WaldFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Wissenswertes

Die Artikel der Rubrik "Wissenswertes" bieten einen kompakten Überblick zu ausgewählten Inhalten des Themenkomplexes Wald mit Grundwissen und weiterführenden Informationen sowie neuen Erkenntnissen aus den geförderten Projekten.

Waldboden

Parabraunerde, Rohhumus, Ortsteinschicht - Wissenschaftler und Forstleute haben viele Ausdrücke um den Waldboden und die Bodenbildungsprozesse genau zu beschreiben. Kein Wunder, ist der Boden wortwörtlich die Grundlage des ober- und unterirdischen Lebens im Ökosystem Wald und damit vieler ökologischer Funktionen.

Sie speichern Wasser, filtern Schadstoffe aus Einträgen und sind Kohlenstofflager - Waldböden erfüllen viele wichtige Ökosystemleistungen. Auch als Lebensraum für unzählige Organismen und als Grundlage der Vegetation spielen sie eine entscheidende Rolle. Daher richtet sich der Blick der Forstleute auch stetig auf den Boden, um Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit eines Waldstandortes abschätzen zu können. Schließlich hängen davon zukunftsrelevante Entscheidungen, wie z. B. die Baumartenwahl, ab. Veränderungen des Waldbodens haben nicht nur auf den Waldbau weitreichende Auswirkungen, sondern auch auf das ganze Ökosystem Wald.

Wie bildet sich Waldboden?

Der Boden reicht vom Ausgangsgestein, wie z. B. Buntsandstein oder Muschelkalk, über den Mineralboden bis zur Bodenoberfläche. Er kann wenige Zentimeter bis mehrere Meter Tiefe umfassen. Die heutigen Waldböden sind das Ergebnis einer über Jahrtausende andauernden natürlichen Entwicklung durch die Verwitterung des Ausgangsgesteins sowie der Zersetzung von totem organischen Material unter der Mitwirkung von Bodenorganismen. Diese Bodenbildungsprozesse sind ebenfalls von verschiedenen Standortsfaktoren wie Klima oder dem Relief abhängig. Auch anthropogene Beeinflussung spielt bei der Bodenentwicklung eine Rolle. Durch die Bodennutzung und Schadstoffeinträge verändert der Mensch die Beschaffenheit der Waldböden. Im Gegensatz zu landwirtschaftlich genutzten Flächen werden Waldböden nur in Ausnahmefällen bearbeitet.

Die Schichten des Waldbodens

Durch die Bodenbildungsprozesse (Pedogenese) entstehen verschiedene Horizonte, die viel über die Entwicklung und den Zustand der Böden aussagen. Je nach Tiefe differenzieren sich diese sogenannten Bodenhorizonte in Farbe, Struktur und Bestandteile. Sie lassen sich grob in organische Auflagehorizonte (über der Bodenoberfläche) und Mineralboden (unter der Bodenoberfläche) unterscheiden. Ganz unten befindet sich das Ausgangsgestein.

Vereinfach lässt sich sagen: Je tiefer der Horizont, aus desto weniger organischem Material und aus desto mehr mineralischem Material besteht er.

Bodenzustandserhebung als wissenschaftliche Grundlage

Der Zustand und die Veränderungen im Waldboden werden bundesweit etwa alle 15 Jahre durch die Bodenzustandserhebung (BZE) wissenschaftlich erfasst. Bei der BZE werden chemische und physikalische Eigenschaften anhand von rund 2.000 Stichprobenpunkte untersucht, um fundierte Aussagen zur Waldgesundheit treffen zu können. So können gegebenenfalls Gegenmaßnahmen zum Schutz der Böden ergriffen werden.

BZE                             

VerantwortlichMesszeitraumVeröffentlichung der Ergebnisse
BZE IBundesländer erheben die Daten
Thünen-Institut für Waldkökosysteme koordiniert BZE & wertet die Daten bundesweit aus.
1989 - 19921996
BZE II2006 - 20082016
BZE III2022 - 20242028

Bodenverbesserung durch Kalkung

Eine dieser Maßnahmen war nach der ersten BZE die Bodenschutzkalkung von ausgewählten Waldstandorten, nachdem zu hohe Säuregehalte durch Schwefel- und Stickstoffeinträge gemessen wurden. Diese Maßnahme hat dazu beigetragen, dass der pH-Wert und auch die Nährstoffverfügbarkeit zur zweiten BZE auf gekalkten Flächen stärker zugenommen hat als auf ungekalkten Böden. Welchen Einfluss die Bodenschutzkalkung darüber hinaus auf den Waldboden hatte, untersuchte das Verbundvorhaben „Kalko“. Wissenschaftler mehrerer Forschungseinrichtungen nahmen physikalische und chemische Kenngrößen, darunter die Bodenstruktur, Nährstoffverfügbarkeit sowie die Kohlenstoffspeicherung, gekalkter und nicht gekalkter Standorte genau unter die Lupe. Forschungsgegenstand war die Frage, an welchen Standorten eine Kalkung von Waldböden erforderlich ist und zur Bodenverbesserung beiträgt.

Waldboden als Wasserspeichersystem

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und der damit einhergehenden Trockenheit in der Vegetationsperiode rücken zunehmend die Wasserspeicherkapazitäten des Waldbodens in den Fokus der Forschung, Waldbewirtschaftung und Öffentlichkeit.

Um Wasserverfügbarkeit und damit die Dürrerisiken auf Waldstandorten besser abschätzen zu können, entwickeln die Waldklimafonds-Projekte „WHH-KW“ und „TroWaK“ hochauflösende Wasserhaushaltsmodelle. Insbesondere durch die Modelle von TroWaK soll das Risiko von biotischen und abiotische Folgeschäden in trockenheitsbeeinflussten Wäldern abgeleitet und damit der Waldschutz unterstützt werden.

Klimaschutzleistung der Böden

Die BZE II zeigt, dass die Kohlenstoffspeicherung in Waldböden durch die Standortverhältnisse wie z. B. der Geologie und der Baumartenwahl beeinflusst wird.

Welchen Einfluss weitere Faktoren auf die Kohlenstoffspeicherung im Waldboden haben, untersuchen die Projekte TotC und BENEATH. Die Messungen bei BENEATH wiesen in einem ersten Zwischenergebnis einen deutlichen Unterschied der Verteilung der Kohlenstoffvorräte im Mineralboden bei abnehmender Bodenfeuchte auf. Das bedeutet, dass mit zunehmender Trockenheit der Anteil der Kohlenstoffvorräte am Gesamt-Kohlenstoffvorrat des Mineralbodens (0-90 cm) im Oberboden (0-30 cm) stieg. Darüber hinaus zeigte sich, dass die Kohlenstoffvorräte der untersuchten Standorte auf nassen Flächen am höchsten sind.

Die Ergebnisse der Kohlenstoffspeicherung im Waldboden bei der BZE II ergaben, dass die Gesamtvorräte in Auflagehumus und Mineralboden sich im Mittel auf 117,1 t Kohlenstoff pro Hektar belaufen. Davon sind im Auflagehumus etwa 18 % und im Oberboden (0-30 cm) etwa 59 % gespeichert. Das bedeutet, im Wald ist insgesamt mehr Kohlenstoff im Boden als in der Vegetation gebunden.

Die Einspeicherung von Kohlenstoff im Boden ist ein langwieriger Prozess und Beeinflussungen dieses komplexen Systems können nicht wieder rückgängig gemacht werden. Daher müssen Wissenslücken bei der langfristigen Speicherung von Kohlenstoff im Waldboden geschlossen werden und der Bodenschutz und damit die Sicherung der Kohlenstoffvorräte gewährleistet sein.

Waldboden als Lebensraum

Die Vielfalt und Aktivität der Bodenorganismen leisten essenzielle Beiträge im Nährstoffkreislauf, bei der Kohlenstoffspeicherung und der Wasserverfügbarkeit.

Da sich die BZE II bei ihrem Monitoring der biologischen Vielfalt auf die Vegetation beschränkte, sammelt das Projekt BBZE-Wald („Biologische Bodenzustandserhebung deutscher Wälder“) parallel zum Messzeitraum der  BZE III umfangreiche Daten zur Biodiversität von Bodenorganismen und ihrer biologischen Aktivitäten. Durch die Zusammenführung der Ergebnisse aus BBZE-Wald und BZE III können Erkenntnisse zu komplexen, lebenswichtigen Prozessen der biogeochemischen Kreisläufe im Wald gewonnen und der Zustand der Biodiversität im Lebensraum Waldboden aufgezeichnet werden. Daraus lassen sich auch bei Bedarf Schutzmaßnahmen für die Bodenbiodiversität ableiten.

Anthropogener Einfluss auf den Waldboden

Der anthropogene Einfluss bezieht sich auf alle direkten oder indirekten vom Menschen verursachten Veränderungen des Waldbodens. In den Auswertungen der BZE spiegeln sich diese Einflüsse in verschiedenen Messgrößen wider: So werden die (Schad-)Stoffeinträge aus Luftverunreinigungen, die Auswirkungen der Kalkung von Waldstandorten und die erhöhten Stickstoffeinträge durch Straßenverkehr und Tierhaltung untersucht.

Auch die Waldbewirtschaftung beeinflusst die Böden durch die ausgewählte Bestandsstruktur, den Nährstoffaustrag durch Holznutzung und die Bodenverdichtung durch das Befahren der bodenmechanisch empfindlichen Waldflächen. Viele dieser Aspekte sind den Forstleuten bewusst und werden bei der Bewirtschaftung bedacht. So wird beispielsweise auf eine Vollbaumnutzung verzichtet und die Fläche nur auf ausgewiesenen Wegen (Rückegassen) befahren. Um die Einflüsse des Menschen auf ein vertretbares Minimum zu reduzieren, laufen verschiedene Forschungsprojekte zum Bodenschutz über den Waldklimafonds und das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe.

Vorhaben zur Thematik „Einfluss des Menschen auf den Waldboden“ (Auszug):

ProjekttitelInstitution

Bodenwasserhaushaltsdynamik forstlich genutzter Rückegassen - Identifikation und Prognose von kritischen Zuständen

Thünen-Institut – Institut für Agrartechnologie

Auswirkung von Bodenbearbeitungen auf den Nährstoffhaushalt von Waldböden sowie den Erfolg von Eichenkulturen

Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NWFVA)

Untersuchung und Beurteilung bodenfunktionaler Kenngrößen und Lösungsstrategien für eine bodenschonende Holzernte (Teilvorhaben 1 & Teilvorhaben 2)

NWFVA & Thünen-Institut – Institut für Agrartechnologie

Keine nachhaltige Waldbewirtschaftung ohne Bodenschutz

Die Broschüre „Bodenschutz im Wald“ fasst kompakt die wichtigsten Funktionen des Waldbodens zusammen und geht auf die Risiken für den Boden ein, die mit der Waldbewirtschaftung zusammenhängen. Auf dieser Grundlage geben die Autoren der Broschüre Handlungsempfehlungen zur Schadensprävention und zur Regeneration geschädigter Waldböden. „Der Waldboden ‚vergisst‘ nichts“, heißt es im Vorwort und unterstreicht damit wie wichtig ein verantwortungsvoller Umgang mit dem Boden unter unseren Füßen ist, da Störungen und Beeinträchtigungen lange nachwirken. Es sei daher im Interesse nicht nur der Waldbesitzenden und Forstleute, sondern auch der Allgemeinheit, den Waldboden gesund zu erhalten.

 

Weitere Quellen

 

Erstellt von Joke Stahlmann

Der Boden ist die Grundlage des ober- und unterirdischen Lebens im Ökosystem Wald und damit vieler ökologischer Funktionen. Foto: Dr. Otto Ehrmann

Der Boden ist die Grundlage des ober- und unterirdischen Lebens im Ökosystem Wald und damit vieler ökologischer Funktionen. Foto: Dr. Otto Ehrmann

Die Bodenzustandserhebung der Bundesregierung soll künftig alle zehn Jahre stattfinden, um mögliche Veränderungen der Kohlenstoffvorräte und Bodeneigenschaften zu erfassen. Damit ist sie ein wichtiges Instrument für Bodenschutzmaßnahmen und der Klimapolitik.

Die Bodenzustandserhebung der Bundesregierung soll künftig alle zehn Jahre stattfinden, um mögliche Veränderungen der Kohlenstoffvorräte und Bodeneigenschaften zu erfassen. Damit ist sie ein wichtiges Instrument für Bodenschutzmaßnahmen und der Klimapolitik.

Bodenschutzkalkung im Wald mit einem Helikopter. Foto: Landpixel Bildagentur

Bodenschutzkalkung im Wald mit einem Helikopter. Foto: Landpixel Bildagentur

Mit Saugkerzen wird unterhalb des Totholzes Wasser aus unterschiedlichen Tiefen gewonnen . Durch Analyse der chemischen Zusammensetzung des Bodenwassers können Rückschlüsse zur Kohlenstoffspeicher und -freisetzung getroffen werden.  Auch die Bodenfeuchte und -temperatur  spiele dabei eine wichtige Rolle.  Foto: Rubin, Lisa - FVA Baden-Württemberg

Mit Saugkerzen wird unterhalb des Totholzes Wasser aus unterschiedlichen Tiefen gewonnen . Durch Analyse der chemischen Zusammensetzung des Bodenwassers können Rückschlüsse zur Kohlenstoffspeicher und -freisetzung getroffen werden. Auch die Bodenfeuchte und -temperatur spiele dabei eine wichtige Rolle. Foto: Rubin, Lisa - FVA Baden-Württemberg

Durch Raupenfahrzeuge kann die Bodenverdichtung auf Rückegassen erheblich minimiert werden. Foto: FNR / Sönke Lulies

Durch Raupenfahrzeuge kann die Bodenverdichtung auf Rückegassen erheblich minimiert werden. Foto: FNR / Sönke Lulies