Das Projekt "Hauptphase - Teilvorhaben: Ökosystemprogramm Teilvorhaben 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) durchgeführt. Oberstes Ziel von ICOS-D ist die langfristige Konsolidierung der weltweit führenden Beobachtungsnetze zu atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen und den Flüssen zwischen terrestrischen und marinen Ökosystemen und der Atmosphäre, die bisher fast ausschließlich auf kurzfristiger Projektbasis betrieben wurden. Durch die Kombination von Messungen in der Atmosphäre, im Ozean und über terrestrischen Ökosystemen werden die Einflüsse von Landnutzung, Klimavariabilität und Änderungen in der Ozeanchemie auf die Treibhausgasbilanz in einem komplexen System bestimmt. Im Ökosystem- Beobachtungsnetzwerk werden Dauerbeobachtungen zum Spurengasaustausch zwischen verschiedenen Ökosystemen und der Atmosphäre durchgeführt. Die Messungen werden in Wäldern, Mooren und an landwirtschaftlich genutzten Standorten durchgeführt. Zentrale Methode wird die Eddy-Kovarianz-Technik sein, die inzwischen auch für CH4 und N2O eingesetzt werden kann. Wichtige Komponenten des Ökosystem-Messprogramms sind die teilweise seit mehr als einer Dekade untersuchten Standorte aus dem EU-Projekt CarboEurope, das TERENO-Projekt der Helmholtz-Gemeinschaft und die Moorstandorte des vTI-Projekts zu Organischen Böden. Der Aufbau der ICOS Basisinfrastruktur und Testbetrieb erfolgt in 2014 für den Level 1 Standort Fendt. In 2015 werden der Level 1 Standort Fendt sowie der Standort Graswang Höglwald, Schechenfilz als 'associated sites'(Level 2) für einen operationellen Betrieb optimiert.
Das Projekt "Stellt die oberirdische Biomasse eine Senke für Calcium und Magnesium nach Kalkung dar? (ST197)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Studienfakultät für Forstwissenschaft & Ressourcenmanagement, Fachgebiet für Waldernährung und Wasserhaushalt durchgeführt. 20 Jahre nach experimenteller Kalkung am Versuchsstandort Höglwald soll anhand der Untersuchung der Nährelementgehalte der wichtigsten Baumkompartimente geklärt werden.
Das Projekt "Einfluss atmosphärischer N-Einträge auf das Feinwurzelsystem von Fichtenwäldern in Bayern (ST157)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. Untersuchung des Einflusses unterschiedlich hoher atmosphärischer Stickstoffeinträge auf die Feinwurzelbiomasse und die Feinwurzelmorphologie von vergleichbaren Fichtenreinbeständen. In dieser Studie wurden die Biomasse, Nekromasse, Morphologie und die Nährstoffgehalte von Feinwurzeln aus vier bayerischen Fichtenbeständen (Altötting, Flossenbürg, Goldkronach, Höglwald) untersucht. Bezüglich der Stickstoffflüsse im Sickerwasser bestand keine Beziehung zu den Feinwurzelparametern. Die signifikant geringere Feinwurzelbiomasse in Flossenbürg gegenüber Altötting wurde auf die geringere Basensättigung und das geringe Ca/Al-Verhältnis der Bodenlösung zurückgeführt. Die weitgehend einheitlichen Al-, Ca,- Mg- und K-Gehalte der Feinwurzeln lassen keinen Rückschluss auf die chemischen Bedingungen in der Bodenlösung der einzelnen Bestände zu. In Goldkronach sind signifikante Unterschiede in der Feinwurzelmorphologie auf eine Dolomit/Kalimagnesia-Düngung in 1993 zurückzuführen. Die spezifische Wurzellänge und die spezifische Wurzelspitzendichte waren jedoch nur in der Humusauflage geringer. In Goldkronach und Flossenbürg nahmen diese Parameter mit zunehmender Mineralbodentiefe zu während in Altötting und Höglwald eine gegenteilige vertikale Verteilung zu beobachten war. Die Ergebnisse zeigen, dass die spezielle Wurzellänge und spezifische Wurzelspitzendichte der Feinwurzeln mit abnehmender Basenversorgung im Unterboden zunimmt.
Das Projekt "Die Auswirkungen der Verjüngung von Fichtenaltbeständen auf Bodenfruchtbarkeit und Nitratkonzentration im Sickerwasser (V54)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Studienfakultät für Forstwissenschaft & Ressourcenmanagement, Fachgebiet für Waldernährung und Wasserhaushalt durchgeführt. Fragestellung: Das Projekt behandelt die Auswirkungen von Gruppenschirmstellung und Kahlschlag auf den Nährstoffhaushalt von Fichtenaltbeständen in drei repräsentativen Beständen Bayerns (Ebersberg (Münchner Schotterebene), Flossenbürg (Innerer Oberpfälzer Wald) und Höglwald (Oberbayerisches Tertiärhügelland)). Die gewählten Standorte unterscheiden sich hinsichtlich Klima, Boden, Stoffeintrag, Bestandesdichte und Bodenvegetation. Am Standort Ebersberg werden die Untersuchungen seit 2002 durch eine unechte Zeitreihe ergänzt. Diese umfasst folgende Versuchsflächen: 1) Buchenverjüngung 2 Jahre nach Gruppenschirmstellung und Pflanzung 2) 10-jährige Buchenverjüngung auf Femelfläche mit Rändelungshieb 3) 20-jährige Buchen aus Femelschlagsverjüngung mit Räumungshieb 4) Buchenverjüngung 2 Jahre nach Kleinkahlschlag und Pflanzung 5) 10-jährige Buchenverjüngung nach Kleinkahlschlag 6) 20-jährige Buchen auf ehemaliger Kahlfläche. Ergebnisse: In Folge der im Winter 1999/2000 durchgeführten Kahlschläge kam es an allen drei Standorten zu einem deutlichen Anstieg der Nitratkonzentration im Sickerwasser und einer Erhöhung der Nitratausträge. Die fehlenden Nährstoffaufnahme durch den Bestand und eine verstärkte Mineralisation von Nadel- und Wurzelstreu bei erhöhter Bodentemperatur und einem ausgeglichen hohem Bodenwassergehalt sind die Hauptursachen. In Ebersberg und Höglwald werden Maximalwerte von ca. 150 mg l-1 Nitrat erreicht. In Flossenbürg verhindert die dichte Bodenvegetation durch Nährstoffaufnahme und Beschattung des Bodens einen starken Anstieg der Nitratkonzentration. Veränderungen in den Jahresmittelkonzentrationen für Nitrat sind umso deutlicher, je niedriger die Nitratkonzentrationen vor dem Kahlschlag lagen. In Folge der hohen Nitratausträge, im Höglwald über 200 kg N ha-1 in zwei Jahren, kommt es zu Kationenexport und einer verstärkten Tiefenversauerung. Nährstoffbilanzen ergeben Verluste vor allem für Magnesium. Signifikante Änderungen der Menge austauschbarer Kationen konnten jedoch nicht festgestellt werden. Gruppenschirmstellungen führten in Ebersberg und im Höglwald bisher nur zu einem geringen Anstieg von Nitratkonzentration sowie Nitrat- und Kationenaustrag. Der demgegenüber höhere Stoffexport in Flossenbürg, wo einegrößere zentrale Baumgruppe (10 Bäume) entnommen wurde, deutet einen Zusammenhang zwischen der Höhe von Nitrat- und Kationenflüssen und der Größe der Lücken im Kronendach an. Während des Beobachtungszeitraums waren die Magnesiumverluste geringer als auf derKahlfläche und wurden durch den Eintrag gedeckt. Dagegen führt die Festlegung von Calcium und Kalium in Holz und Rinde des auf den Femelflächen verbleibenden Altbestandes zu einem Nährstoffentzug aus dem Boden, der auf den entsprechenden Kahlflächen nicht stattfindet. Erste Ergebnisse der unechten Zeitreihe deuten an, dass die Nährstoffverluste bei Femelwirtschaft nicht unbedingt deutlich niedriger liegen müssen als nach Kahlschlag.
Das Projekt "Untersuchungen der Lumbricidenfauna auf ausgewählten Flächen des Höglwaldes 21 Jahre nach Beginn des Kalkungsexperimentes (ST172)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Studienfakultät für Forstwissenschaft & Ressourcenmanagement, Fachgebiet für Waldernährung und Wasserhaushalt durchgeführt. Die Ergebnisse sollen Aufschluss darüber geben, ob sich durch eine einmalige Kalkung d.h. ohne zusätzliche waldbauliche Maßnahmen eine leistungsfähige Lumbricidenpopulation etablieren und sich der Humuszustand dauerhaft verbessern kann. In einem 99-jährigen Fichtenaltbestand im bayerischen Tertiärhügelland (Höglwaldexperiment) wurde 21 Jahre nach Kalkung mit 5 t/ha Dolomit erneut eine Beprobung der Lumbricidenfauna in der organischen Auflage und im Mineralboden durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass sich die Regenwurmlebensgemeinschaft sowohl hinsichtlich ihrer Gesamtabundanz als auch ihrer -biomasse jener einer ungekalkten Kontrollfläche wieder angenähert hatte. Auch die Artzusammensetzung auf der ehemals gekalkten Fläche glich den Verhältnissen auf der ungekalkten Vergleichsparzelle, auf der die epigäische Art Dendrobaena octaedra deutlich dominierte. Zur Abschätzung des Baumarteneinflusses auf die Regenwurmfauna auf gleichem Standort wurde eine direkte angrenzende Buchenfläche ebenfalls untersucht. Während die Abundanz der Regenwürmer dort in der gleichen Größenordnung wie unter Fichte lag, war die Regenwurmbiomasse im Buchenbestand statistisch signifikant höher als auf den Fichtenparzellen. Darüber hinaus war die Artenzusammensetzung deutlich zugunsten von Lumbricus rubellus verschoben. Ein Vergleich mit bodenchemischen Kennwerten zeigt, dass die Größe der Regenwurmlebensgemeinschaften eng mit dem pH-Wert und der Basensättigung der organischen Auflage verbunden ist. Daneben scheint auch die Nahrungsgüte für die Regenwurmfauna bedeutsam zu sein. Wie die Ergebnisse zeigen, lässt sich eine Erhöhung der Biomasse der Regenwürmer und eine damit einhergehende Verbesserung der Humusform dauerhaft nur dann erreichen, wenn Säurestatus und Nahrungsgüte das Vorkommen leistungsfähiger Arten ermöglichen. Dies ist, in Abhängigkeit der standörtlichen Verhältnisse, durch die Einbringung von Laubbaumarten wie der Buche möglich.
Das Projekt "Monitoring des Stoffhaushaltes am Versuchsstandort Höglwald (B60)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department für Ökologie, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Sicherstellen der Basismessungen am Versuchsstandort Höglwald und Monitoring auf drei Versuchsflächen (Erfassung von Eintrag, Streufall, Humuslysimeter, Sickerwasser, Blattspiegelwerte, Boden- und Zuwachsuntersuchungen). Der Standort Höglwald ist mit seiner Nähe zu landwirtschaftlichen Flächen immer noch sehr hohen Stickstoffeinträgen ausgesetzt. Die Schwefelimmissinen haben dagegen im Vergleich zu 1984 beträchtlich abgenommen. Die Pufferwirkung (Aluminiumpufferbereich) gegenüber Entbasung aufgrund versauernd wirkender Stickstoffeinträge ist gering. Trotz der enorm hohen Produktivität ist der Untersuchungsstandort nicht nährstoffreich bzgl. der Ausstattung mit Basenkationen. Das hohe Wachstum ist vielmehr bedingt durch eine sehr gute ('frische') Wasserversorgung. Die Nährstoffarmut zeigt sich v. a. in sehr geringen austauschbaren Kaliumvorräten. Für die Forstpraxis bedeutet dies, dass bei Holzerntemaßnahmen möglichst wenig Biomasse entzogen werden sollte. Auch aktuelle Waldschutzmaßnahmen, wie die Verwertung des gesamten Kronenmaterials als Hackgut, sind kritisch zu hinterfragen. Unter Fichte sind die Stickstoffeinträge mit dem Bestandesniederschlag höher als unter Buche. Unter Buche herrschen daher auch sehr geringe Nitratausträge. Die Gefahr des Basenverlustes und einer weiteren bodeninternen Versauerung sind unter Buche geringer. Zudem werden mit der Buchenstreu größere Mengen an Basenkationen eingetragen. Nach der Kalkung blieb die pH-Steigerung auf die Humusauflage beschränkt. Heute ist bereits wieder der Ausgangs-pH-Wert erreicht. Auch die Basensättigung im Humus konnte nicht dauerhaft gesteigert werden. Im Mineralboden hat sich die Basensättigung erst Jahre später erhöht. Dabei ist das ausgebrachte Kalzium im Mineralboden noch fast vollständig vorhanden, vom Magnesium noch etwa ein Drittel. Obwohl die Kalklösung bereits seit 1990 abgeschlossen war, ist mit der Kalkung bis heute ein beträchtlicher Verlust an Kohlenstoff und Stickstoff verbunden. Evtl. wurde auch das ohnehin gering bevorratete Element Kalium von den Austauschern verdrängt. Trotz Kalkung unterliegt der Standort einer hohen bodeninternen Versauerung.
Das Projekt "Kalkungsexperiment Höglwald - Abschlussbeprobung und Datenzusammenstellung: Vergleich Buche-Fichte (ST168)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Studienfakultät für Forstwissenschaft & Ressourcenmanagement, Fachgebiet für Waldernährung und Wasserhaushalt durchgeführt. Vergleich der Höglwald-Projektergebnisse bezogen auf die Baumarten Buche und Fichte im Hinblick auf die Bodenversauerung und die Stickstoffretention.
Das Projekt "Quantification of Effekts of Acid Rain to Forest Stands - Effects of Compensative Limings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde und Standortlehre, Lehreinheit Vegetationskunde durchgeführt. The Research Work is Based on the Assumption that Enhanced Proton Inputs from the Atmosphere are Causing Essential Changes in Forest Ecosystems, being Responsible to a High Degree for the Extensive Forest Decline of Recent Years. The Research Work is Subdivided into Two Projects of Investigations: A. The Field Experiments 'Hoeglwald'. In Two Pure Spruce Stands of Different Ages, Experiments with Artificial Rain and with Compensative Limings are Installed. In Old Spruce Stands (76Years Old) a Soil Irrigation of 200 mm per Year with PH 2.7 and PH 5 is Performed, in the Young Stand (12 Years Old) an Above-Canopy Irrigation with the Same Features is Applied. The Liming Comprises 4000 KG per HA 1 CA-MG-Carbonate. B. Site Investigations without Experimental Treatments. Investigations with the Same Aim as Mentioned above but without the Extensive Experimental Treatments as under Point A. Should be Performed in About 50 Stands of Different Species, Sites and Immission Charges.
Das Projekt "Kapazitaeten fuer oxidative und reduktive Entgiftung von SO2 und NO2 fuer die Neutralisation von Saeure in Blaettern und Nadeln von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I durchgeführt. In dem Vorhaben soll geklaert werden, inwieweit der Schaedigungsgrad von Waldbaeumen und deren Faehigkeit zur Saeurekompensation und reduktiven Entgiftung von SO2 zusammenhaengen und wie sich die Schwaechung der Baeume durch Mineralmangel auf Detoxifizierungskapazitaeten auswirkt. -Saeurekompensation. Durch die Aufnahme von Fluoreszenzfarbstoffen mit dem Transpirationsstrom kann der pH-Wert in vivo gemessen werden. Die bei krautigen Pflanzen bewaehrte Methode soll das pH-Verhalten von Blaettern und Nadeln geschaedigter und ungeschaedigter Waldbaeume aufzeigen. Es ist geplant, Buchen, Eichen, Fichten und Tannen in die Untersuchungen einzubeziehen. Proben sollen am Wank, im Hoeglwald und im Fichtelgebirge genommen werden. -C/N/S-Analyse. Die Bestimmung von C:N:Sred gibt Auskunft ueber die reduktive Entgiftungskapazitaet der Pflanze. Durchgefuehrt werden ausgedehnte Analysen von Blatt- bzw Nadelmaterial und von Rinden-, Stamm- und Wurzelproben. Eine gleichzeitige Bestimmung von Sulfat-Schwefel soll Auskunft ueber das Verhaeltnis oxidativer zu reduktiver Entgiftung geben.
Das Projekt "Spaetfolgen von saurer Beregnung und Kalkung (Abklingphase des Hoeglwaldprojektes) im Hoeglwald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. Im Hoeglwald werden die Auswirkungen von saurer Beregnung und kompensatorischer Kalkung auf einen 85-jaehrigen Fichtenbestand interdisziplinaer untersucht. Waehrend die bodenchemischen und bodenbiologischen Auswirkungen der experimentellen Eingriffe eindeutig belegt werden konnten, sind entgegen den Erwartungen im Gesundheitszustand des Bestandes keine Aenderungen nachzuweisen. Es ist jedoch anzunehmen, dass nach Absetzen der sauren Beregnung, die von 1984 bis 1990 durchgefuehrt wurde, an den Fichten Vitalitaetsverluste und Zuwachsrueckgaenge auftreten, wie dies in einigen skandinavischen Untersuchungen gefunden wurde. Es soll insbesondere untersucht werden, auf welchem Niveau sich das saeurebehandelte Fichenoekosystem bis 1995 eingestellt hat und welche Langzeitrisiken mit einer Kalkung (verstaerkte Nitrat- und Schwermetallmobilisierung) in einem stickstoffgesaettigten System verbunden sind.
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