Projekt 17913/01

Identifikation, Prüfung und Anwendung stofflicher Nachhaltigkeitsindikatoren in Waldökosystemen – konzeptionelle Auswertung und praktische Umsetzung des Erkenntnisstandes

Projektträger

Göttinger Bodeninitiative e. V. (GBI)
Büsgenweg 1
37077 Göttingen
Telefon: 0551/39-3502

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Während das Leitbild der multifunktionalen Waldnutzung konzeptionell bereits umfassend formuliert ist (Beese 1996; Forstw. Centralbl. 115, 65-79), fehlen weitgehend noch qualifizierte und geprüfte Indikatoren für seine Umsetzung. Arbeiten im forstwirtschaftlichen und naturschutzbezogenen Bereich sind angelaufen (Förderkennzeichen Az 13508, Az 16418 und Az 15461 der DBU), für den sehr wichtigen Bereich der stofflichen Indikatoren stehen solche Arbeiten jedoch noch aus. Sie sollen mit diesem Projekt angegangen werden, um eine Lücke in der Erarbeitung von Indikatoren zu schließen und der forstlichen Praxis möglichst bald stoffhaushaltsbezogene Indikatorensätze zur Verfügung zu stellen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBei der Ermittlung geeigneter Indikatoren für den Stoffhaushalt von Wäldern konnte im Rahmen des Projekts auf umfangreiche wissenschaftliche Arbeiten des Forschungszentrums Waldökosysteme sowie weitere Literatur und veröffentlichte Datensätze zurückgegriffen werden. Die entsprechende Auswertung erfolgte in Phase 1.
Die aus diesem Kenntnisstand abgeleiteten Indikatorensätze wurden einer strengen Auswahl im Hinblick auf die praktische Umsetzbarkeit im forstlichen Management unterworfen. Die Indikatoren wurden hierarchisch gestuft und verdichtet, so dass auf der obersten, anwendungsorientierten Ebene lediglich ein überschaubarer Satz von Indikatoren verblieb, der jedoch untergeordnete Hierarchieebenen angemessen integriert und repräsentiert (Phase 2).
Der in Phase 2 formulierte Indikatorensatz wurde anhand verschiedener Testgebiete mit besonders guter Datenlage überprüft (Westharz) und die Ergebnisse dieser Filterung wurden dann auf ein größeres Waldgebiet übertragen (Niedersächsische Daten der Bodenzustandserhebung im Walde, BZE).


Ergebnisse und Diskussion

Bei der Identifikation und Prüfung stofflicher Indikatoren wurden die oben angegebenen Testdatensätze verwendet und Zusammenhänge zwischen Schlüsselindikatoren und bodenkundlichen Informationen aus Standardinventurverfahren überprüft und bewertet.
Am Beispiel der Austauschkapazität (AKe) als einem zentralen quantitativen Indikator für die standörtliche stoffliche Ausstattung konnte deutlich gemacht werden, dass in Oberböden (Datensatz: Niedersächsische BZE) mit Hilfe der schrittweisen multiplen Regression maximal ca. 70 % der Variation durch die Variablen C- und Tongehalt erklärt werden können. Während die Einzelregression in dem von einigen Sonderstandorten bereinigten Datensatz lediglich ein Bestimmtheitsmaß von 56 % liefert (Abb. 1), kann die multiple Regression durch Einbeziehung weiterer Variablen (Tongehalt) die Vorhersagegenauigkeit deutlich verbessern. Die Einbeziehung der Variable Tongehalt in das Modell verbessert die Vorhersagegenauigkeit um weitere 14 %, so dass ein Bestimmtheitsmaß von insgesamt 70 % auf Basis dieser beiden unabhängigen Variablen erreicht wurde. Die Einbeziehung weiterer Größen in das Modell, wie in diesem Fall der Basensättigung als Maß für die Versauerung des Austauschers oder des pH-Wertes, trug nur noch wenig (2%) zur weiteren Erhöhung der Vorhersagegenauigkeit bei. Der geringe Einfluss des pH-Wertes ließ sich aus der reduzierten Variabilität der Testdaten erklären, da das Gros der Waldstandorte im pH-Bereich unter 5 lag.
Ein weiterer elementarer quantitativer Indikator, die prozentuale Belegung des Austauschers mit Mb-Kationen (Basensättigung), gibt Auskunft über die Nährstoffausstattung eines Standorts und konnte über den pH-Wert mit Hilfe einer nichtlinearen Funktion, modifiziert nach van Genuchten, relativ gut abgeschätzt werden. In den Oberböden der Niedersächsischen BZE ließen sich bis zu 86% der Variabilität in der Basensättigung durch diejenige des pH-Werts erklären.
Weitere Auswertungen aus dem Datensatz BZE 1 zeigten dagegen unerwartet schwache Korrelationen, insbesondere was den Zusammenhang von Nadelspiegelwerten und entsprechenden Vorräten einzelner Elemente im Humus und Mineralboden betrifft.Die zum Schluss vollzogene Differenzierung stofflicher Indikatoren mit Hilfe der vier Kritikalitätsbereiche Einträge, Eingriffe, Zustände und Austräge, bildet im Grunde eine feinere Spezifizierung zu den Helsinki-Kriterien Gesundheit und Vitalität und Schutzfunktionen.
Die zusätzlich erfolgte hierarchische Gliederung von Einzelindikatoren kann zur Aufstellung eines wissenschaftlich qualifizierten und praktisch umsetzbaren Indikatorensystems für die stofflichen Aspekte des forstlichen Waldökosystemmanagements dienen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Michael Bredemeier und Friedrich O. Beese: Sustainability of the regulation function in forest ecosystems: soil conditions and water supply. Präsentation auf dem EU-Life Workshop Demonstration von Methoden zur Erfassung der Nachhaltigkeit, 08.05 - 09.05.2001 in Dassel (Solling).
Hubert Schulte-Bisping, Michael Bredemeier und Friedrich O. Beese (2001): Nachhaltigkeit der Regelungsfunktion von Waldökosystemen: Bodeneigenschaften und Stoffhaushalt. In: Forst und Holz Jhg. 56, Nr. 15, S. 479-482.
Michael Bredemeier and Hubert Schulte-Bisping (2002) Sustainability of the regulation function in forest ecosystems: soil conditions and element cycles. Presentations of the 5th International Workshop of the EU-Life-Project: Demonstration of methods to monitor sustainable forestry (H. Spellmann, ed.), pp. 38-44. Cuvillier, Göttingen.
Die Ergebnisse wurden als Vortrag unter dem Titel Grenzen der Nachhaltigkeit bei der Ressource Boden auf der DBU-Veranstaltung Steuerungs- und Kommunikationsinstrumente für eine nachhaltige Forstwirtschaft am 11.03.2003 in Osnabrück vorgestellt.


Fazit

Zur Verbesserung der quantitativen Schätzung von stofflichen Indikatoren sollte (1) die Standortkartierung in allen Waldbesitzarten durchgeführt werden und (2) ein Mindestsatz an quantitativen Indikatoren in die flächendeckenden forstlichen Standortaufnahmeverfahren (C, Textur, pH ...; regionale Harmonisierung) aufgenommen werden.

Übersicht

Fördersumme

96.554,40 €

Förderzeitraum

14.12.2000 - 31.12.2003

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Landnutzung
Naturschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung