Gibt der jährliche Waldzustandsbericht Auskunft überdie Gesundheit des Waldes?

Eine Fülle von Erkenntnissen zu Ursachen und Symptomen der"neuartigen Waldschäden" ist das Ergebnis von 15Jahren Waldschadensforschung. In der Wissenschaft und auf politischerEbene wird derzeit die Aussagekraft der seit 1984 jährlichdurchgeführten Waldschadenserhebung diskutiert. Kritikerfordern eine stärkere Berücksichtigung der vielfältigenneuen Forschungsergebnisse bei der Methode der Waldschadenserhebung.Die Information Umwelt gibt Ihnen einen Überblick zum wissenschaftlichenKenntnisstand der Waldschadenserhebung.

1. 15 Jahre Waldschadensforschung

Anfang der 80er Jahre wurde eine breit angelegte Forschungsinitiativezur Ursachenerforschung der neuartigen Waldschäden begonnen.Bund, Länder und andere Forschungsträger haben zwischen1982 und 1995 im Rahmen des Aktionsprogramms "Rettet denWald" die interdisziplinäre Waldökosystemforschungmit rund 465 Millionen Mark gefördert. Außerdemwurden von 1984 bis 1994 zur Stabilisierung geschädigterWaldbestände 572 Millionen Mark für waldbaulicheMaßnahmen zur Verfügung gestellt.

Ursache der "neuartigen Waldschäden" ist nichtdie toxische Wirkung eines einzelnen Schadstoffes, sondern eineVielzahl von natürlichen und anthropogenen Einflußfaktoren,die in der Summe und an verschiedenen Standorten mit unterschiedlichemGewicht zusammenwirken. Eine zentrale Rolle spielen dabei anthropogeneLuftverunreinigungen.

Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxide (NOX), Ammoniak(NH3) und Ozon (O3) wirken direkt auf die oberirdischenPflanzenteile.

SO2 verursacht zum Beispiel eine Beeinträchtigung der Photosynthese,was zu Nadel- und Blattverlust führen kann (klassische Rauchgasschäden).

NOX und NH3 regen das Pflanzenwachstum an und erhöhen damitden Bedarf an anderen Nährstoffen. Folge der Stickstoffeinträgeist eine höhere Anfälligkeit der Bäume gegen andereStreßfaktoren und Schadeinwirkungen wie Trockenheit undInsektenbefall.

Flüchtige organische Verbindungen sind Vorläufersubstanzenfür bodennahes Ozon.

Ozon beeinträchtigt in vielfältiger Weise den Metabolismus(z. B. die Photosynthese). Durch den "Memory-Effekt"können die Schäden erst 1 Jahr nach der Einwirkung sichtbarwerden.

Die Wirkung der Luftschadstoffe bzw. deren Folgeprodukte nimmtmit der Abnahme der Konzentration zwar stark ab. Es gilt aberauch hier das Dosis-Wirkungsgesetz, so daß auch geringeKonzentrationen bei langer Einwirkung schädigend sein könnenoder durch Wechselwirkungen andere Faktoren verstärken.

Luftschadstoffe und deren Folgeprodukte (saurer Regen) gelangenaber auch in Böden, wo sie sich im Laufe der Jahre starkanreichern oder die Bodenqualität ändern können.

Dabei bewirken Sulfatschwefel, Nitrat- und Ammoniumstickstoffeine Versauerung des Bodens, was zu Nährstoffmangelund zur Freisetzung von toxischen Substanzen wie Aluminium-Ionenführt. Die Bäume werden dadurch auch anfälligergegen Trockenheit und Sturm.

Anhaltende Stickstoffeinträge regen das Pflanzenwachstuman. Dieser Effekt führt zu Nährstoffungleichgewichtenund damit zu höherer Anfälligkeit der Bäume gegenandere Schadfaktoren.

Weitere Ursachen für Waldschäden sind natürlicheEinflußfaktoren wie zum Beispiel Wildschäden, Insekten-und Pilzbefall, Witterung. Auch der einseitige Waldaufbau beiMonokulturen und die nicht standortgerechte Auswahl von Bäumenhat zusätzliche Streßsituationen für die Bäumezur Folge. Ebenso trägt die zunehmende Grundwasserabsenkungzur Verschlechterung der Baumvitalität bei.

Die Komplexität der Zusammenhänge und die regional unterschiedlichenStandort-, Bestands-, Bewirtschaftungs- und Belastungsfaktorenführen an den Bäumen zu ganz verschiedenen Schadsymptomenund Krankheitsverläufen. Ein Symptom, das möglicherweiseauf den Gesundheitszustand von Bäumen hinweist, ist der Verlustoder die Verfärbung von Blättern und Nadeln.

Die Aufzählung zeigt, daß die anthropogenen Luftschadstoffeeine Vielfalt wachstumsfördernder und -hemmender Auswirkungenhaben können, die wiederum unterschiedliche Folgen nach sichziehen. Die Wissenschaftler diskutieren noch, ob und wie Luftschadstoffein niedrigen Konzentrationen, wie sie in der Umgebungsluft meistvorkommen, wirken.

2. Waldzustandserhebung, Methode

Ziel der Waldzustandserhebung ist es mit einem raschen, einfachenund möglichst objektiven Verfahren den Zustand des Waldesbeurteilen zu können. Aus der visuellen Beurteilung derBaumkrone während der Vegetationszeit werden bisher Rückschlüsseauf die Gesundheit des Baumes gezogen. Mittlerweile liegenZeitreihen vor, die bis in das Jahr 1984 zurückreichen undsomit auch eine Beurteilung schleichender Veränderungen desWaldes zulassen. Die Waldzustandserhebung orientiert sich an denLändergrenzen, eine Aussage über die Schadentwicklungentsprechend der Schadstoffbelastung in manchen Regionen kanndaher nicht immer getroffen werden.

In der Waldschadenserhebung wird der Kronenzustand anhand derKronenverlichtung und der Nadel-/Blattvergilbung den Schadstufen0 bis 4 zugeordnet. Der Anteil der vergilbten Nadel-/Blattmassewird ebenso eingeschätzt. Die Ergebnisse beider Merkmalewerden in Kronenzustandsstufen zusammengefaßt. Die folgendeTabelle erläutert die verschieden Schadstufen:

        Schadstufe                       Nadel-/Blattverlust               Grad des           
    Nadel-/Blattverlust                                               Nadel-/Blattverlustes              
        0                                  bis zu 10 %                        kein       
        1                                  > 10 - 25 %          leicht (Warnstufe)        
        2                                  > 25 - 60 %                 mittelstark        
        3                             > 60 % - < 100 %                       stark        
        4                                        100 %                  toter Baum    

        Schadstufe                               Nadel-/                    Grad der Nadel-/         
        Vergilbung                          Blattvergilbung                  Blattvergilbung           
        0                                  bis zu 10 %                        kein       
        1                                  > 10 - 25 %                      leicht        
        2                                  > 25 - 60 %                 mittelstark       
        3                                       > 60 %                       stark       
        4                                                               toter Baum 

Tab. 1: Nadel-/Blattverlust und Vergilbung nach der UN/ECE und EU Klassifizierung
Europäische Kommission, Der Waldzustand in Europa, 1996

Blatt- bzw. Nadelverlust über 10 % bedeutet nach der bisherigenEinteilung eine Abweichung von der angenommenen Idealbelaubung.Diese Toleranzgrenze berücksichtigt natürliche Unterschiedein der Belaubungsdichte. In den Waldzustandberichten werden deutlicheSchäden (Summe der Schadstufen 2, 3 und 4) neben den Stufen0 und 1 (Warnstufe) dargestellt. In der Bewertung wird nicht unterschieden,welche Schadursachen Veränderungen der Kronendichte oderVerfärbungen bewirkt haben. Schäden bekannter Ursachewie z. B. offensichtliche Hagel- oder Blitzschäden, Schädendurch Wind oder Borkenkäferbefall werden nicht als neuartigeWaldschäden protokolliert.

Die Ausbildung der Krone wird natürlicherweise von vielenFaktoren beeinflußt. Der Kronenzustand drückt Summenwirkungenvon standörtlichen und genetischen Einflußfaktorenaus. Bäume haben nur wenige Möglichkeiten auf unterschiedlicheKrankheitsursachen äußerlich sichtbar zu reagieren.Äußere Einflüsse wie Trockenheit und Nährstoffmangel,Wind, Insektenfraß, Immissionen oder waldbauliche Maßnahmenkönnen gleichermaßen zu Nadel-/Blattverlusten und Vergilbungenführen. Ein unmittelbarer Rückschluß auf die Ursachedes veränderten Kronenzustandes ist nicht möglich. Aussagenüber die Schadursachen der Kronenverlichtung könnteman bekommen, wenn man in der Waldzustandserfassung zusätzlichstandörtliche Parameter wie klimatische Bedingungen und Schadstoffeinträgeeinbeziehen würde. Die Waldzustandserhebung erfaßtden Kronenzustand, nicht aber den Waldzustand. So zeigen Bäumemit starkem Blatt-/Nadelverlust oft hohe Zuwachsraten. Um derartigwidersprüchliche Phänomene beurteilen und Ursachen benennenzu können, muß der Zustand des Waldes als komplexesÖkosystem in seiner Gesamtheit erfaßt werden. Dazugehören auch Artenvielfalt, Bodenzustand, Holzzuwachs, Wurzelwachstum,Nährstoff- und Wasserversorgung. Die Erfassung dieser Parameterist allerdings aufwendiger und die Auswertung schwieriger.

3. Ergebnisse der Waldzustandberichte

Seit 1984 führen die Bundesländer nach einem einheitlichenVerfahren Waldschadenserhebungen an den Hauptbaumarten durch.1987 wurde die Waldschadenserhebung in den Ländern der EuropäischenUnion eingeführt, 1991 in den neuen Bundesländern sowiein einigen osteuropäischen Ländern. In allen Fällenbasieren die Untersuchungen auf einer Beurteilung des Baumkronenzustandes.

Das in den frühen 80er Jahren befürchtete rasche undgroßflächige Sterben der Wälder ist nicht eingetroffen.Offenbar waren die bereits ergriffenen Maßnahmen der Luftreinhaltung,des Waldbaus und der Bodensanierung erfolgreich. Je nach Baumart,Region und Jahr hat sich der Zustand der Wälder unterschiedlichentwickelt. Insgesamt hat sich der Waldzustand auf hohem Schadniveaustabilisiert. In Deutschland wurden im Waldzustandsbericht1996 im Durchschnitt bei > 20 % der Bäume deutliche Schädenfestgestellt (größer 25 % Nadel-/Blattverlust).Am stärksten sind im Augenblick Buchen und Eichen geschädigt.In den ostdeutschen Ländern sind die deutlichen Schädenzwischen 1991 und 1996 von 38 % auf 16 % zurückgegangen.Auffällig ist die Parallelität der Entwicklung des Schadniveausbei den Nadelbäumen mit dem Rückgang der Schwefel-Emissionen.Beim Rückgang der Schäden der Nadelbäume mußauch berücksichtigt werden, daß große Flächenmit deutlichen Schäden neu angepflanzt wurden. Insgesamtläßt sich festhalten, daß die Nadel- und Blattmassein Deutschland in den letzten Jahren zurückgegangen ist.Der Verlauf der Schadentwicklung von 1984 bis 1996 kannder folgenden Tabelle entnommen werden:

                       Anteil der Schadstufen 2 - 4 [in %]                          Jahr          Fichte                 Kiefer                  Buche               Eiche        
 
         N     O     S    D     N     O     S    D     N     O     S    D     N     O    S     D    
 1984    14    -    22    21   13     -    25    21    6     -    14    11    8     -    10     6  
 1985    13    -    27    24   11     -    20    17    7     -    17    15    9     -    20   16   
 1986    14    -    24    22    8     -    18    15   13     -    21    19   11     -    24   20   
 1987    13    -    18    17    3     -    16    12   25     -    20    22   18     -    24   22   
 1988    13    -    15    15    6     -    15    12   14     -    18    17   18     -    25   24   
 1989    11    -    14    14    4     -    14    11   21     -    22    22   22     -    27   26   
 1990    14   31     -    -     5    30     -    -    34    54     -    -    19    69    -     -   
 1991    13   38    22   23*    4    39    25   29*   20    41    28   28*   16    50    32   31*  
 1992    12   37    24    24    4    30    23    24   29    47    39    38   24    44    31   32   
 1993    16   35    21    22    9    23    22    20   26    43    31    32   31    55    49   45   
 1994    16   33    23    24   11    18    27    20   24    28    36    32   30    46    51   45   
 1995    13   27    21    21    9    13    22    15   33    40    38    37   23    36    42   35   
 1996    -    22    19    18    -    11    19    13    -    30    35    32    -    47    52   48   

* = Beginn einer neuen Zeitreihe für das seit dem 03.10.1990 erweiterte Bundesgebiet

- = keine Angaben verfügbar

1996: NW wurde mittels Korrekturwert berücksichtigt

Tab. 2: Entwicklung der deutlichen Schäden nach Baumartenund Ländergruppen in den Jahren 1984 bis 1996
(N = nordwestdeutsche, O = ostdeutsche, S süddeutsche Länder,D = Bundesrepublik Deutschland)
Waldzustandsbericht der Bundesregierung, 1996

Das Ergebnis der europäischen Erhebung von 1995 zeigtim Durchschnitt bei 26,8 % der Stichprobenbäume deutlicheSchäden, d. h. Schadstufen 2, 3 und 4. 1994 betrugder Anteil deutlich geschädigter Bäume innerhalb dervergleichbaren gemeinsamen Stichprobe 25,2 %. Die Gebiete mitdem stärksten Nadel-/Blattverlust liegen in Mitteleuropa.In Polen sind zum Beispiel die deutlichen Schäden von 20% im Jahre 1988 auf 55 % 1994 stark gestiegen, dagegen haben siein Österreich von 11 % im Jahre 1989 auf 8 % 1994 abgenommen.

4. Weitere Methoden des Waldmonitorings

Ergänzend zur Waldzustandserhebung nehmen die Länderweitere Untersuchungen des Waldzustandes vor, die je nach Untersuchungszielund der zur Verfügung stehenden Mittel unterschiedlich sind.

4.1 Luftbildauswertung

Grundlage dieser Methode ist die Beurteilung des Kronenzustandesaus der Luft. In Ergänzung zur punktuellen Kronenzustandsansprachekönnen so flächendeckende Aussagen gemacht werden. AufFarb-Infrarotbereich-Luftbildern werden Schäden an unterschiedlichenFärbungen sichtbar. Luftbildaufnahmen und -interpretationensind aber vor allem zur regionalen Erhebung brauchbar.

4.2 Satellitenbildauswertung

Erderkundungssatelliten erfassen mittels multispektraler Scanneraufnahmenalle 16 - 26 Tage die Erdoberfläche. Durch die satellitengestützteWaldzustandskartierung ist eine kontinuierliche Dokumentationvon Informationen möglich. Der Zustand und die Entwicklungvon großen Waldflächen kann, auch nachträglich,durch die Auswertung mehrerer Bildjahrgänge beurteilt werden.

4.3 Dauerbeobachtungsflächen

Um einen Beitrag zu einem besseren Verständnis der Ursache-Wirkungsbeziehungzu erhalten, ist eine intensive Erfassung nötig. So könnenveränderte Umweltbedingungen und deren Auswirkung auf Waldökosystemeanalysiert werden. Auf repräsentativ ausgewählten Dauerbeobachtungsflächenwerden neben der Bewertung des Kronenzustandes intensive Untersuchungenwie beispielsweise Boden- und Nadel-/Blattanalysen, Zuwachs-,Depositions- und meteorologische Messungen vorgenommen. Ein solchesMonitoringprogramm gibt es beispielsweise in Bayern mit einemNetz von 68 Walddauerbeobachtungsflächen. Seit 1995 wirdein europaweites Dauerbeobachtungsflächen-Programm durchgeführt.

4.4 Waldbodeninventur

Waldböden als wesentlicher Bestandteil der Waldökosystemehaben große Bedeutung für die Wasserversorgung. Siesind durch den hohen Eintrag von Schadstoffen und deren Anreicherungim Boden gefährdet. Um den Zustand der Waldböden unterImmissionseinflüssen ermitteln zu können, haben dieLänder eine bundesweite Bodenzustandserhebung durchgeführt.Auf Bodendauerbeobachtungsflächen werden bodenchemische und-physikalische Größen gemessen. Erste Ergebnisse zeigeneine großflächige Versauerung der Waldbödenund Nährstoffdefizite auf bestimmten Standorten. Dasbundesweite Gesamtergebnis wird gegen Ende 1996 erwartet.

5. Perspektiven der Waldökosystemforschung und der Waldzustandserhebung

Die zahlreichen Einzelergebnisse aus der Waldschadensforschungkonnten die Wechselwirkungen zwischen Wald und Umwelt nicht darstellen.Die klassische Waldschadensforschung ist durch die Waldökosystemforschungabgelöst worden, die klären soll, wie ein gesunderWald als komplexes Ökosystem definiert ist. Schon 1989 wurdenin Göttingen, Kiel und Bayreuth Ökosystemforschungszentrengegründet, die das Verständnis über die Strukturenund die Funktion von Waldökosystemen verbessern sollen. Sokann vielleicht die widersprüchlich erscheinende Beobachtung,daß selbst bei verringerter Nadel-/Blattmasse viele Wälderheute stärker wachsen, besser verstanden werden.

Schlußfolgerungen aus dem Kronenzustand auf den Gesundheitszustanddes Baumes sind nur unter Hinzuziehung weiterer Erkenntnisse möglich.Beispielsweise ist eine Schädigung der Kiefer durch Stickstoffam Kronenzustand nicht erkennbar, eine Überdosis Stickstoffführt sogar zunächst zu einer Zunahme der Kronendichte.Die Ableitung von Waldschäden ist aus der Erhebung des Kronenzustandesdaher nur sehr eingeschränkt möglich. Da die zeitlicheEntwicklung des Kronenzustandes aber ein wichtiges Signal fürdie Vitalität der Bäume ist, halten Wissenschaftlereine Waldzustandserfassung auch künftig für notwendig.Es wird allerdings diskutiert, welcher Grad an Nadel-/Blattverlustphysiologisch noch als "normal" betrachtet werden kann,da sogar Bäume mit bis zu 70 % Nadel-/Blattverlust wiederzur vollen Benadelung/Belaubung zurückkehren können.Weitere Parameter sollten hinzugezogen werden: Waldstruktur, Blatt-und Nadelanalysen, Zuwachsmessungen, Sickerwasseranalysen, Bodenuntersuchungen,bioklimatische Informationen. Die Durchführung dieser bereitsbekannten und aussagekräftigen Verfahren ist allerdings nichtso einfach realisierbar wie die visuelle Bewertung einer Baumkrone.Die Bundesregierung plant daher eine Expertengruppe einzuberufen,die klären soll, ob und wie die bisherigen Beurteilungskriterienverbessert und erweitert werden können. Das europaweiteDauerbeobachtungsflächen-Programm hat bereits den Grundsteinfür ein "ökologisches Monitoring" desWaldes gelegt.

Verfasserin: Beatrice Froese, Information Umwelt, November1996

Die Information Umwelt vermittelt Ihnen gerne Experten und Literaturzum Thema Waldschadensforschung. Unterlagen zum Journalistenseminar"Patient Wald - sterbenskrank oder kerngesund?" erhaltenSie bei der Information Umwelt.

Literatur:

Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaftund Forsten (Hrsg., 1995 und 1996): Waldzustandsbericht 1994 und1995 der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft.Freising-Weihenstephan

Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen(Hrsg., 1990): Waldschadensforschung in Bayern: Koordinierungdurch die Projektgruppe Bayern zur Erforschung der Wirkung vonUmweltschadstoffen (PBWU). München

Bundesministerium für Forschung und Technologie (Hrsg., 1992):10 Jahre Waldschadensforschung, Bilanz und Ausblick. Bonn

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft undForsten (Hrsg., 1995 und 1996): Waldzustandsbericht der Bundesregierung1994 und 1995 - Ergebnisse der Waldschadenserhebung. Bonn

Europäische Kommission (Hrsg., 1995 und 1996): Der Waldzustandin Europa - Ergebnisse der Erhebung 1994 und 1995, Kurzbericht1995 und 1996. Brüssel, Genf

European Forest Institute (Hrsg., 1996): Growth Trends in EuropeanForests, Research Report No. 5, Springer-Verlag, Heidelberg 1996

Projektgruppe Bayern zur Erforschung der Wirkung von Umweltschadstoffen(PBWU) (Hrsg., 1991): Expertentagung Waldschadensforschung imöstlichen Mitteleuropa und in Bayern. GSF-Bericht 24/91.Neuherberg

Projektgruppe Bayern zur Erforschung der Wirkung von Umweltschadstoffen(PBWU) (Hrsg., 1993): Stoffeinträge aus der Atmosphäreund Waldbodenbelastung in den Ländern von ARGE ALP und ALPEN-ADRIA.GSF-Bericht 39/93. Neuherberg

Reuther, M. et al. (1993): PBWU-Schlußbericht 1984-1993,Teilprojekt "Waldschäden", GSF-Forschungszentrumfür Umwelt und Gesundheit, GmbH