Das Projekt "Modellierung des Stickstoffhaushaltes auf Wassereinzugsgebietsebene (Forellenbach)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Büro für Angewandte Hydrologie durchgeführt. Die BRD beteiligt sich durch das Umweltbundesamt mit einem Dauerbeobachtungsprogramm im Nationalparks Bayerischer Wald am Integrated Monitoring Programm der UN ECE. Dieses befasst sich mit der umfassenden Beobachtung der Wirkungen von Luftschadstoffen auf Ökosysteme, die nicht aus lokalen Quellen, sondern aus dem großräumigen grenzüberschreitenden Transport stammen. Inhalt des Projektes war die Anpassung des Simulationsmodells ArcEGMO-PSCN an die naturräumlichen Gegebenheiten des Forellenbachgebiets. Mit der Zielstellung späterer Szenariosimulationen sollte der bislang gemessene Wasser- und Stickstoffhaushalt in Abhängigkeit vom Klima und von den Veränderungen der Vegetationsdecke deterministisch und zutreffend durch das Modellsystem reproduziert werden. Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes war eine umfassende Literatur- und Datenrecherche. Durch die multivariaten Analyse der Beschaffenheitsdaten von Wasserproben aus dem Forellenbach-Gebiet wurden vorherrschenden Prozesse identifiziert und in ihrem zeitlichen Verlauf analysiert. In der Literaturrecherche zum C/N-Haushalt wurden über 300 aktuelle Literaturquellen hinsichtlich der Veränderung der Biochemie des N-Kreislaufs in Waldökosystemen nach Fichtensterben durch Borkenkäferbefall ausgewertet. Die Ergebnisse flossen in die Neuparametrisierung der entsprechenden Teile des Waldmodells 4C ein, das Bestandteil des Modellsystems ArcEGMO-PSCN ist. Daran schloss sich eine detaillierte Validierung an. Trotz zufriedenstellender Ergebnisse bei der Simulation von Waldwachstum und Kohlenstoff-Speicherung können nach wie vor die Störung durch den Borkenkäferbefall nicht präzise genug abgebildet werden. Nach Auftreten der Borkenkäferkalamität werden zwar erhöhte Stickstoffeinträge in das Grundwasser und über den Interflow auch in das Bachwasser berechnet, die simulierten Konzentrationen in den Bodenlösungen liegen jedoch unter den beobachteten Werten. Es wurde deutlich, dass alle derzeitigen deterministischen Modellkonzepte zur Simulation der C/N-Dynamik Probleme bei der exakten Abbildung der im Bayerischen Wald stattfindenden Borkenkäferkalamität haben. Hier muss weiterhin nach belastbaren Ansätzen geforscht werden. Mittels der durchgeführten Szenariosimulationen konnten die Veränderungen im Wasser- und Stickstoffhaushalt eindeutig auf den Zusammenbruch der Fichtenbestände zurückgeführt werden. Entgegen ursprünglicher Annahmen kommt es dadurch jedoch nicht zu starken Veränderungen der oberirdischen Abflusskomponenten, sondern vielmehr zu einer Erhöhung der langfristiger wirkenden Grundwasserneubildung und den daran gebunden Stofffrachten.