Boden und Umwelt

Die Abteilung Boden und Umwelt befasst sich in Forschung und Beratung mit den boden- und ernährungskundlichen Grundlagen der Forst- und Waldwirtschaft. Waldböden sind Schnittstellen zahlreicher Stoffkreisläufe im Ökosystem Wald. Ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften sind maßgeblich dafür verantwortlich, wie gut Waldbestände mit Nährstoffen und Wasser versorgt werden. Außerdem sind sie ein besonders effektiver Speicherraum für Wasser und halten Schadstoffe wie Schwermetalle, Säuren oder Stickstoff im Boden zurück und/oder bauen sie ab.

Arbeitsbereiche

Das deutschlandweit etablierte Forstliche Umweltmonitoring liefert belastbare Daten und Erkenntnisse über Zustand und Entwicklung der Wälder. Der Arbeitsbereich „Forstliches Umweltmonitoring“ sichert den Betrieb, die Datenerfassung, die Qualitätssicherung sowie das Reporting in den Messnetzen des Forstlichen Umweltmonitorings. Dieses umfasst die Bodenzustandserfassung (BZE), das Depositionsmessnetz, das Level II-Stoffflussmessnetz, die Terrestrische Waldschadensinventur (TWI) und zehn Waldklimastationen. Die Messnetze sind Datenbasis für themenspezifische Auswertungen aller anderen Arbeitsbereiche der Abteilung, insbesondere für Fragen zum Stoffhaushalt von Wäldern und für die Klimafolgenforschung. Die erhobenen Daten fließen direkt in die Politik- und Praxisberatung ein.

Weiterführende Informationen

Projekte im Arbeitsbereich

Biodiversität von Waldböden: Bodenfauna

1588 Trotz der großen Bedeutung der Bodenfauna im ökosystemaren Zusammenhang, ist ihr Zustand bisher zu wenig im Fokus des Umweltmonitorings im Wald. Möglichkeiten aufzuzeigen, wie auf dem Zustand der Bodenfauna basierende Indikatoren in das forstliche Umweltmonitoring integriert werden könnten, ist Ziel des Projekts Biodiversität von Waldböden: Bodenfauna. Als Vertreter der Bodenmakrofauna werden in diesem Projekt Laufkäfer und Regenwürmer untersucht und als Vertreter der Bodenmesofauna Springschwänze und Hornmilben. Laufkäfer können in vielfältiger Weise als Bioindikatoren bzw. als Indikatoren für den Zustand der Biodiversität eingesetzt werden, was neben ihrer weiten Verbreitung in Landlebensräumen an der Vielzahl der von ihnen besetzten Nischen liegt. Deshalb sollten sie auch im Rahmen eines Wald-Boden-Biodiversitätsmonitorings berücksichtigt werden. Regenwürmer werden häufig als Ökosystemingenieure bezeichnet, da sie durch ihre Aktivität im Boden sowohl den Gas- und Wassertransport beeinflussen als auch für eine Vermischung von mineralischer und organischer Substanz sorgen. Da es sich bei Regenwürmern um eine der funktionell bedeutsamsten Gruppen der Bodenfauna der gemäßigten Klimazonen handelt werden sie im Rahmen des Projektes auf ihre Eignung als Indikatoren untersucht. Springschwänze und Hornmilben sind als Teil der Mesofauna sogenannte Sekundärzersetzer, die insbesondere in den häufig eher sauren Waldböden eine wichtige Rolle in Nährstoffkreisläufen spielen. Als Indikatoren sind sie auf Grund ihrer weiten Verbreitung, sowie hohen Individuen- und Artendichte von großem Interesse. Im Rahmen des Vorhabens werden Zusammenhänge zwischen den genannten Vertretern der Bodenfauna und Bodeneigenschaften, Bestandstypen sowie Waldökosystemzuständen repräsentativ für Baden-Württemberg untersucht, um die Grundlage für ein Wald-Boden-Biodiversitätsmonitoring zu erarbeiten. Um die vorgenannten Wechselwirkungen ableiten zu können, werden exemplarisch solche Flächen untersucht, zu denen aus anderen Projekten bereits eine Vielzahl von Boden- und Umweltdaten vorliegen (z.B. Bodenzustandserhebung (BZE), Intensives Forstliches Umweltmonitoring - Level-II). Neben Umwelteinflüssen wie Stickstoffdeposition, Witterung und Bodeneigenschaften hat auch anthropogenes Handeln großen Einfluss auf Artenzusammensetzung und Abundanz der Bodenorganismen. Dazu zählen im Wald neben der Bewirtschaftungsintensität unter anderem Baumartenwahl und Bodenschutzkalkung. 2018 2019 ohne Schwerpunkt Forstliches Umweltmonitoring Boden und Umwelt Waldschutz (Bearbeitung des Teilprojektes 3 (Mikroorganismen))

Level II - Dauerbeobachtungsflächen und Stoffflussmessnetz

70 Die 10 Standorte des Level II - Messnetzes sind eine Untermenge der Depositionsmessnetzstandorte und der Kronenzustands-Dauerbeobachtungsflächen der Abt. Boden und Umwelt. Die Kombination von Kronenzustandserfassung, Depositions- und Stoffhaushaltsmessungen sowie bodenkundliche Untersuchungen sollen an diesen Standorten die Identifikation und Prüfung von kausalanalytischen Hypothesen zur Erklärung der Ökosystementwicklung ermöglichen. An den Messorten Rotenfels, Altensteig, Heidelberg, Esslingen, Ochsenhausen und Conventwald wird die Wirkung von atmogenen Stoffeinträgen auf Transportprozesse in der Bodenlösung untersucht. Die Messorte repräsentieren Stoffflusstypen, welche sich durch die Hauptbodenart und Depositionsmerkmale (stoffliche Zusammensetzung, Belastungsintensität) definieren. Die Standorte Heidelberg und Esslingen werden im Rahmen des "Bodenintensivmessnetzes" mit der LfU gemeinsam betrieben. Mit Ausnahme von Esslingen sind alle Standorte Level II-Flächen. Eine Zusammenarbeit erfolgt mit allen am Level II-Programm beteiligten EU-Ländern und den Forstlichen Versuchsanstalten der am Level II-Programm beteiligten Bundesländer. 1994 ohne Schwerpunkt Forstliches Umweltmonitoring Boden und Umwelt Waldschutz Peter Hartmann

Im Mittelpunkt des Arbeitsbereiches „Boden- und Klimaschutz“ stehen Erhebungen zur Bodenbelüftung, zu Befahrungsschäden und deren Regeneration sowie Untersuchungen zu Treibhausgasflüssen und zur Kohlenstoffsequestrierung. Es werden bodenphysikalische Transfer- und Zustandsgrößen für die Parametrisierung von Modellen in den Arbeitsbereichen „Wald und Wasser“ und „Ernährung und Stoffhaushalt von Wäldern“ sowie für die Klimafolgenforschung der FVA bereitgestellt. Hierfür werden Labor- und Feldmethoden, insbesondere im Bereich der Bodenphysik und der Bodengasmessung, weiterentwickelt und standardisiert.

Projekte im Arbeitsbereich

Aktuell kein Projekt vorhanden.

Die Bedeutung von Wäldern für die chemische Qualität von Oberflächen- und Grundwasser und damit für die Trinkwasservorsorge sowie die Adaptation von Waldökosystemen an veränderte Klimabedingungen sind gesellschaftlich relevante Themen. Im Arbeitsbereich „Wald und Wasser“ werden Wasserhaushaltsmodelle auf Versuchsflächen und Landschaftsregionen erstellt, um Fragestellungen in den Themenbereichen Trockenstress-Risiko, Trinkwasservorsorge und Hochwasserprävention zu bearbeiten.

Für die Klimafolgenforschung der FVA werden grundlegende Wasserhaushaltsinformationen bereitgestellt. In Labor- und Feldversuchen werden Auswirkungen von Extremwetterlagen (Starkregen, Hitze, Trockenheit) auf Stoffausträge untersucht. Für die Waldbesitzenden werden Praxishilfen zur wasserschonenden Waldbewirtschaftung erarbeitet.

Projekte im Arbeitsbereich

FunDivEUROPE (FUNctional significance of forest bioDIVersity in EUROPE) Water and element fluxes at stand- and landscape level, as basis for assessing ecosystem services

1165 2011 2015 Klimafolgenforschung Wald und Wasser Boden und Umwelt (Wasser- und Stoffhaushalt) Biometrie und Informatik (Kohlenstoffspeicherung) Gerald Kändler

Im Mittelpunkt des Arbeitsbereiches „Ernährung und Stoffhaushalt von Wäldern“ stehen das kontinuierliche Monitoring der Bodenfruchtbarkeit sowie die Bewertung von Trends und Mangelsituationen in der Waldernährung. Neben Versauerungsaspekten werden verstärkt Fragen zum Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf untersucht. Für unterschiedliche forstbetriebliche und waldbauliche Managementstrategien werden Nährstoffbilanzen erstellt und darauf aufbauend Handlungshinweise für die Praxis abgeleitet. Für die Umsetzung des mittelfristigen Programms zur regenerationsorientierten Bodenschutzkalkung werden Planungsgrundlagen erstellt und die Landesforstverwaltung bei der Umsetzung des Programms unterstützt.

Weiterführende Informationen

Projekte im Arbeitsbereich

Waldbodenkalkung als Maßnahme zur Erhöhung der Anpassungsfähigkeit der Wälder an den Klimawandel und zur Sicherung und Erhöhung der CO2-Speicher- und Senkenfunktion der Wälder

1411 Mit dem Vorhaben sollen die Einflüsse der Waldbodenkalkung auf die C-Sequestrierung in Waldökosystemen einerseits und auf die Resilienz der Ökosysteme bei sich ändernden Klimabedingungen andererseits quantifiziert werden. Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für Handlungsempfehlungen zum Schutz der Wälder unter sich verändernden Klimabedingungen und zur nachhaltigen Stärkung ihrer Ökosystemdienstleistungen zu erweitern. Neben dem Bodenschutz, insbesondere seiner Klimafunktion, ist hier auch der Hochwasserschutz von hoher gesellschaftlicher Relevanz. Im Hinblick auf dieses Ziel sind die im Rahmen dieses Vorhabens zu untersuchenden Wirkungen der Kalkung auf (1) die C-Dynamik in Waldökosystemen, (2) die Biomassebildung, (3) die Bodenstruktur und (4) die Vertiefung der Wurzelsysteme als Folge der Bodenentsauerung von besonderer Bedeutung. (5) Außerdem wird der Effekt der Kalkung auf klimarelevante Spurengasflüsse zwischen Waldböden und Atmosphäre bilanziert, um eine mögliche Minderung der kalkungsbedingten Stabilisierung der Waldökosysteme und damit ihrer C-Sequestrierung durch ggf. erhöhte Spurengasflüsse (z.B. N2O) in der Gesamtbewertung zu berücksichtigen. (6) Als zentrale Vitalfunktion wird die Wirkung der Bodenschutzkalkung auf die Waldernährung und das Baumwachstum untersucht. 2017 2021 ohne Schwerpunkt Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Boden und Umwelt (Quantifikation der Wirkung der Kalkung auf Wasser- und Nährstoffversorgung, sowie die Spurengasflüsse und damit auf die Treibhausgasbilanz) Roland Hoch Lelde Jansone

Validierung von Critical Limits für Stickstoff von ausgewählten Waldgesellschaften

1511 Vor dem Hintergrund anhaltend hoher Stickstoffeinträge sollen die derzeit angewandten Grenzwerte für Critical Limits (d.h. kritische Konzentrationen in der Bodenlösung) für Stickstoff in Wäldern, die bisher lediglich auf Experteneinschätzungen beruhen, überprüft werden. Neben der Erhebung einer objektiven Datenbasis zur Ableitung von Critical N Limits zielt das Projekt darauf ab, die Grenzwerte für kritische N-Einträge stärker als bisher zwischen den unterschiedlichen Waldgesellschaften und FFH-Lebensraumtypen zu differenzieren. Hierfür werden zeitgleiche Erhebungen von Vegetationsdaten und Standorts- bzw. Bodenkennwerten in ausgewählten (stickstoffsensitiven) Waldgesellschaften Baden-Württembergs entlang eines an der Vegetation orientierten Stickstoffgradienten durchgeführt. Anhand dieser Datenbasis werden die Zusammenhänge zwischen der Stickstoffkonzentration im Boden sowie anderer Boden- und Umweltvariablen und Veränderungen der Krautschicht untersucht. Das Kriterium zur Bewertung der Stickstoffsensitivität der verschiedenen Waldgesellschaften ergibt sich aus dem Vergleich zwischen der Stickstoffverfügbarkeit und dem Erhaltungszustand der Wälder. Letzterer wird durch den Anteil nicht zum Grundbestand der Waldgesellschaften gehörigen nitrophilen Pflanzen definiert. 2017 2020 Waldnaturschutz und Biodiversität Ernährung & Stoffhaushalt von Wäldern (ab 2013) Waldnaturschutz (Vegetationsaufnahmen Erstellung multivariater Schätzmodelle für die Ableitung von Critical Limits für die einzelnen Vegetationsgesellschaften) Boden und Umwelt (Koordination Durchführung und Auswertung der Bodenuntersuchungen Erstellung multivariater Schätzmodelle für die Stickstoffsättigung Regionalisierung der Stickstoffdeposition (Freiland, Bestand)) Marina Roth Andrea Hölscher

Aktuelle Forschungsergebnisse

Depositionsmessnetz - Zeitreihen der Stoffeinträge in die Wälder

Im Depositionsmessnetz der FVA werden die Stoffeinträge in Wälder Baden-Württembergs gemessen.
Die Zeitreihen sind um die aktuellen Messwerte für das Jahr 2017 ergänzt.

Kronenzustandserhebung

Die Kronenzustandserhebung ist das zentrale Instrument zur Untersuchung des Vitalitätszustandes der Wälder. Im Zusammenspiel mit anderen Untersuchungen des Forstlichen Umweltmonitorings ist es dabei das Ziel, Veränderungen der Waldökosysteme frühzeitig zu erkennen und deren Ursachen zu ergründen, um daraus Handlungsempfehlungen ableiten zu können.

Die Messreihen sind um die Aufnahmedaten von 2017 ergänzt.

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Depositionsmessnetz - Zeitreihen der Stoffeinträge in die Wälder

Im Depositionsmessnetz der FVA werden die Stoffeinträge in Wälder Baden-Württembergs gemessen.
Die Zeitreihen sind um die aktuellen Messwerte für das Jahr 2016 ergänzt.

Projekt CAMARO-D

CAMARO-D (Cooperating towards Advanced Management Routines for land use impacts on the water regime in the Danube river basin) ist ein überregionales Interreg-Projekt, an dem 14 Partner aus 9 Ländern teilnehmen.

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Bodenzustandserhebung BZE

Im Rahmen der BZE werden der Zustand und die Veränderung von Waldböden, Vegetation, Kronenzustand und der Waldernährung an 304 Stichprobenpunkten in Baden-Württemberg im 15-Jahresabstand untersucht. Ziel ist es, den aktuellen Zustand sowie die Entwicklung der Nährstoffversorgung und der Versauerungstendenzen zu erfassen. Ebenso wurde mit der Erfassung bodenphysikalischer Parameter die Grundlage für eine Wasser- und Lufthaushaltsbewertung geschaffen, die im Rahmen des stattfindenden Klimawandels unentbehrlich ist.

Weiterlesen unter http://bze.fva-bw.de

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