht verschlechtert (Abb. 22). Der mittlere Blattverlust erhöht sich um 1,9 Prozentpunkte auf 2,8 Prozent. Damit bleibt der Schädigungsgrad der sonstigen Laubbäume deutlich unterhalb des Schadniveaus der Laubbaumarten Eiche und Buche. Dies ist im Wesentlichen durch den überproportionalen Anteil an jüngeren Bäumen in der Gruppe der sonstigen Laubbaumarten zu begründen. Während bei der Baumart Ahorn keine Änderungen im Kronenzustand feststellbar sind, verringert sich der Blattverlust der Eschen gegenüber dem Vorjahr leicht. Die Eschen sind aber weiterhin landesweit massiv vom Eschentriebsterben betroffen, welches verursacht durch einen Pilz ganze Kronenteile der Esche bzw. in mittlerer Nadel-/Blattverlust in % mittlerer Nadel-/Blattverlust in % sonstige Nadelbäume sonstige Laubbäume Douglasie Lärchen Bergahorn Esche Abb. 22: Mittlerer Nadel-/Blattverlust der Nebenbaumarten 2

26 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Schadstufen Die Schadstufen werden aus dem Nadel-/Blattverlust und der Vergilbung abgeleitet und ermöglichen einen schnellen Überblick über den aktuellen Waldzustand. Da in den letzten Jahren die Vergilbung in Baden- Württemberg zunehmend an Bedeutung verliert, wird die Ableitung der Schadstufen derzeit maßgeblich durch den Parameter Nadel-/Blattverlust beeinflusst. Die Ergebnisse der Waldschadensinventur 212 zeigen eine deutliche Abnahme der ungeschädigten Waldfläche (Schadstufe ). Ihr Anteil verringert sich um 12 Prozentpunkte auf insgesamt 26 Prozent. Dagegen erhöht sich vor allem der Anteil der schwach geschädigten Waldfläche (Schadstufe 1) von 29 auf 38 Prozent. Der Anteil der mittelstark geschädigten Waldfläche (Schadstufe 2) erhöht sich von 3 auf 33 Prozent. Der Anteil der stark geschädigten bzw. abgestorbenen Waldfläche (Schadstufe 3 und 4) bleibt gegenüber dem Vorjahr mit drei Prozent konstant. Die deutlich geschädigte Waldfläche Baden-Württembergs (Schadstufen 2 bis 4) erhöht sich demnach um drei Prozentpunkte auf nunmehr 36 Prozent (Tabelle 3). Fruchtausbildung Nach der ausgesprochen starken Fruktifikation der Waldbäume im Jahr 211, bei der über 8 Prozent aller im blühfähigem Alter befindlichen Bäume Fruchtbehang aufwiesen, ist die Fruktifikation im Jahr 212 deutlich geringer ausgefallen (Abb. 23). Lediglich an Prozent der Bäume wurde aktueller Fruchtbehang beobachtet. Die Entwicklung der Fruktifikationsintensität zeigt in den Jahren 26, 29 und 211 die stärksten Fruktifikationsjahre der Waldbäume. Es ist anzunehmen, dass es durch klimatische Veränderungen zu einer Häufung von starken Fruktifikationsereignissen Tabelle 3: Schadstufenverteilung 1985 bis 212 Jahr Schadstufe Schadstufe 1 Schadstufe 2 Schadstufen 3 und 4 Schadstufe 2 bis 4 (deuliche Schäden) mittlerer NBV in % Aufnahmedichte , 4x , 4x , 8x , 8x ,7 4x ,6 16x ,2 4x ,2 16x ,7 16x ,1 4x ,2 16x ,2 16x ,7 4x ,3 16x ,3 16x ,8 16x ,1 4x ,9 16x ,4 16x ,3 16x ,2 8x ,7 8x ,8 8x ,6 8x ,6 8x ,5 8x ,1 8x ,6 8x8 21

27 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung kommt, die eine erhebliche Belastung für die Bäume darstellen. Insbesondere für die Baumart Buche konnte in den letzten Jahren durch die Ergebnisse der Waldschadensinventur gezeigt werden, welche enormen Belastungen dem Baum durch eine Vollmast entstehen und welche Auswirkungen dies auf den Kronenzustand der Bäume hat (MEINING et al. 29, 211) Während viele Baumarten nach der intensiven Fruchtausbildung im letzten Jahr aktuell keine oder nur eine sehr geringe Fruktifikation zeigen, ist bei der Kiefer auch im Jahr 212 ein stärkerer Zapfenbehang erkennbar (Abb. 24). Die Ergebnisse der Waldschadensinventur zeigen, dass etwa zwei Drittel aller Kiefern frischen Zapfenbehang aufweisen, wenn auch größtenteils in schwacher Ausprägung. Anteil der Bäume in % wenig mittel stark Abb. 23: Fruktifikationsintensität aller Baumarten seit Anteil der Bäume in % Fichte Tanne Kiefer Eiche Buche stark mittel wenig Abb. 24: Fruktifikationsintensität der Hauptbaumarten im Jahr

28 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Regionen Baden-Württembergs Der Wald in Baden-Württemberg ist in verschiedene Naturräume, sogenannte Wuchsgebiete, gegliedert. Die Wuchsgebiete werden hinsichtlich ihrer Landschaftsausprägung, ihren klimatischen Verhältnissen und ihrem geologischen Aufbau voneinander abgegrenzt. In Baden-Württemberg gibt es sieben Wuchsgebiete unterschieden: Oberrheinisches Tiefland, Odenwald, Schwarzwald, Neckarland, Baar- Wutach, Schwäbische Alb und Südwestdeutsches Alpenvorland (Abb. 25). Die Stichprobendichte der Waldschadensinventur erlaubt eine regionale Auswertung für die großen Wuchsgebiete Baden-Württembergs, den Schwarzwald, das Neckarland, die Schwäbische Alb und das Südwestdeutsche Alpenvorland. Mit einer ausreichend statistischen Genauigkeit kann der Kronenzustand für die Aufnahmejahre im 8x8 km bzw. 4x4 km-netz regional dargestellt werden. Zudem kann die Entwicklung des Kronenzustandes der einzelnen Hauptbaumarten in den Wuchsgebieten dargestellt werden. Abb. 25: Wuchsgebiete Baden-Württembergs 23

29 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Der Kronenzustand hat sich im aktuellen Aufnahmejahr in allen großen Wuchsgebieten insgesamt verschlechtert (Abb. 26 bis Abb. 29 oben). Während der mittlere Nadel-/Blattverlust in den von der Fichte dominierten Wuchsgebieten Südwestdeutsches Alpenvorland und Schwäbische Alb am stärksten ansteigt, fällt der Anstieg des Verlustprozents in den Wuchsgebieten Neckarland und Schwarzwald mit höheren Buchenund Tannenanteilen geringer aus. Absolut ist der Schädigungsgrad im Neckarland mit 25,5 Prozent gegenüber den anderen Wuchsgebieten leicht erhöht. Im Südwestdeutschen Alpenvorland ist dagegen mit 18,7 Prozent der geringste Schädigungsgrad der Wälder zu finden. Die Entwicklung des Kronenzustands seit Beginn der Waldschadensinventur verläuft in den einzelnen Regionen Baden-Württembergs weitgehend parallel. Nach einer Erholungsphase bis etwa Ende der 198er Jahre bleibt der Kronenzustand in allen Wuchsgebieten bis zum Jahr 21 relativ konstant auf einem gleichbleibenden Niveau. Zu Beginn des Jahrtausends erhöht sich der Schädigungsgrad der Wälder bedingt durch sich ändernde Witterungsbedingungen in allen Regionen. Während das Schadniveau in den für Trockenstress anfälligeren Regionen wie Südwestdeutsches Alpenvorland und Neckarland stark ansteigt, ist im höher gelegenen Schwarzwald ein vergleichbar geringer Anstieg zu beobachten. In den letzten Jahren zeichnet sich für die meisten Wuchsgebiete lediglich eine leichte Verbesserung des Kronenzustands ab, einzig im Südwestdeutschen Alpenvorland ist ein deutlicher Erholungstrend der Wälder zu erkennen. mittlerer Naderl-/Blattverlust in % Schwarzwald mittlerer Naderl-/Blattverlust in % Neckarland mittlerer Nadel-/Blattverlust in % 3 2 Fichte Buche Tanne mittlerer Nadel-/Blattverlust in % 3 2 Fichte Buche Eiche Abb. 26: Mittlerer Nadel-/Blattverlust aller Baumarten (oben) und der Hauptbaumarten (unten) im Schwarzwald Abb. 27: Mittlerer Nadel-/Blattverlust aller Baumarten (oben) und der Hauptbaumarten (unten) im Neckarland 24

30 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Baumarten in den Wuchsgebieten Während die Buche die dominierende Baumart des Neckarlandes ist, nimmt die Fichte in den Wuchsgebieten Schwarzwald, Schwäbische Alb und Südwestdeutsches Alpenvorland den größten Flächenanteil ein. Der Kronenzustand der Baumart Fichte hat sich in allen Wuchsgebieten gegenüber dem Vorjahr verschlechtert (Abb. 26 bis Abb. 29 unten). Die stärkste Verschlechterung ist hierbei im Südwestdeutschen Alpenvorland und auf der Schwäbischen Alb zu verzeichnen. In allen Regionen des Landes wurde für die Fichte das bisher höchste Schadniveau der bisherigen Aufnahmeperiode nach der extrem trocken-warmen Witterung des Jahres 23 und der anschließenden Borkenkäferkalamität beobachtet. Seither ist landesweit eine Verbesserung des Kronenzustandes der Fichten zu beobachten. Der mittlere Blattverlust der Buchen verringert sich nach der extrem starken Fruktifikation des Vorjahres in den Wuchsgebieten Neckarland und Schwarzwald deutlich und fällt nahezu wieder auf das Schadniveau vom Jahr 2 zurück. Auf der Schwäbischen Alb regeneriert sich die Buche weniger stark und im Südwestdeutschen Alpenvorland bleibt das Verlustprozent nahezu gleich, nachdem die Buchen dort im letzten Jahr trotz starkem Fruchtbehang kaum eine Verschlechterung des Kronenzustandes aufwiesen. Die Buche zeigt ähnlich wie die Fichte nach dem trocken-heißen Sommer 23 eine gravierende Zunahme von Kronenschäden. Zudem erhöht sich in den starken Fruktifikationsjahren 26, 29 und 211 die Kronenverlichtung bei der Buche deutlich. mittlerer Naderl-/Blattverlust in % Schwäbische Alb mittlerer Naderl-/Blattverlust in % Südwestdeutsches Alpenvorland mittlerer Nadel-/Blattverlust in % Fichte Buche mittlerer Nadel-/Blattverlust in % 3 2 Fichte Buche Abb. 28: Mittlerer Nadel-/Blattverlust aller Baumarten (oben) und der Hauptbaumarten (unten) auf der Schwäbischen Alb Abb. 29: Mittlerer Nadel-/Blattverlust aller Baumarten (oben) und der Hauptbaumarten (unten) im Südwestdeutschen Alpenvorland 25

31 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Tanne zählt vor allem im Schwarzwald zu den landschaftsprägenden Baumarten. Der Kronenzustand der Tannen verändert sich dort gegenüber dem Vorjahr kaum. Insgesamt ist die Tanne im Schwarzwald nach den gravierenden Schäden zu Beginn der Waldschadensinventur in den letzten Jahren eine äußerst stabile Baumart, mit wenig Veränderung im Kronenzustand. Hohe Baumartenanteile der Eiche in Baden- Württemberg finden sich vor allem im Neckarland. Der Kronenzustand der Eichen in Baden-Württemberg wird maßgeblich von diesem Kollektiv beeinflusst. Im Jahr 212 führte ein erhöhtes Vorkommen an blattfressenden Raupen bei der Eiche zu einem Anstieg des mittleren Blattverlusts. Die Eiche ist somit im Neckarland sowie in ganz Baden-Württemberg im Jahr 212 die Baumart mit dem höchsten Schädigungsgrad. Das Raum-Zeit-Modell aufwändige statistische Verfahren können durchgehende Zeitreihen der Baumarten Fichte und Buche mit ausreichender Genauigkeit unabhängig von der Stichprobendichte abgebildet werden. Für die Baumart Buche wurde als zusätzliche Einflussgröße die Fruktifikation in die Berechnungen des Raum-Zeit-Modells einbezogen, da starke Fruktifikationsjahre bei der Buche zu einer deutlichen Erhöhung des Blattverlusts führen. Ziel ist es, die Entwicklung des Blattverlusts der Buche ohne den Einfluss der Fruktifikation im zeitlichen Trend darstellen zu können und somit die Ergebnisse besser kausalanalytisch interpretierbar zu machen. Dagegen wurde im räumlichen Trend der Einfluss der Fruktifikation bei Buche mit abgebildet, da die Fruktifikationsintensität und -häufigkeit auch durch exogene Faktoren, wie die Zunahme von warm-trockener Frühjahrs- und Sommerwitterung, beeinflusst wird. Im Raum-Zeit-Modell wird der Nadel-/Blattverlust als Funktion des Alters, der Lage und der Zeit dargestellt. In dem sogenannten Generalised Additive Mixed Model (GAMM) werden Korrelationen in Zeit und Raum berücksichtigt. Das Auswertungsverfahren wurde von der FVA Baden- Württemberg in Zusammenarbeit mit den Statistikerinnen Dr. Nicole Augustin (University Bath / England) und Dr. Monika Musio (Universität Cagliari / Italien) entwickelt. Mit Hilfe eines multivariaten Raum-Zeit-Modells ist es möglich, für die Waldzustandsdaten in Baden- Württemberg zeitliche Trends und räumliche Muster des Kronenzustandes abzuleiten und verzerrungsfrei darzustellen (AUGUSTIN et al. 27, 29; MUSIO et al. 28). Durch das Raum-Zeit-Modell können unterschiedliche Zeittrends in verschiedenen Regionen des Landes erkannt werden, so dass die Ergebnisse der mittlerweile sehr langen Aufnahmeperiode der Waldschadensinventur genauer interpretierbar sind. Zunächst wurde das Modell für die Baumart Fichte realisiert. Mittlerweile ist es auch möglich, das Modell auf die Baumart Buche anzuwenden. Durch das Zeitlicher Trend Die zeitliche Entwicklung des Kronenzustandes wurde im vorhandenen Modell nach dem Baumalter standardisiert, um den Effekt ungleichmäßiger und wechselnder Altersverteilungen der Stichprobenbäume auszuschließen. Dargestellt werden jeweils für Fichte und Buche getrennt der Verlauf des Nadel- /Blattverlusts bezogen auf drei verschiedene Baumalter (Median, oberes Quartil, unteres Quartil). Die äußeren Begrenzungslinien zeigen den Vertrauensbereich mit 95% der Beobachtungen (Abb. 3). Für die gesamte Zeitreihe der Waldschadensinventur lässt sich im Raum-Zeit-Modell für die Baumarten Fichte und Buche ein ansteigender Trend der Nadel- /Blattverluste feststellen, jedoch ergeben sich deutliche Unterschiede in der Entwicklung des Kronenzustandes. Die Fichte zeigt zu Beginn der Erhebungsperiode bis Ende der 199er Jahre gegenüber der Buche ein höheres Schadniveau. Dies passt zu den damaligen Beobachtungen, dass zunächst hauptsächlich Nadelbaumbestände auf zur Versauerung neigenden Standorten stärkere Kronenschäden aufwiesen. Der weitere Verlauf der Nadelverluste bei der Fichte ist etwa bis zur Jahrtausendwende durch periodische Schwankungen im Zehnjahresrhythmus gekennzeichnet 26

32 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Abb. 3: Zeitlicher Entwicklungstrend der Nadel-/Blattverluste nach dem Raum-Zeit-Modell nach Altersstufen aufgetrennt. Oben: Fichte. Unten: Buche, Modellberechnung mit Fruktifikation= 27

33 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Die Perioden mit vorübergehender Zu- und Abnahme von Kronenschäden sind bei der Buche mit durchschnittlich fünf Jahren deutlich kürzer. Sowohl bei der Fichte als auch bei der Buche nimmt in den Jahren 21 bis 26 der Schädigungsgrad der Baumkronen signifikant zu und die zu erwartende Erholung des Kronenzustandes nach dem Maximum im Jahr 21 bleibt aus. Der Anstieg der Nadel- /Blattverluste für Fichte und Buche endet im bisher höchsten Wert der Zeitreihe im Jahr 25 bzw. 26. Die periodischen Schwankungen für beide Baumarten finden seitdem auf dem erhöhten Schadniveau statt. Räumlicher Trend Da die Baumart Fichte mit hoher Repräsentanz in allen Regionen Baden-Württembergs vorkommt, können mit Hilfe des Raum-Zeit-Modells nahezu flächendeckende Informationen über die räumliche Verteilung des Kronenzustands dargestellt werden. Dagegen ergeben sich für die Baumart Buche in Regionen mit geringem Buchenvorkommen vor allem am östlichen Rand des Schwarzwaldes und im nordöstlichen Teil Oberschwabens einzelne Lücken in der landesweiten Darstellung. Zu Beginn der Waldschadensinventur treten höhere Nadelverluste bei der Fichte verstärkt in Gebieten mit versauerungsempfindlichen Standorten auf (Abb. 31). Der hohe Schadstoffeintrag und die daraus bedingte Bodenversauerung zu jener Zeit führen vor allem in den zur Versauerung neigenden Kristallingebieten des Schwarzwaldes und des Odenwaldes zu erhöhten Kronenschäden. Diese Verteilung der Schadensschwerpunkte (gelbe und orange Farben in den Verteilungskärtchen) wird durch mehrjährige Phasen der Regeneration unterbrochen. Etwa ab der Jahrtausendwende ist in Baden-Württemberg ein anderes räumliches Schadensmuster erkennbar. Nun sind nicht mehr nur die ärmeren, versauerungsempfindlichen Standorte des Schwarzwalds und des Odenwalds betroffen, sondern es treten auch in Gebieten mit gut versorgten, basenreichen Standorten verstärkt Kronenschäden auf. Es ist davon auszugehen, dass klimatische Veränderungen ursächlich für eine derartige Schadensarealverschiebung sind. Im Jahr 21 sind verstärkte Kronenschäden auch im Neckarland und im Alpenvorland zu erkennen. In den Folgejahren vergrößern sich die Schadgebiete und bilden, auch als Reaktion auf den extrem trockenen Sommer 23, im Höhepunkt dieser Entwicklung im Jahr 26 mit wenigen Ausnahmen ein großes Schadensareal. Erst danach separieren sie sich wieder. Im Jahr 212 sind Gebiete mit stärkeren Kronenschäden sowohl auf den Standorten der klassischen Schadgebiete des Schwarzwaldes als auch auf besser versorgten Standorten des Kraichgaus zu finden. Dies deckt sich mit der allgemeinen Beobachtung der letzten Jahre, dass die Fichte durch klimatische Veränderungen, insbesondere im Nordosten des Landes, zunehmend konkurrenzschwächer wird. Die Kronen der Buchen weisen seit Beginn der Waldschadensinventur bis zum Jahr 23 in nahezu allen Regionen Baden-Württembergs meist eine nur geringe Schädigung auf (Abb. 32). Erst ab dem Jahr 24 sind im Neckarland, am rhein und im Kraichgau Areale mit erhöhtem Blattverlust zu erkennen. In den Folgejahren vergrößern sich die Schadareale, bis im Jahr 27 wieder eine Verbesserung des Kronenzustandes bei der Buche eintritt. Durch die starke Fruktifikation im Jahr 29 weist die Buche in weiten Teilen des Landes erhöhte Blattverluste auf. Im Jahr 212 gibt es noch regionale Schadgebiete der Buche am rhein, im nördlichen Schwarzwald und in der Main-Tauber-Region. 28

34 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Abb. 31: Räumlicher Entwicklungstrend der Nadelverluste für die Baumart Fichte nach dem Raum-Zeit-Modell (rote Linien: Isolinien gleichen Nadelverlusts) 29

35 Waldzustandsbericht 212 Kronenzustandserhebung Abb. 32: Räumlicher Entwicklungstrend der Blattverluste für die Baumart Buche nach dem Raum-Zeit-Modell (rote Linien: Isolinien gleichen Blattverlusts) 3

36 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung 4 ERGEBNISSE DER BODENZUSTANDSERHEBUNG Waldzustand = Bodenzustand? Bodenversauerung und Nährelementversorgung Die erste Bodenzustandserhebung (BZE1) wurde Klimawandel und bzw. Bodenwasserhaushalt sind die grundlegenden Themen, die im Zusammenspiel von Kronenzustand und Waldböden aktuell diskutiert werden. Um den Zustand der Waldböden zu erfassen, wurde 1986 bis 1992 die erste bundesweite Bodenzustands-erhebung (BZE1) durchgeführt. In den Jahren 26 bis 28 wurde die Aufnahme wiederholt (BZE2) und durch zusätzliche Messungen ergänzt (Abb. 33). Der Vergleich der Ergebnisse der beiden BZEs in Kombination mit den Daten der Wald- im Zeitraum von 1989 bis 1992 durchgeführt. Die Wiederholungserhebung (BZE2) fand in den Jahren 26 bis 28 auf dem 8x8 km-netz statt. Dabei wurden in Baden-Württemberg über 3 Bodenprofile untersucht. Die BZE2 baut dabei auf der methodischen Vorgehensweise der Erstinventur auf, um die Vergleichbarkeit der beiden Inventuren sicherzustellen. Zusätzlich wurden weitere Untersuchungen in Hinblick auf die Stickstoffsättigung der Waldböden, den Kohlenstoffkreislauf und den Wasserhaushalt der Böden durchgeführt. schadensinventur konnte bei 76 der 34 Stichprobenpunkte des 8x8 km-netzes durchgeführt werden, so dass hier eine Zusammenhangsanalyse mit schaftung. Zur Beurteilung des Kronenzustandes dem Zustand der Waldböden und dem Kronenzustand wurden im Bereich der auswertbaren Stichproben- durchgeführt werden kann. Dieser Vergleich ist nur punkte insgesamt 1.27 Bäume herangezogen, die dort möglich, wo sowohl der Bodenaufbau der beiden durchgehend zwischen BZE1 und BZE2 aufgenommen Bodenprofile von BZE1 und BZE2 als auch Zusam- worden waren. Neben der Nährstoffversorgung, die im mensetzung, das Alter und Struktur der Bestände Folgenden durch die Basensättigung repräsentiert keine wesentlichen Abweichungen aufwies. Abweich- wird, wurde auch der Bodenwasserhaushalt der Stand- ungen im Bodenaufbau ergeben sich aus der z.t. sehr orte analysiert, da dieser insbesondere im Rahmen hohen kleinräumigen Variabilität der Böden und bei eines variablen Klimas von grundlegender Bedeutung den Waldbeständen durch Sturmwurf und Waldbewirt- für die Qualität des Bodens als Pflanzenstandort ist.. Abb. 33: Von links nach rechts: nährstoffarme Braunerde aus Diatexit; wasserstauender Pseudogley aus Rotliegendem; ein stark durch Grundwasser geprägtes Erdniedermoor; nährstoffreiche und sehr gut Wasser speichernde Parabraunerde aus Löss; nährstoffreiche, aber auch steinreiche Terra Fusca aus Weißjura 31

37 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung Nährstoffversorgung an Waldstandorten Als integrierender Kennwert der Nährstoffversorgung wird die Basensättigung (BS) herangezogen. Der prozentuale Anteil basisch wirkender Kationen (Ca 2+, K +, Mg 2+, Na + ) an der gesamten austauschbar gespeicherten Stoffmenge wird Basensättigung (BS) genannt. Saure Böden weisen i.d.r. sehr geringe Basensättigungen auf. Mit zunehmenden ph-werten steigt auch die Basensättigung an, mit einem ph im Wasser >6,2 wird volle Basensättigung (%) erreicht. Versauerungsprozesse im Boden können verschiedenste Ursachen haben. Häufig sind sie auf den atmogenen Eintrag von Säurebildnern zurückzuführen. Sie können aber auch durch die natürliche Bodenentwicklung, einen organischen Säureeintrag an Standorten mit stark gehemmtem Humusabbau, oder durch Biomassenutzung und den damit verbundenen Nährstoffentzug hervorgerufen werden. Dabei gehen den mineralischen Oberböden anteilig Basenkationen verloren, die durch sauer wirkende Kationen (Al 3+, Fe 3+, Mn 2+ ) und Protonen (H + ) an den Austauscheroberflächen ersetzt werden. Je nach Grundausstattung des geologischen Ausgangsubstrats der Bodenbildung Tiefenprofiltypen und Nachlieferung basischer Kationen durch Verwitterung, Deposition und Düngung (Kalkung) ergeben sich unterschiedliche tiefenabhängige Verteilungen der Basensättigung. Die Tiefenprofiltypen der Nährstoffversorgung Um charakteristische Vertikalgradienten der Nährstoffversorgung ausweisen zu können, wurde eine statistische Gruppierung aller Standorte durchgeführt (Clusteranalyse). Dabei konnten sechs unterschiedliche Typen identifiziert werden (Abb. 34). Durchgehend sehr hohe Basensättigungen weist Typ 1 auf, der auf carbonatischen Ausgangssubstraten der Schwäbischen Alb, des Muschelkalks und Teilen des Keupers sowie auf carbonathaltigen quartären Lockersedimenten vorkommt. Mäßig hohe Basensättigungen im Oberboden und eine sehr hohe Basensättigung ab 3 bis 6cm Bodentiefe charakterisieren Standorte des Typs 2, die auf weniger carbonathaltigen Standorten benachbart zu Typ 1 vorkommen. Typ 3 ist vor allem auf carbonathaltigen Lockersedimenten zu finden und ist durch eine verstärkte Versauerung bis in 3cm Bodentiefe gekennzeichnet, wodurch in diesen Tiefen Cluster-Analyse euklidische Distanz, Methode = ward Basis: Basensättigung L+Tiefenstufen -9cm a 6 5b Verortung gekalkt a b 6 Basensättigung Abb. 34: Tiefenprofiltypen der Basensättigung resultierend aus einer Clusteranalyse (Methode = ward, euklidische Distanz) und deren räumliche Verteilung in Baden-Württemberg 32

38 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung bereits eine mäßige bis geringe Basensättigung vorherrscht. Darunter ist die Entkalkung nicht so stark fortgeschritten. Mäßig hohe bis sehr hohe Basensättigungen gewährleisten hier eine ausreichende Basenversorgung der Bestände durch Wurzelanschluss. Ist die Basenverarmung bereits bis in eine Tiefe von 6cm fortgeschritten und nur die darunterliegende Schichten sind noch basenreich, entspricht das dem Typ 4. Dieser Typ repräsentiert viele Standorte des Südwestdeutschen Alpenvorlands (entkalkte Moränen) und des Neckarlands, wo quartäre Lockersedimente und teilweise auch geschichtete Substrate zu einem starken Wechsel der Basensättigung im Tiefenverlauf führen. Starke Basenverarmung im gesamten Tiefenverlauf des Mineralbodens charakterisiert Typ 5. Die Clusteranalyse ergab hierbei eine Differenzierung in zwei Subtypen. Zum einen handelt es sich hier um Standorte mit geringen Basensättigungen im Mineralboden mit teilweise durch Kalkung erhöhten Basensättigungen in der Humusauflage (Typ 5a). Zum anderen sind dies Standorte mit durchgehend sehr geringen bis geringen Basensättigungen im Mineralboden, bei denen auch die Humusauflagen nur mäßig zur Basenversorgung beitragen können (Typ 5b). Beide Typen haben ihren Verbreitungsschwerpunkt im Schwarzwald, im Odenwald, auf quarzreichen Keupersubstraten und auf carbonatfreien bis armen Sedimenten des Südwestdeutschen Alpenvorlandes. Durch anthropogene Eingriffe in den Nährstoffhaushalt durch Kalkung entstand aus Böden des Typs 5 mit extremer Basenschwäche ein neu zu definierender Tiefenverlaufstyp mit hoher Basensättigung der Humusauflage und des mineralischen Oberbodens (Typ 6). Kalkung wurde auch bei anderen Basen-Typen (überwiegend Typ 5, z.t. auch bei Typ 4, wenn kein Wurzelanschluss an Unterboden bestand) durchgeführt, jedoch ist hierbei der Effekt im Mineralboden nicht so ausgeprägt wie bei Kalkungen auf Typ 6. Zusammenhang zwischen Basensättigung und Nadel-/Blattverlust Ein deutlicher Zusammenhang stellte sich sowohl bei der BZE1 als auch der BZE2 zwischen Nadel- /Blattverlust und dem Tiefenverlauf der Basensättigung heraus (Abb. 35). Bestände auf durchgehend basenreichen Standorten haben geringere Nadel- /Blattverluste als tiefgründig basenverarmte Standorte. So wiesen bei der BZE1 insbesondere Bäume auf den am tiefgründigsten und am stärksten versauerten Böden (Klasse 5b) die höchsten Nadel-/Blattverluste auf. Bei der BZE2 ist ebenso ein deutlicher Zusammenhang der Basenversorgung mit Nadel- /Blattverlusten erkennbar. Der zeitliche Vergleich zwischen BZE1 und BZE2 zeigt einen Anstieg der Nadel-/Blattverluste für alle Basen- Tiefenverlaufstypen an, der bei Typ 4 am stärksten ausgeprägt ist. Hierbei handelt es sich um Böden, die im Unterboden ab 6cm Bodentiefe über (noch) erhöhte Basenvorräte verfügen. In der Bodentiefe zwischen 3 und 6cm sind sie jedoch zunehmend stark basenverarmt. Es handelt sich dabei oftmals um geschichtete Böden, bei denen das überlagernde lockere (ursprünglich carbonathaltige) Ausgangssub- BZE1 BZE2 Veränderung Nadelblattverluste BZE2 - BZE1 NBV / % gekalkt zwischen BZE1 und BZE2 NBV / % NBV (6) Abb. 35: Zusammenhänge zwischen dem Basensättigungs-Tiefenverlaufstyp und den Nadel-/Blattverlusten bei BZE1, BZE2 und deren Veränderung zwischen BZE1 und BZE2 33

39 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung strat als Folge einer in die Tiefe fortschreitenden Versauerung eine Basenverarmung aufweist. Trotz landesweiter Anstiege der Basensättigungen im Oberboden findet an diesen Standorten im Unterboden noch eine Entbasung statt, was evtl. mit erhöhten Nadel-/Blattverlusten einhergeht. Bei der BZE2 wurde der Basen-Tiefenverlaufstyp 6 identifiziert, welcher durch Kalkung eine erhöhte Basenversorgung im Oberboden aufweist. Die Kalkung erfolgte dort zwischen BZE1 und BZE2, so dass diese Standorte bei der BZE1 noch den tiefgründig versauerten Standorten des Typs 5 zugeordnet waren. Für eine Abschätzung der Folgen einer Kalkung auf den Nadel- /Blattverlust der Bäume wurden diese Standorte jedoch getrennt betrachtet. Ein positiver Kalkungseffekt konnte auf diesen Standorten nicht festgestellt werden, weil die Nadel-/Blattverluste ähnlich zunahmen wie in den anderen Basensättigungs-Typen. Der langfristige Effekt der Kalkung ist jedoch positiv zu werten. An Standorten, die vor der BZE1 gekalkt wurden (n=), ist überwiegend keine Zunahme der Nadel-/Blattverluste festgestellt worden. Die Ursachen erhöhter Nadel-/Blattverluste zum Zeitpunkt der BZE2 können jedoch nicht monokausal als Folge einer veränderten Nährstoffversorgung erklärt werden. Die Tatsache, dass bei einem Großteil der Standorte die Kronenschäden zunahmen, lässt weitere Ursachen z.b. im Bereich des Wasserhaushalts der Standorte vermuten. Einfluss des Bodenwasserhaushalts auf den Waldzustand Der maßgebende Kennwert für die Bewertung des Wasserhaushalts eines Waldstandortes ist die nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (nfkwe). Hierbei handelt es sich um diejenige Wassermenge, die der Waldboden pflanzenverfügbar speichern kann. Solange dieser Speicher ausreichend gefüllt ist und durch Niederschläge wieder aufgefüllt wird, besteht keine Gefahr von Trockenstress. Fällt diese Wassermenge jedoch über längere Zeit unter einen kritischen Wert, so können pflanzenphysiologische Störungen wie Wachstumseinschränkungen, erhöhte Nadel-/Blattverluste oder im Extremfall das Absterben des Baumes eintreten. Die nfkwe wird abgestuft klassifiziert. Diesen Klassen werden die nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum nfkwe / mm BZE1 BZE2 Veränderung Nadelblattverluste BZE2 - BZE1 NBV / % NBV / % NBV Abb. 36: Nutzbare Feldkapazitäten im effektiven Wurzelraum unterteilt in nfkwe-klassen nach (AK-STANDORTS- KARTIERUNG 23) sowie Zusammenhänge zwischen der NFKWe und den Nadel-/Blattverlusten bei der BZE1 und BZE2 sowie deren Veränderung zwischen BZE1 und BZE2 34

40 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung Nadel-/Blattverluste gegenübergestellt (Abb. 36). Die Nadel-/Blattverluste zeigen bei der BZE1 eine tendenzielle Abhängigkeit von der nfkwe. Je geringer die nfkwe Werte, desto höher waren zu diesem Zeitpunkt die Blattverluste. Dies verdeutlicht, dass bei der BZE1 Trockenstress aufgrund geringer Wasserspeicherkapazitäten wahrscheinlich zu erhöhten Nadel- /Blattverlusten geführt hat. Eine Ausnahme stellen die Standorte der Klasse 6 dar, die überwiegend im Oberrheinischen Tiefland liegen und trotz sehr hoher nfkwe evtl. verstärkten Trockenstress erlitten haben, da diese Region durch ein relativ trockenes Klima geprägt ist. Zum Zeitpunkt der BZE2 liegen die Kronenverlustprozente für alle nfkwe-klassen auf deutlich höherem Niveau, wobei eine ansteigende Tendenz der Nadel-/Blattverluste bei den Klassen mit höherer Wasserspeicherkapazität zu beobachten ist. Die Ursache dieser Tendenz soll im Folgenden anhand Bodenwasserhaushaltsmodellierungen erklärt werden. Wasserhaushaltsmodelle Zur Bewertung des Zusammenhangs zwischen Nadel- /Blattverlusten und Bodenwasserhaushalt wurden Wasserhaushaltsmodellierungen durchgeführt, bei denen in täglicher Auflösung die Transpirationsleistungen und eventueller Wassermangel für die letzten Differenz Jahresdurchschnittstemperatur / C BZE2 - BZE1 Differenz jährliche Transpiration / mm BZE2 - BZE1 NBV NBV Differenz Klimatische Wasserbilanz / mm Vorjahr BZE2 - langjähriges Mittel Differenz Niederschlag / mm Vorjahr BZE2 - langjähriges Mittel Abb. 37: Signifikante Zusammenhänge zwischen Nadel-/Blattverlusten und Bilanzen der Wasserhaushaltsmodellierungen. Oben Vergleich der jeweiligen Vorjahre vor BZE1 und BZE2, unten: Vergleich des Vorjahres zur BZE2 mit dem langjährigen Mittel ( ) 35

41 Waldzustandsbericht 212 Bodenzustandserhebung Jahrzehnte abgebildet werden können. Dabei ergeben sich insbesondere für die Wasserhaushaltsparameter des Vorjahres signifikante Zusammenhänge mit den Nadel-/Blattverlusten. Fällt ein Jahr sehr trocken aus, so ergeben sich Wachstumseinschränkungen oftmals erst im Folgejahr, da über den Winter der Wasserspeicher (nfkwe) im Böden nur teilweise wieder aufgefüllt wird. Somit gibt der direkte Vergleich der Wasserhaushaltsparameter der Jahre vor der Aufnahme der BZE1 und der BZE2 mit den Nadel-/Blattverlusten der Aufnahmejahre einen Hinweis darauf, dass erhöhte Temperaturen und somit erhöhte Transpirationsleistungen im Zusammenhang mit erhöhten Nadel- /Blattverlustwerten stehen (Abb. 37). Erklären kann man das mit den im jeweiligen Vorjahr der BZE2 im Vergleich zum langjährigen Mittel geringeren Niederschlägen, was in der klimatischen Wasserbilanz KWB (Niederschlag Evapotranspiration) zu negativen Werten und somit zu Wassermangelsituationen führt. Dieser Effekt ist im Bereich der höheren nfkwe- Klassen besonders deutlich (vergleiche insbesondere Klasse 4 in Abbildung 36), da hier der Niederschlagsmangel stärker und die Transpirationsleistung gleichzeitig höher war als an den anderen Standorten (nicht dargestellt). Das resultiert in einer deutlich negativen klimatischen Wasserbilanz. Je stärker dieser dargestellte Wassermangel (=negative KWB) ausgeprägt ist, umso höher fallen die Nadel- /Blattverluste aus. 36

42 Waldzustandsbericht 212 Witterung 5 WITTERUNG Die Witterungsverhältnisse in Baden-Württemberg waren für das zweite Halbjahr 211 bis zum Abschluss der Waldschadensinventur im August 212 insgesamt zu mild und zu trocken. Nach der Vegetationszeit des Jahres 211 setzte sich Ende Oktober landesweit sonniges und trockenes Wetter durch. Der November 211 war der trockenste November seit Beginn der Wetteraufzeichnungen im Jahre 1881 (DWD 211). Im Landesdurchschnitt lag der November-Niederschlag 98 Prozent unter dem langjährigen Mittel der klimatologischen Referenzperiode (Abb. 38). In den Monaten Dezember 211 und Januar 212 fielen wieder deutlich überdurchschnittlich hohe Niederschläge bei gegenüber dem Mittel erhöhten Temperaturen. Dagegen war der Februar 212 geprägt durch tiefe Temperaturen und wenig Niederschlag. Erst gegen Ende Februar stiegen die Temperaturen wieder an und erreichten in den wärmeren Landesteilen zweistellige Plusgrade. Deutlich zu warm und zu trocken war der März. Im Vergleich zur langjährigen Referenzperiode lag die Temperatur 3,2 C über, und der Niederschlag um 66% unter dem Mittelwert. Der April brachte wechselhaftes, kühles Wetter mit etwas mehr Niederschlägen, während der Mai deutlich zu warm und leicht Die klimatologische Referenzperiode umfasst in der Regel 3 Jahre, damit die statistischen Kenngrößen der verschiedenen klimatologischen Parameter mit befriedigender Genauigkeit und Sicherheit bestimmt werden können. Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat als zurzeit gültige internationale klimatologische Referenzperiode den Zeitraum festgelegt. zu trocken war. Mitte Mai führten lokale Frostereignisse regional zu erheblichen Spätfrostschäden an Pflanzen. Die Sommermonate Juni und Juli waren bei leicht überdurchschnittlichen Niederschlägen insgesamt etwas zu warm. Die Temperaturwerte im August lagen wieder deutlich über dem langjährigen Mittel. Durch wiederholt durchziehende Tiefausläufer mit Schauern und z.t. Starkregen blieb allerdings eine anhaltende sommerliche Trockenperiode aus, so dass in den Baumkronen weniger Trockenschäden beobachtet wurden. Zudem wurde durch den verstärkten Regen im Sommer die Borkenkäferentwicklung gebremst. Niederschlags- und Temperaturabweichung Niederschlags-Abweichung [%] Baden-Württemberg Temperatur-Abweichung [ C] Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Quelle: DWD Niederschlags-Abweichung in % Temperatur-Abweichung in C Abb. 38: Niederschlags- und Temperaturabweichung vom langjährigen Mittel, Baden-Württemberg 37

43 Waldzustandsbericht 212 Waldschutzsituation 6 WALDSCHUTZSITUATION Die Waldschutzsituation in Baden-Württemberg stellte sich im Jahr 211 relativ entspannt dar. Für das Jahr 212 zeichnet sich insgesamt eine Fortsetzung dieser Entwicklung ab. Im Jahr 211 betrug der Anteil der zufälligen Nutzungen (ZN) am Jahreseinschlag im Gesamtwald von Baden-Württemberg (Abb. 39) lediglich 5% (371. Fm), womit sich der geringste Wert seit dem Jahr 1986 einstellte. Davon fielen 34% als Sturm -, 3% als Insekten -, 14% als Dürr - und 8% als Schneebruchholz an. Im Jahr 212 ist von einer Zunahme bei den durch Sturm und durch Pilze (v.a. Eschentriebsterben) bedingten Nutzungen auszugehen. Abiotische Schadursachen Der Witterungsverlauf der Jahre 211 und 212 beeinträchtigte das Wachstum und die Vitalität der Waldbäume insgesamt nur geringfügig. Während heftige Winterstürme in den zurückliegenden beiden Jahren ausblieben, führten v.a. die Ende Juni 212 mehrfach in Gewitterfronten gebildeten Superzellen zu erheblichen Sturmholzmengen (z.b. im Landkreis Freudenstadt: ca. 25. Fm). Die geringste Sturmholzmenge innerhalb der letzten 5 Jahre war mit 125. Fm im Jahr 211 zu verzeichnen. Dagegen hat sich die durch Schneebruch verursachte Holznutzung im Jahr 211 mit 3. Fm gegenüber dem Vorjahr beinahe verdreifacht (2: 11. Fm). Ein Anstieg im Jahr 211 wurde mit 51. Fm auch beim Dürrholz registriert. Größere Mengen Dürrholz fielen bei Fichte (.8 Fm), Buche (.7 Fm), Kiefer (8.6 Fm), Tanne (7.6 Fm) und Eiche (4.4 Fm) an. Die Waldfläche mit Trockenschäden nahm 211 deutlich zu. Vor allem bei der Kiefer stieg die Fläche auf 2.91 ha an, aber auch bei Buche (825 ha), Fichte (245 ha), Eiche (15 ha), Tanne (126 ha) und Douglasie (6 ha) wurden Trockenschäden festgestellt. Besonders die nördliche Oberrheinebene und die östlichen Landesteile waren von diesen Trockenschäden betroffen. Sowohl im Jahr 211 als auch im Jahr 212 fiel die Frühjahrswitterung (Monate März bis Mai) in der Statistik jeweils zu trocken aus. Ebenfalls in beiden Jahren führten Nachtfröste im Mai z.t. zu erheblichen Frostschäden, v.a. an jüngeren, Anteil am Holzeinschlag in % Abb. 39: Anteil zufälliger Nutzung am Holzeinschlag (Gesamtwald Baden-Württemberg) 38

44 Waldzustandsbericht 212 Waldschutzsituation Tabelle 4: Beobachtete Schadensursachen an den Bäumen der Waldschadensinventur 212. Angaben in Prozent aller aufgenommen Bäume einer Baumart Baumart Buchdrucker Springrüssler Eichen- Schadgesellschaft Eschentriebsterben Fällschäden am Stamm Harzfluss aus dem Stamm Hexenbesen Kronenbruch Mehltau Mistel Rückeschaden Schälschaden durch Wild Spätfrostschaden Stammkrebs Teerfleckenkrankheit Fichte,1,6,3 9,6 11,9,6 2,3,1, Tanne 5,3,1 5,8 3, 21,8 11,3 1,1 2,9 1, Douglasie 4,4 1,8,9,9 Kiefer 7,9 1,6 2, 5,9,3 Lärche 3,6 4,8 4,8 snh 2,5 2,5 Eiche 23,5 3,3,6 12,9,2 5,6,2 Buche 2,2,1 7,5 1,5,1,1 8,1,2 2,8,1 Bergahorn 15,3 5,9 6,4 1,5 4,5 1, 14,9 Esche 3, 5,9 16,9 5,9 1,5 5,6,9,3 slh 6,6 17,4 3,4 1, 1, 2,6,2,4 bereits ausgetriebenen Laub- und Nadelbäumen. Ein Beleg dafür ergibt sich ebenfalls aus den Ergebnissen der Terrestrischen Waldschadensinventur (TWI) des Jahres 212 (Tab. 4). Biotische Schadursachen Die durch Borkenkäfer (meist Buchdrucker- und Kupferstecher) verursachte Käferholzmenge belief sich im Jahr 211 auf 86. Fm und war damit deutlich geringer als im Jahr 2 (117.2 Fm). Dieser Trend deutet sich auch für das Jahr 212 an, da der Schwärmflug der Borkenkäfer vergleichsweise spät einsetzte und die sich aus dem Monitoring ergebenden Fangsummen wiederholt rückläufig sind. Ein Grund für die anhaltend entspannte Situation bei den Borkenkäfern ist die relativ feuchte und insgesamt nicht überdurchschnittlich warme Sommerwitterung der letzten Jahre. Hierdurch wurde auch die zunächst teilweise aufgrund warm-trockener Frühjahrswitterung begünstigte Käferentwicklung limitiert. Die Situation der sich in den zurückliegenden Jahren als bedrohlich darstellenden Komplexkrankheit Tannen-Rindennekrose in v.a. 4 bis 8-jährigen Baumhölzern hat sich in den Jahren 211 und 212 etwas entspannt. Eine Bedeutungsabnahme lässt sich somit auch für die Faktoren der Krankheitskette im Einzelnen, d.h. für die Tannen-Stammlaus, den Neonectria-Rindenpilz, den Weißtannenrüssler sowie verschiedene an der Tanne auftretende Borkenkäfer- Arten, konstatieren. Die primär durch die Tannen- Stammlaus geschädigte Fläche reduzierte sich von 591 ha im Jahr 2 auf 499 ha im Jahr 211. Dagegen nimmt das Ausmaß der durch die Tannen- Trieblaus verursachten Schäden (Abb. 4) weiterhin an Bedeutung zu. Im Jahr 211 ergab sich eine Verdoppelung der Befallsfläche gegenüber dem Vorjahr. Dieser Trend setzte sich auch im Jahr 212 fort. Ein fortlaufendes Problem bei der Tanne stellt der Pilz Melampsorella caryophyllacearum dar, welcher einerseits zu Hexenbesen im Kronenbereich führt, die auch im Rahmen der TWI erfasst werden (Tab. 4) sowie andererseits Krebswunden und Verdickungen ( Rädertanne ) im Stammbereich auslöst. Die geschädigte Fläche wurde im Jahr 211 auf 689 ha beziffert. Die Tannenmistel-Befallsfläche nimmt im Jahr 211 mit 699 ha eine ähnliche Größenordnung ein. Das auffallend häufige Vorkommen der Tannen- 39

45 Waldzustandsbericht 212 Waldschutzsituation Mistel wird ebenfalls durch die TWI des Jahres 212 bestätigt (Tab. 4). Während sich im Jahr 211 die durch den Blattfraß der Raupen des Eichenwicklers sowie der Großen und Kleinen Frostspanner verursachte Schadfläche rückläufig entwickelte (42 ha), zeichnete sich für das Jahr 212 bereits anhand der Monitoring-Prognose eine Zunahme der Aktivität bei den Frostspannern insbesondere in der südlichen Oberrheinebene ab. Eine konforme Einschätzung ergibt sich wiederum aus den Ergebnissen der TWI des Jahres 212. Dort wurden in größerem Ausmaß sowohl Schäden durch die Raupen der Eichenschadgesellschaft als auch durch den Eichenmehltau festgestellt. Zu örtlich erheblichem Blattfraß kam es im Jahr 211 auch durch Raupen des Schwammspinners (gemeldete Schadfläche insgesamt: 424 ha). Infolge der aktuell zunehmenden Bedeutung bei den blattfressenden Eichen- Schädlingen erhöht sich erwartungsgemäß auch das durch den Eichenprachtkäfer hervorgerufene Schadausmaß (211: 283 ha). Die Befallsfläche des besonders für die menschliche Gesundheit bedeutsamen Eichenprozessionsspinners, der seit etwa Mitte der 199er Jahre in Baden- Württemberg verstärkt auftritt und in den letzten Jahren zu einem Dauerproblem geworden ist, wurde für das Jahr 211 mit 543 ha beziffert. Im Jahr 212 stellte sich die Raupen- und Falteraktivität erstmals wieder etwas entspannter dar, wofür möglicherweise ungünstige Witterungsbedingungen während des Blattaustriebes der Eichen verantwortlich sind. In den Hardtwäldern Nordbadens werden nach wie vor teilweise beträchtliche Schäden durch Maikäfer- Engerlinge an jungen Laub- und Nadelbäumen festgestellt. Das Befallsgebiet des Waldmaikäfers in der Oberrheinebene zwischen Baden-Baden und Mannheim umfasst aktuell ca. 25. ha Waldfläche. Im Jahr 211 erfolgte der Flug des Südstammes zwischen Rastatt und Graben-Neudorf. Aufgrund eines Pflanzenschutzmitteleinsatzes im Jahr 27 zeigte sich die Flugaktivität dort vergleichsweise gering. Hingegen stellt sich die Situation bezüglich des Nordstammes teils in anderer Weise dar. Nachdem bereits aufgrund des im Winter 211/212 stattgefundenen Monitorings für das folgende Frühjahr ein örtlich starker Flug der adulten Waldmaikäfer prognostiziert wurde, kam es im April und Mai des Jahres 212 zu einem erheblichen Flugereignis auf ca ha in den Waldbeständen der Stadt- und Landkreise Karlsruhe sowie des Rhein- Neckar-Kreises. In der Nähe des Flughafens Karlsruhe/Baden-Baden ist auf einer Waldfläche von ca. 1. ha auch ein gravierender Flug des Feldmaikäfers aufgetreten. Sowohl beim Wald- als auch beim Feldmaikäfer erfolgte eine ungehinderte Eiablage der Käfer in den Waldboden, so dass in den betroffenen Gebieten in den nächsten Jahren weiter mit hohen Larvendichten und teils beträchtlichen Schäden am Jungwuchs zu rechnen ist. Bei der Buche war im Jahr 211 ein sprunghafter Anstieg der Komplexkrankheit Buchen- Rindennekrose auffällig (insgesamt 574 ha). Besonders deutlich erwiesen sich die Schäden im Rems-Murr-Kreis. Die Buchen-Komplexkrankheit wird v.a. durch extreme Witterungsereignisse bzw. 4

46 Waldzustandsbericht 212 Waldschutzsituation besondere Witterungskonstellationen in Verbindung mit einem intensiven Auftreten der Buchenwollschildlaus ausgelöst. Ebenfalls durch die Erhebungen der TWI 212 bestätigt und bezüglich des allgemeinen Gesundheitszustandes der Baumart alarmierend, stellt sich die Situation bei der Esche dar. Verursacher des seit dem Jahr 29 in Baden-Württemberg beobachteten und inzwischen landesweit, aber mit einem Schwerpunkt in der Oberrheinebene auftretenden Eschentriebsterbens ist der pathogene Schlauchpilz Hymenoscyphus pseudoalbidus, der nach einer Blattinfektion vom vorjährigen Falllaub aus die unverholzten Triebe und jüngeren Zweige besonders bei jüngeren Bäumen, grundsätzlich aber bei Eschen jeden Alters erheblich zu schädigen vermag. Für das Jahr 211 ergab sich eine Verdoppelung der Schadfläche auf insgesamt ha im Vergleich zum Vorjahr. Auf den bereits eingetretenen Schaden bei älteren Eschen weißt ein gravierender Anstieg der Zufälligen Nutzungen hin. Im Jahr 212 führte die wachstumsfördernde Witterung zu einer vorübergehenden Verbesserung des Belaubungszustandes bei der Esche (Abb. 41). Grundsätzlich förderte die eher feuchte Sommerwitterung des Jahres 212 das Wachstum und die Ausbreitung von Erregern diverser Blatt- und Nadelkrankheiten. Dieser Zusammenhang wird auch am Beispiel des auffälligen Auftretens der Teerfleckenkrankheit am Bergahorn deutlich (Tab. 4). 41

47 Waldzustandsbericht 212 Stoffeinträge 7 STOFFEINTRÄGE Die Schadstoffeinträge in die Wälder Baden- Württembergs konnten in den letzten beiden Jahrzehnten dank einer konsequenten Luftreinhaltepolitik deutlich gesenkt werden. Insbesondere der deutliche Rückgang der Schwefeleinträge durch den Einsatz von Rauchgasentschwefelungsanlagen in der Großindustrie und die Verwendung von schwefelärmeren Brennstoffen führten zu einem deutlich geminderten Gesamtsäureeintrag in die Wälder. Derzeit liegt der jährliche Gesamtsäureeintrag bei,81 kmol c pro Hektar Waldfläche und damit weit unterhalb der Spitzenwerte Ende der 198er Jahre (Abb. 42). Die Säureeinträge setzten sich aus Sulfat (SO 4), Nitrat (NO 3), Chlorid (Cl) und Ammonium (NH 4) zusammen. Die Depositionen von Sulfat und Nitrat stammen überwiegend aus der Verbrennung fossiler Energieträger, die von Chlorid aus der Verbrennung von Kunststoffen. Dagegen werden die anthropogenen Ammoniumeinträge zum überwiegenden Teil durch Intensivtierhaltung (Geflügel-, Rinder- und Schweinehaltung) freigesetzt. Im zeitlichen Verlauf nimmt die Belastung durch alle gemessenen Säurekomponenten deutlich ab, wobei die Reduktion von Sulfatschwefel am stärksten ausfällt (Abb. 43). Die Schadstoffeinträge in die Wälder sind gegenüber dem Freiland im Mittel etwa zwei bis dreimal so hoch. Wälder filtern mit ihrer großen Blatt- und Nadeloberfläche Schadstoffe sowie Feinstäube aus der Luft und lagern diese ab. Wälder leisten somit einen großen Beitrag zur Luftreinhaltung, die mit einer deutlich erhöhten Schadstoffbelastung in den Wäldern verbunden ist. Bodenversauerung In den letzten Jahrzehnten führte der erhöhte Säureeintrag in die Wälder zu einer deutlichen Veränderung der Waldböden. Die anthropogen eingetragenen Luftschadstoffe ( Saurer Regen ) lösen eine Bodenversauerung aus, die die Funktion der Waldböden in weiten Teilen Baden-Württembergs massiv beeinträchtigt. Eine starke Versauerung des Bodens bewirkt zum einen, dass wichtige Nährstoffe verlagert bzw. ausgewaschen werden und somit für das 5, Gesamtsäure 4, 3, kmolc/ha/a 2, 1,, Anzahl der Messstationen pro Jahr , Abb. 42: Entwicklung der Gesamtsäureeinträge auf den Depositionsmessstationen Baden-Württembergs (Mittelwerte aller Stationen, innerhalb Waldbeständen) 42

48 Waldzustandsbericht 212 Stoffeinträge 4, SO4 Freifläche 4, SO4 Bestand 3, 3, kmolc/ha/a 2, kmolc/ha/a 2, 1, 1,, , NH4 Freifläche NH4 Bestand 2, 2, kmolc/ha/a 1, kmolc/ha/a 1,, , NO3 Freifläche NO3 Bestand 2, 2, kmolc/ha/a 1, kmolc/ha/a 1,, , ,4 CL Freifläche 1,4 CL Bestand 1,2 1,2 1, 1, kmolc/ha/a,8,6,4 kmolc/ha/a,8,6,4,2,2, , Abb. 43: Entwicklung der einzelnen Säurebildner auf den Depositionsmessstationen Baden-Württembergs (Mittelwerte aller Stationen) 43

49 Waldzustandsbericht 212 Stoffeinträge Pflanzenwachstum nicht mehr in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Zum anderen werden toxische Aluminiumionen freigesetzt, die die Feinwurzeln der Pflanzen schädigen. Zusätzlich wird durch eine starke Versauerung die Filter- und Pufferfunktion der Waldböden langfristig gestört, was sich negativ auf die Trinkwasservorsorge auswirken kann. Regionale Verteilung der Stoffeinträge Die räumliche Verteilung der Gesamtsäureeinträge in Baden-Württemberg zeigt eine erhöhte Deposition entlang des Schwarzwaldwestkammes und des westlichen Odenwalds (Abb. 44). Die höchsten Eintragswerte mit 1,3 bzw. 1,7 kmol c/ha/jahr werden in Fichtenbeständen an den Stationen Heidelberg bzw. Blauen erreicht. Demgegenüber sind die Säureeinträge auf der windabgewandten Seite des Schwarzwaldes, wie z.b. in Löffingen oder Rosenfeld, deutlich geringer. Der Durchschnitt der Gesamtsäurebelastung im Wald liegt über alle Stationen hinweg bei,9 kmol c/ha/jahr. Der Vergleich der Eintragsraten zwischen benachbarten Fichten- und Buchenbeständen zeigt einen um ca. 3 Prozent höheren Säureeintrag auf Fichtenflächen. Fichtenbestände filtern durch ihre ganzjährige Benadelung und ihrer größeren Nadeloberfläche mehr Schadstoffe aus der Luft als dies sommergrüne Laubwälder vermögen. In der räumlichen Verteilung der Stickstoffeinträge in Baden-Württemberg zeigen sich mit Ausnahme der Stationen Hockenheim und Brunnenholzried lediglich im Windschatten des Schwarzwaldes niedrige Depositionsraten. Im stark landwirtschaftlich geprägten Ostteil des Landes ist der Ammoniumanteil meist höher als in den übrigen Landesteilen. Hingegen ist vor allem im Schwarzwald ein höherer Nitratanteil festzustellen, der hauptsächlich dem Individualverkehr zurechenbar ist. Mit Werten bis zu 39,8 kg/ha/jahr und durchschnittlich 22,4 kg/ha/jahr liegen die Stickstoffeinträge in die Wälder Baden-Württembergs landesweit weiterhin auf einem hohen Niveau (Abb. 44). Abb. 44: Räumliche Verteilung der Depositionen 211 in Baden-Württemberg: Gesamtsäureeintrag (links), Stickstoffeintrag (rechts) 44

50 Waldzustandsbericht 212 Stoffeinträge Ozonbelastung der Wälder Ozon ist ein stark oxidierendes, farbloses Gas, das von Natur aus in der oberen Erdatmosphäre vorkommt. Unnatürlich hohe Ozonkonzentrationen in Bodennähe entstehen aus der Reaktion von Stickoxiden und flüchtigen Kohlenwasserstoffen, die vornehmlich aus Autoabgasen und Industrieemissionen stammen. Voraussetzung für die Entstehung hoher Ozonkonzentrationen ist eine ausreichende Energiezufuhr durch Sonnenlicht. Daher ist die Ozonbelastung in den Sommermonaten deutlich höher als in den Wintermonaten, weil trotz hoher Konzentration der Vorläufersubstanzen nur wenig Ozon gebildet wird. Der AOT 4 (Accumulated Ozone Exposure over a threshold of 4 Parts Per Billion) ist ein Dosismaß zur Bewertung der ökotoxikologischen Wirkung von Ozon auf die Vegetation. Er wird als Summe der Differenzen zwischen der stündlichen Ozonkonzentration und 4 ppb für Tageslichtstunden ( Uhr) während der Vegetationsperiode kalkuliert. Der Zielwert zum Schutz der Vegetation entspricht 18. µg/m 3 /h. Besonders hohe Ozonkonzentrationen können sich in Sommermonaten mit anhaltenden Schönwetterperioden und hohen Temperaturen anreichern. So wurden landesweit in den Sommermonaten der Jahre (ug/m3)/h Abb. 45: AOT4-Wert (Mai-Juni) Schwarzwald-Süd. Der Zielwert von 18. µg/m 3 /h zum Schutz der Vegetation ist eingezeichnet (LUBW 212). und 26 sehr hohe Ozonkonzentrationen von über 32. µg/m 3 /h gemessen (Abb. 45). Ozon ist ein äußerst reaktives Gas. In hohen Konzentrationen wirkt es belastend für Mensch und Umwelt. In Pflanzen wirkt Ozon als Zellgift, indem es für die Photosynthese wichtige Zellen zerstört (Abb. 46). In das Blattinnere gelangt das Gas durch die Spaltöffnungen der Blätter und Nadeln. Es schädigt nachhaltig Zellen des Palisadenparenchyms und behindert wichtige Stoffwechselfunktionen der Pflanzen (WSL 28). Eine starke Ozonbelastung äußert sich bei Pflanzen als charakteristisches Schadsymptom an Nadeln bzw. Blättern. Auf der Blattoberseite bilden sich zwischen den Blattnerven punktförmige, chlorotische Flecken ( stippling ), die bei stärkerer Schädigung zu flächigen Nekrosen zusammenwachsen können (Abb. 47). Hiervon sind weder die Zellen der Blattnerven noch die Blattunterseite betroffen. Im Rahmen des europäischen FutMon-Programms wurden im Jahr 212 im Bereich von fünf Level II Flächen Untersuchungen zur Bestimmung von sichtbaren Ozonschäden durchgeführt. Hierzu wurden an lichtexponierten Standor- 45

51 Waldzustandsbericht 212 Stoffeinträge Abb. 47: Äußerlich sichtbarer Ozonschaden an einem Buchenzweig ten Nadeln und Blätter junger Bäume und Sträucher untersucht. Auf den Versuchsflächen in Altensteig, Esslingen, Heidelberg und Conventwald/Kirchzarten wurden sichtbare Ozonschäden an jungen Buchenblättern festgestellt. Lediglich im Bereich der Versuchsfläche Ochsenhausen waren im Jahr 212 keine Schädigungen durch Ozon sichtbar. Zusätzlich wurden im Rahmen der Ernährungsinventur 212 an Laubholzpunkten des 16x16 km-netzes (EU- Netz) in Baden-Württemberg Untersuchungen im Hinblick auf Ozonschäden durchgeführt. An insgesamt 26 Stichprobenpunkten des Level I Netzes konnten somit Blatt- und Nadelproben von herrschenden Bäumen untersucht werden. Auch hier erwies sich wieder die Buche als eine Baumart, die sensitiv auf höhere Ozonkonzentrationen reagiert. An über der Hälfte aller untersuchten Stichprobenpunkte wiesen Buchenblätter merkliche Ozonschäden auf. An anderen Baumarten wurden keine sichtbaren Schäden durch Ozon festgestellt. 46

52 Waldzustandsbericht 212 Ernährungsinventur 8 ERGEBNISSE DER ERNÄHRUNGSINVENTUR In der Vergangenheit wurde die Entwicklung der Waldernährung vorwiegend vor dem Hintergrund einer durch hohe Stoffeinträge verursachten, tiefreichenden Bodenversauerung diskutiert, die zu einem Verlust an verfügbaren Nährstoffvorräten in den Waldböden geführt hat. Visueller Beleg hierfür waren die ehemals landesweit verbreiteten und durch Magnesiummangel ausgelösten lagenvergilbungen (Abb. 49). Heute stellt sich zudem die Frage, wie sich die Folgen des Klimawandels auf Nährstoffkreisläufe und Nährstoffpools auswirken. Hierbei sind in den Wuchsregionen Baden-Württembergs bedingt durch deren geologische und klimatische Ausgangsbedingungen unterschiedliche Reaktionsmuster zu erwarten. Auch die Waldbewirtschaftung unterliegt einem Wandel, der sich auf die Nährstoffkreisläufe auswirkt. So werden bei vollmechanisierter Holzernte nährstoffreiches Kronenrest- und Astholz auf der Rückegasse konzentriert; eine Rückführung der Nährstoffe in den Bestand findet nicht statt. In gleicher Richtung wirkt die Nutzung von Kronenrestholz zur Substitution fossiler Energiequellen (Abb. 48). Beide Faktoren belasten die Nährstoffbilanz der Waldbestände über den bisherigen Umfang hinaus. Die erste Ernährungsinventur für die Nadelbaumarten Fichte und Tanne wurde im Jahr 1983 an insgesamt 888 Messnetzpunkten des 4x4 km- Netzes der Terrestrischen Waldschadensinventur (TWI) durchgeführt. In einem fünfjährigen Wiederholungsturnus wurden die weiteren Inventuren 1983, 1988 und 1994 auf demselben Rasterstichprobennetz durchgeführt. Im Jahr 21 wurde erstmals die Baumart Buche in die Inventur einbezogen. Im Zuge der ersten Wiederholung der Bodenzustandserfassung (BZE), deren Außenaufnahmen im Zeitraum 26 bis 28 erfolgten, wurden Nadelproben (26) und Blattproben (27) an Stichprobenpunkten des weitmaschigeren 8x8 km-netz der BZE gewonnen. Für die aktuelle Ernährungsinventur sind die Laboranalysen für die an 178 Messnetzpunkten im Jahr 211 erfassten Nadelproben abgeschlossen; die Blattproben der diesjährigen Erfassung an 4 Messnetzpunkten werden derzeit aufbereitet und analysiert. 47

53 Waldzustandsbericht 212 Ernährungsinventur Die Nährelementgehalte der Waldbäume können als Indikatoren für die Bewertung der aktuellen Verfügbarkeit von Nährstoffpools genutzt werden. Wie wichtig langfristige Zeitreihen für valide Trendaussagen sind, zeigen die Ergebnisse der Nadelinventur aus dem Jahr 26. Entgegen dem langfristigen Trend der Nadelspiegelwerte wurde bei der Inventur des Jahres 26 für die basischen Nährelementkationen (Calcium, Magnesium und Kalium) aber auch für Phosphor, Stickstoff und Schwefel ein überproportionaler Anstieg der Gehalte in den ersten Nadeljahrgängen von Fichte und Tanne festgestellt. Diese Verbesserung der Nährelementversorgung konnte jedoch für das Kollektiv der im Folgejahr untersuchten Laubbäume nicht bestätigt werden. Buchen und Eichen zeigten sogar abnehmende Blattspiegelwerte. Die beobachteten Anstiege der Nährelementgehalte der Nadelbaumarten wurden als Spätfolge des Trockenjahres 23 interpretiert (MEINING et al. 28). Dieser Interpretation lag die Hypothese einer verstärkten Freisetzung von Nährstoffen aus organischer Substanz zu Grunde. In den Folgejahren mit günstigerer Wasserhaushaltssituation trat offensichtlich eine verstärkte Mineralisierung von in den Humusauflagen akkumulierter organischer Substanz auf. Die unterschiedliche Reaktion von Laubund Nadelbäumen wurde mit der Ausbildung ungünstigerer Auflagehumusformen in Nadelholzbeständen und damit der Speicherung von Nährstoffen in labilen organischen Bindungsformen erklärt. Aufgrund geringer Humusmächtigkeiten muss in Laubbaumbeständen die Nährelementaufnahme aus dem Nährstoffpool des Mineralbodens erfolgen. Dieser ist weniger von Witterungsextremen, sondern vielmehr von den in mittleren und tieferen Bodenschichten vorherrschenden bodenchemischen Randbedingungen abhängig. Ausgehend von dieser Hypothese stellt sich die Frage nach der zeitlichen Reichweite dieser auf extreme Trockenjahre zurückzuführende Folgewirkungen. Sind die Effekte in der Zwischenzeit weitestgehend abgeklungen und trat ein Zurückpendeln der Nährstoffgehalte in den Trend der früheren Inventurergebnisse ein oder kann doch eine längerfristige Abweichung von diesem Trend beobachtet werden? Im Folgenden werden die Ergebnisse für die Fichte vorgestellt, da für diese Baumart das umfangreichste Datenmaterial und vollständige Zeitreihen über fast drei Jahrzehnte vorliegen. Da im Wuchsgebiet Oberrheinische Tiefebene ab 26 keine Fichten mehr untersucht wurden, ist diese Region in den nach Wuchsregionen differenzierten Darstellungen für die Baumart Fichte nicht mehr berücksichtigt. Aufgrund der geringen Anzahl an Messnetzpunkten in den Wuchsgebieten Odenwald und Baar-Wutach werden diese aufgrund ihrer naturräumlichen Vergleichbarkeit mit den Regionen Schwarzwald bzw. Neckarland gemeinsam dargestellt. Für die Trenddarstellung in den Wuchsgebieten wurden der erste und fünfte Nadeljahrgang ausgewählt. Die für den überwiegenden Teil der betrachteten Nährstoffe altersabhängigen Grenzwerte verdeutlichen die im Bedarfsfall erfolgende Nährelementtranslokation von den älteren in die jüngeren Nadeljahrgänge. Aus diesem Grund sind im jüngsten Nadeljahrgang eher Reaktionen auf kurzfristige Schwankungen in der Nährelementverfügbarkeit zu erwarten, während sich in den Zeitreihen der älteren Nadeljahrgänge längerfristige Trends und chronische situationen widerspiegeln. 48