Waldkalkung – Bodenschutz contra Naturschutz?

Forest liming – soil protection versus nature conservation?

  • Der Eintrag starker anorganischer Säuren in Wälder führte zu tiefen pH-Werten und hohen Al3+-Konzentrationen im Boden. Dem versuchte man in Deutschland seit den 1980er Jahren durch Kalkung unter Verwendung dolomitischer Kalke zu begegnen. In den ersten Jahren nach Kalkung werden organische Auflagen abgebaut und die darin enthaltenen Nährstoffe, v. a. Stickstoff (N), mobilisiert und teils im humosen Oberboden gespeichert, teils aufgenommen, teils ins Grundwasser ausgewaschen. Die Bodenvegetation reagiert auf Kalkungmit einer Zunahme an nährstoff- und stickstoffliebenden Arten, Azidophyten gehen zurück. Die Artenzusammensetzung von Mykorrhizapilzen und Bodenfauna verändern sich vollständig. Die Baumwurzeln ziehen sich in den mineralischen Oberboden zurück. Bis die basischen Kationen eine Tiefe von 30 cm erreichen, vergehen viele Jahre. Seit 1990 gingen die Depositionen an Schwefel (S) stark zurück, doch der N-Eintrag blieb bis heute auf hohem Niveau. In Nadelbaumbeständen ist der N-Eintrag wesentlich höher als in Laubwäldern oder im Freiland. Hohe N-Einträge tragen zur fortdauernden Bodenversauerung bei, zugleich eutrophieren sie Waldökosysteme, welche von Natur aus N-limitiert sind. Das verstärkte Wachstum der Waldbestände zieht einen erhöhten Bedarf an anderen Nährstoffen nach sich. In vielen Wäldern wird die kritische Belastungsgrenze („critical load“) des Eintrags von ca. 10 bis 20 kg N ha-1 a-1 überschritten. Solche Wälder werden mit N übersättigt und geben überschüssiges Nitrat, das nicht im Humus eingebaut oder von der Waldvegetation aufgenommen wird, ans Grundwasser ab. Bis heute werden in Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz, Hessen, Niedersachsen, Sachsen, Nordrhein-Westfalen, Thüringen und neuerdings Sachsen-Anhalt große Waldflächen mit drei bis vier Tonnen dolomitischem Kalk pro Hektar und Jahrzehnt gekalkt. Ziel ist es, eine weitere säurebedingte Verwitterung von Tonmineralen zu verhindern und die Vitalität der Waldbestände zu erhöhen. Oftmals werden dem Kalk auch Phosphor- (P) und/oder Kaliumverbindungen (K) beigemengt. Bayern, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern verzichten auf Waldkalkungen oder wenden sie nur in sehr spezifischen Fällen an. Die mitteleuropäischen Hauptbaumarten Buche, Fichte, Wald-Kiefer, Tanne und Eichen sind dort ähnlich vital, da diese edaphisch eine weite ökologische Amplitude besitzen. Analysen von Blatt- und Nadelspiegeln belegen eine geringe, doch ausreichende Nährelementversorgung selbst auf den sauersten Waldböden. Heute stellt nicht Bodenversauerung, sondern N-Eutrophierung (und Klimawandel) die Hauptgefährdung der Waldökosysteme dar. Eutrophierung gefährdet die Lebensgemeinschaften auf schwach gepufferten Böden in besonderem Maße, insbesondere oligotrophe Kiefern- und Eichenwälder. Kalkung in eutrophierten Wäldern wirkt der Versauerung entgegen und führt langfristig zu tieferer Durchwurzelung. Zugleich jedoch verbessert sie angesichts hohen N-Eintrags die Verfügbarkeit limitierender Nährstoffe und verstärkt dadurch die Auswirkungen der Eutrophierung. Daher fällt die Bewertung der Kalkung ambivalent aus. Nur eine Reduzierung des N-Eintrags stellt eine wirklich gute Lösung dar. Aus Naturschutzsicht besonders bedenklich ist Waldkalkung auf natürlich basenarmen Substraten und ihren oligotraphenten Lebensgemeinschaften. Deren Habitate müssen durch Pufferzonen und angepasste Verabreichungstechniken gegen Kalkeinträge geschützt werden. Auf bestimmten mesotrophen, aber versauerungsanfälligen Lehmböden kann Kalkung fallweise toleriert werden. Die Anreicherung mit P und K entspricht einer Düngung und ist daher nicht akzeptabel. Um die Auswirkungen von Waldkalkung abwägen zu können, sollten ausreichend große ungekalkte Kontrollflächen ausgewiesen werden. Angesichts eines heute relativ hohen Waldwachstums sollte eine weitere Förderung von Waldkalkung überdacht werden.
  • The deposition of strong inorganic acids in forests leads to low pH values and high concentrations of Al3+ in the soil. Forest liming neutralizes acidity and leads to an increase in base cations. Additionally, surface organic layers decay more rapidly and stored nutrients are mobilized. The ground vegetation responds to liming with an increase in nutrient-loving species and a decline in acidophytes. The mycorrhizal fungi and soil fauna species composition change dramatically. Tree roots, at least initially, retreat from the topsoil. It takes several years for the base cations to reach the deeper soil horizons (up to about 30 cm) and they rarely go deeper.Since 1990 sulfur deposition has greatly declined. However N deposition rates remain at high levels (conifer stands > deciduous > open areas). High N inputs continue to contribute to soil acidification and at the same time cause the eutrophication of forest ecosystems which are naturally N-limited. The increased rate in forest growth results in an increased need for other nutrients. In many forests, the critical deposition threshold (“critical load”) of approximately 10 to 20 kg N ha -1 yr -1 has been exceeded. In stands where the soils are supersaturated with nitrogen, the nitrate which is not retained by the humus or assimilated by the forest vegetation leaches into the ground water.Up until today in Baden-Wuerttemberg, Rhineland-Palatinate, Hesse, Lower Saxony, North Rhine-Westphalia, Thuringia and recently in Saxony-Anhalt large areas of forest have been limed using three to four tons of dolomitic lime per hectare per decade. The aim is to prevent the ongoing acidinduced degradation of clay minerals in order to increase forest vitality. Often P and / or K are added to the lime. Bavaria, Brandenburg and Mecklenburg-Western Pomerania either do not lime their forests or only do so in a very restricted manner. In these states the central European tree species beech, spruce, Scots pine, fir and oak growing there are no less vital than elsewhere. These tree species grow in a wide range of ecological soil types. Analyses of leaves and needles show that a small, but adequate nutrient supply exists even in the most acidic forest soils. Today it is not soil acidification but eutrophication (and climate change) which are the main threats to forest ecosystems, especially for oligotrophic communities on sandy soils. Liming in eutrophic forests counteracts acidification and eventually leads to deeper rooting. But it also increases nitrogen availability and other limiting nutrients and adds to the process of eutrophication. Therefore, the results evaluating of the effects of liming are ambivalent. The problem can only be solved by a reduction in N deposition. From a nature conservation standpoint it is of particular concern that liming is done on oligotrophic forest communities which are naturally low in base substrates. These habitats need to be protected from the addition of lime. In mesotrophic clay soils susceptible to acidification, liming can be occasionally tolerated. The enrichment with P and K means fertilisation and is therefore not acceptable. In order to weigh the impacts of forest liming, unlimed control plots should be established. In the light of today's relatively high forest groth rates further funding for forest liming should be reassessed.

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Metadaten
Author:Albert Reif, Ernst-Detlef Schulze, Jörg Ewald, Andreas Rothe
Parent Title (Multiple languages):Waldökologie, Landschaftsforschung und Naturschutz
Document Type:Article
Language:German
Year of first Publication:2014
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2018/01/18
Tag:Acidification; Central Europe; eutrophication; forest ecology
Volume:14
First Page:5
Last Page:29
HeBIS-PPN:42541938X
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 57 Biowissenschaften; Biologie / 570 Biowissenschaften; Biologie
Sammlungen:Sammlung Biologie / Sondersammelgebiets-Volltexte
Zeitschriften / Jahresberichte:Waldökologie, Landschaftsforschung und Naturschutz / Waldökologie, Landschaftsforschung und Naturschutz, Heft 14 (2014)
Journal:urn:nbn:de:hebis:30:3-454150
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