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Artikel

Autor(en): Albert Reif, Ernst-Detlef Schulze, Jörg Ewald, Andreas Rothe
Redaktion: FVA, Deutschland
Kommentare: Artikel hat 1 Kommentar
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Kalk im Wald – muss es sein?

Waldkalkung findet als "Praxismaßnahme" heute in vielen mitteleuropäischen Waldgebieten statt. Damit einher geht eine Diskussion darüber, ob Waldkalkung als Gegenmittel die anthropogenen, versauernd wirkenden Immissionen kompensiert, oder ob sie einen neuen, zusätzlichen Eingriff darstellt. Während die Befürwortenden der Kalkung die Notwendigkeit aus dem vorsorgenden Bodenschutz ableiten, betonen die Kritisierenden negative Nebenwirkungen wie erhöhte Nitratauswaschung oder biozönotische Veränderung der Waldökosysteme.

Versauerungen – Ursachen, Entstehung

Die Versauerung der Waldböden ist unter humiden Klimabedingungen ein natürlicher Prozess. In prähistorischer Zeit verlief sie, getrieben durch Verwitterung und Auswaschung, äußerst langsam. In der präindustriellen Epoche wurde die Versauerung durch Export von Biomasse im Zuge traditioneller Landnutzungen wie Niederwaldbetrieb, Waldweide und Streurechen verstärkt. In der gegenwärtigen industriellen Phase führten Stoffdeposition, Herausfiltern basischer Stäube und die Hochschornsteinpolitik der 1970er Jahre zu einer starken Versauerung vieler Waldböden. Auf zahlreichen Standorten Mitteleuropas versauerten die Böden bis zum Erreichen des Aluminiumpufferbreichs. Freie Al3+-Ionen gelten als toxisch für Baumwurzeln, weswegen vor allem Bernhard Ulrich und sein Göttinger Forschungsteam sie als Mitverursacher des so genannten "Waldsterbens" der 1980er Jahre betrachteten.

Kalkung im Wald
Abb. 1: Kalkung im Wald (Foto: Carl Höcke)

Waldkalkung

Seit den 1980er Jahren wurden Waldböden in Mitteleuropa gekalkt, um versauernde Immissionen zu kompensieren, den Bodenzustand zu stabilisieren und akute Nährstoffmängel zu beheben. Kalkung führt zu einer Erhöhung des pH-Wertes und der Basensättigung insbesondere im Oberboden, verbessert das Nährstoffangebot vor allem an Ca und Mg und hebt Mg-Mangelerscheinungen auf. Andererseits bewirkt die Kalkung eine verstärkte Mineralisation, wodurch die in der Humusauflage gespeicherte organische Substanz abgebaut wird. Gleichzeitig werden andere Nährstoffe, vor allem Stickstoff verstärkt mobilisiert und teils im humosen Oberboden gespeichert, teils von der Vegetation aufgenommen, teils ins Grundwasser ausgewaschen.

Die Intensität der Kalkung unterscheidet sich stark zwischen den deutschen Bundesländern. In Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz, Hessen, Niedersachsen, Sachsen, Nordrhein-Westfalen und neuerdings Sachsen-Anhalt werden große Waldflächen gekalkt. In Baden-Württemberg geht man von einer landesweit notwendigen Kalkungsfläche von insgesamt 680.000 ha (etwa 45 % der Landeswaldfläche) aus (s. FVA-Merkblatt 54/2013). Weitere 10 % als bodenchemisch kalkungswürdig erachtete Flächen in Naturschutz- und Wasserschutzgebiete werden von der Kalkung strikt ausgenommen.

Bei der Waldkalkung werden drei bis vier Tonnen dolomitischer Kalk pro Hektar und Jahrzehnt verabreicht, um eine weitere säurebedingte Verwitterung von Tonmineralen zu verhindern und um die Vitalität der Waldbestände zu erhöhen. In Baden-Württemberg wird dem Kalk P und/oder K oder Holzasche beigemengt. Andere Länder (Bayern, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern) kalken nur in Ausnahmefällen und damit nur sehr kleine Flächen. In der Schweiz ist Waldkalkung gesetzlich nicht geregelt.

Diese großen Unterschiede lassen sich nur unzureichend mit unterschiedlichen geologischen Ausgangsbedingungen erklären. In den "Kalkungsländern" wie Baden-Württemberg wird die Notwendigkeit der Kalkung aus dem Erhalt der Bodenfunktionen insbesondere eines günstigen Säurezustandes abgeleitet. Nachdem die immissionsbedingten Säureeinträge in den letzten beiden Jahrzehnten stark abgenommen haben, wird die Kalkung zunehmend mit der Wiederherstellung eines natürlichen Zustands verbunden mit einer Wiederherstellung der natürlichen Prozesse begründet. In "Nicht-Kalkungsländern" wie Bayern dient dagegen der Waldzustand als Bioindikator für die Kalkungsnotwendigkeit und die Kalkung wird erst bei sichtbaren Waldschäden oder Nährstoffmängeln durchgeführt. Angesichts der Tatsache, dass die mitteleuropäischen Hauptbaumarten Buche, Fichte, Wald-Kiefer, Tanne und Eiche eine weite ökologische Amplitude hinsichtlich Bodenazidität aufweisen und die Mg-Mangelsymptome mit dem Rückgang der Emissionen stark abgenommen haben, ergibt sich aus dieser Betrachtung eine sehr kleine Kalkungsfläche.

Reaktion der Vegetation auf Kalkung

Die Bodenvegetation reagiert auf Kalkung mit einer Zunahme an ruderalen Störungszeigern und Nitrophyten, vor allem an Brombeere, Himbeere und Reitgräsern. Azidophyten, vor allem Moose, gehen zurück und die Artenzusammensetzung von Mykorrhizapilzen und Bodenfauna verändert sich stark. In den ersten Jahren nach Kalkung ziehen sich die Wurzeln in den mineralischen Oberboden zurück, wo sie ein erhöhtes Nährstoffangebot vorfinden. Es dauert andererseits Jahrzehnte bis die Kalkung auch in tieferen Bodenhorizonten zu einer deutlichen Erhöhung der Basensättigung führt.

Eutrophierung

Seit 1990 gingen die Schwefeldepositionen stark zurück. Dagegen verharrt der N-Eintrag in Form von NOx und NH4+ auf relativ hohem Niveau. Die trockene Deposition trägt dabei in etwa die Hälfte der N-Einträge in Wälder bei. In Nadelwäldern ist der N-Eintrag signifikant höher als in Laubwäldern. Da Nadelbäume weniger N aufnehmen, unterliegen ihre Bestände einer stärkeren Eutrophierung durch Stickstoffanreicherung im Boden.

Hohe N-Einträge haben komplexe Wirkungen. Zum einen tragen sie zur fortdauernden Bodenversauerung bei. Zum anderen führt hoher Eintrag zu einem N-Überangebot, das insbesondere in von Natur aus N-limitierten Waldökosystemen tief greifende Folgen hat. Zunächst reagieren Bodenvegetation und Bäume mit verstärktem Wachstum, was erhöhten Bedarf an weiteren Nährstoffen nach sich zieht. Kann dieser, beispielsweise bei P-Mangel, nicht befriedigt werden, stagniert das Wachstum. In der Bodenvegetation nehmen wuchskräftige Nitrophyten auf Kosten von Mangelzeigern, darunter auch gefährdete Arten, zu. In vielen Wäldern wird die kritische Belastungsgrenze ("critical load") von ca. 10 bis 20 kg N-Eintrag je ha und Jahr überschritten. Solche Wälder werden mit N übersättigt und geben das überschüssige Nitrat, das nicht von der Bodenvegetation aufgenommen wird, ans Grundwasser ab.

Komplexwirkung von N-Einträgen und Waldkalkung

Mit der kalkungsbedingten Mineralisation des Auflagehumus wird N freigesetzt und die Eutrophierung noch verstärkt. Dies gefährdet die Lebensgemeinschaften auf schwach gepufferten Böden in besonderem Maße. Insbesondere betroffen sind oligotrophe Lebensräume wie Kiefern- und Eichenwälder sowie Heidelbeer-Buchenwälder. Die mitteleuropäischen Hauptbaumarten sind relativ gut an saure Verhältnisse angepasst und Blatt- und Nadelspiegelwerte zeigen eine in der Regel ausreichende Nährelementversorgung selbst auf den sauersten Waldböden. Mehr als die Hälfte (52,8 %) aller gefährdeten Pflanzenarten Deutschlands sind Nährstoffmangelzeiger. Unter den gefährdeten Waldpflanzen gelten sogar 69 % als Mangelzeiger. Folglich sind die Lebensgemeinschaften nährstoffarmer Standorte heute in weiten Teilen Mitteleuropas in erster Linie durch die N-Eutrophierung und weniger durch die Bodenversauerung gefährdet.

Gekalkter Fichtenaltbestand in Altensteig, 2004
Abb. 2: Gekalkter Fichtenaltbestand in Altensteig, 2004. (Foto: Carl Höcke)

Fazit

Während Kalkung der Versauerung entgegenwirkt, verbessert sie zugleich die Verfügbarkeit limitierender Nährstoffe und verstärkt dadurch die Auswirkungen der Eutrophierung. Daher fällt die Bewertung der Kalkung ambivalent aus. Nur eine Reduzierung der N-Einträge kann dieses Problem lösen und ist daher unerlässlich.

Kalkung sollte auf denjenigen geologischen Substraten beispielsweise auf Graniten und Quarzsanden vermieden werden, wo sich natürlicherweise stark saure Böden entwickeln. Die Basenversorgung sollte nicht über das unterstellte prähistorische Niveau hinaus erhöht werden. Zum Schutz der Biodiversität verbietet sich eine Kalkung in stark bodensauren Wäldern mit oligotraphenten Lebensgemeinschaften (= Arten auf Nährstoff- und humusarmen Standorten) ausdrücklich. Diese empfindlichen Habitate müssen durch Pufferzonen und angepasste Verabreichungstechniken gegen Kalkeinträge geschützt werden. Auch auf der Mehrzahl der übrigen Standorte muss die Notwendigkeit von Waldkalkung in Frage gestellt und fallweise geprüft werden. Auf bestimmten mesotrophen (mäßig nährstoffversorgten), aber versauerungsanfälligen Lehmböden kann Kalkung aus Naturschutzsicht fallweise toleriert werden, wird jedoch auch dort zu einer Förderung der Nitrophyten und Ruderalarten (= Pflanzen auf anthropogen gestörten Standorten) in den gekalkten Wäldern beitragen.

Um die Erreichung klar definierter Ziele (verbesserte Ernährung, gesteigertes Wachstum, Grundwasserqualität) gegen nachteilige Nebenwirkungen abwägen zu können, müssen ausreichend große ungekalkte Kontrollflächen nach wissenschaftlichen Kriterien ausgewiesen und im Zuge eines systematischen Monitoring beobachtet werden. 

Literatur

  • Ellenberg, H.; Weber, H. E.; Düll, R.; Wirth, V.; Werner, W. (2001): Zeigerwerte von Pflanzen in Mitteleuropa. Scripta Geobotanica 18(4), Göttingen, 262 S.
  • Reif, A.; Schulze, E-D.; Ewald. J.; Rothe, A. (2014): Waldkalkung – Bodenschutz contra Naturschutz? - Waldökologie, Landschaftsforschung und Naturschutz.
  • Schmidt, M.; Kriebitzsch, W-U.; Ewald, J, (Hrsg., 2011): Waldartenlisten der Farn- und Blütenpflanzen, Moose und Flechten Deutschlands. BfN-Skripten 299. Bundesamt für Naturschutz, Bonn-Bad Godesberg.
  • Wilpert, K. v.; Hartmann, P.; Schäffer, J. (2013): Regenerationsorientierte Bodenschutzkalkung. Merkblatt 54, Forstliche Versuchs- und Forscungsanstalt Baden-Württemberg, 41 S.

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