Sickerwasseruntersuchungen im grundwasserschutzorientierten Waldumbau

Durch die jahrzehntelangen Luftschadstoffbelastung insbesondere von Schwefeldioxid (SO₂), Stickoxiden (NO_x) und Ammoniak (NH₃) haben sich große Mengen von Säuren und Stickstoff den Waldböden angereichert. Während die atmosphärischen Schwefelbelastungen in den vergangenen zweieinhalb Jahrzehnten deutlich zurückgingen, gefährden hohe Stickstoffeinträge immer noch Waldböden und das dort entstehende Sicker- und Grundwasser. Auch hohe Nadelholzanteile der Wälder können langfristig das Risiko erhöhter Nitratkonzentrationen steigern.

Ein im Jahr 1999 angelegter Versuch in einem Kiefernwald im WSG Sandkrug demonstriert die Effekte waldbaulicher Maßnahmen,  die zur Reduzierung  der Bodenversauerung und der Nitratausträge diskutiert werden.

Hier zeigten sich anfänglich nur geringfügige Auswirkungen einer Bodenschutzkalkung und der Einrichtung eines Buche-Nachanbaus unter dem Schirm der Waldkiefer. Nach einem anfänglich kurzfristig deutlichen Anstieg der Nitratausträge blieb die Qualität des in 2 Messtiefen (1,2 m und 2 m) untersuchten Sickerwassers mit Nitratkonzentrationen unter 5 mg l^-1 nahezu unverändert auf leicht erhöhtem Niveau. Nur die Sulfat- und Aluminiumkonzentrationen stiegen als Folge der Kalkungs- und Umbaumaßnahmen auch längerfristig.

Acht Jahre nach Beginn der Untersuchungen wurden der gekalkte Kieferbestand und der Buche-Nachanbau erneut gekalkt, um der sehr hohen Bodenversauerung und Basenarmut stärker entgegenzuwirken. Dies führte erwartungsgemäß wieder zu höheren Nitratkonzentrationen, insbesondere im gekalkten Kiefernbestand. Regelmäßige Boden- und Nadeluntersuchungen belegen allerdings die Bedeutung der Bodenschutzkalkung für die Minderung der Bodenacidität zumindest im Auflagehumus sowie für die Ernährung des Baumbestandes. Mit den später auch deutlich sinkenden Nitratkonzentrationen im Sickerwasser des mit Buche unterbauten Kieferbestandes wird auch der Vorteil der Umbaumaßnahme für die Qualität des Grundwassers offenkundig.

Zwischenzeitlich erforderlich gewordene Durchforstungen der Versuchsflächen in den Jahren 2012 und 2022 führten wiederum zu einem Nitratanstieg im ungekalkten und gekalkten Kiefernbestand. Die Nitratkonzentration im Sickerwasser des Buche-Voranbaus hingegen ist fast auf Null gefallen und die Gehalte der für die Baumvitalität wichtigen basischen Nährelemente Magnesium, Kalzium und Kalium nahmen im Sickerwasser langsam zu.

Dagegen sanken in dem bislang ungekalkten Kiefernbestand die Kalzium-Konzentrationen sukzessive auf nun extrem niedrige Werte, so dass bei den gleichzeitig hohen Aluminium-Konzentrationen im Sickerwasser ein Niveau erreicht ist, das Schädigungen der Baumwurzeln immer wahrscheinlicher werden lässt. Zur Aufrechterhaltung der Baumvitalität wäre auch hier eine Bodenschutzkalkung notwendig. Zur Minderung der damit einhergehenden Nitratbelastung sollte dieser – besonders in sensiblen Wasserschutzgebieten – die Einrichtung eines Laubholz-Unterbaus vorausgehen.

Mit dem seit einigen Jahren neu hinzugezogenen Untersuchungsstandort Wibbese im Osten Niedersachsens werden vergleichbare Untersuchungen in einer Region mit vergleichsweise geringen Niederschlägen und Stickstoffdepositionen durchgeführt. Hier wurde außer der Rotbuche auch die Douglasie unter den Kiefernschirm gepflanzt. Effekte der unterpflanzten Baumart auf die Sickerwasserwasserqualität konnten wegen der hier überall sehr niedrigen Nitratgehalte (noch) nicht festgestellt werden.

Vor dem Hintergrund des Wassermangels als zunehmende Begleiterscheinung des Klimawandels werden seit 2018 an beiden Waldstandorten auch die Mengen des unter den verschiedenen Bestockungen versickernden Wassers untersucht. Hiermit sind Forschungsergebnisse aus anderen niederschlagsarmen Regionen Deutschlands verbunden, die darauf hindeuten, dass die Buche noch weitere Vorteile gegenüber dem Nadelholz hat: Eine Erhöhung der Sickerwassermengen. Diese zusätzlichen und zunehmend benötigten Wassermengen stehen dem Waldbestand selbst aber auch anderen angrenzenden Ökosystemen und dem Menschen zur Verfügung. Weiterführende Informationen hierzu finden Sie hier.

Der jüngste Jahresbericht der Sickerwasseruntersuchungen in Sandkrug und Wibbese steht als PDF-Datei im Anhang zur Verfügung.