Zustand und Entwicklung der Wasserqualität in bewaldeten Einzugsgebieten - Forstbetriebliche Steuerungspotenziale
[ Projektziele ] [ Projekt Optimierung wasserwirtschaflicher Belange ]
Projektdetails
1. Hintergrund
In forstökologischen Dauerbeobachtungsgebieten in den Vogesen (Aubure) und im Schwarzwald (Conventwald, Kleine Kinzig, ARINUS-Versuchsflächen am Schluchsee) werden Stoffein- und -austräge sowie Qualitätsänderungen, denen das Wasser bei seinem Durchgang durch das Waldökosystem unterliegt, miteinander verglichen. Hintergrund ist die durch Säure- und Stickstoffeinträge beeinträchtigte Puffer- und Filterfunktion der Waldböden. Standortbezogen wird untersucht, inwieweit durch forstbetriebliche Steuerungsmöglichkeiten (Bestandeszusammensetzung, Hiebsform, Kalkung und Flächenbefahrung) die bedrohten Bodenfunktionen unterstützt werden können. Auf Einzugsgebietsebene soll im nächsten Schritt mit Hilfe von Regionalisierungsansätzen die historische Entwicklung der Elemente (z.B. pH-Wert und Ca-Konzentration) sowie der gewässerchemische Zustand früher und heute beurteilt werden. Daraus ergibt sich ein langfristiger Entwicklungsbedarf, aus welchem - gestützt auf die forstbetriebliche Varianten der Fallstudien, der die forstbetriebliche Steuerungspotentiale für die Boden- und Gewässerentwicklung identifiziert - Bewirtschaftungsempfehlungen abgeleitet werden können.
2. Datenbasis
Die Untersuchungen basieren auf umfangreichen Daten zur Beschreibung des Ökosystemzustandes in den betrachteten Einzugsgebieten. Dazu zählen Stoffeinträge mit dem Freiland- und Bestandesniederschlag, Elementkonzentrationen in der Bodenmatrix, im Bodensickerwasser und im Bachwasser, Abflussmengen, chemische Charakterisierung des Ausgangsgesteins, und qualitative Bodenbeschreibungen (Entwicklungstiefe, Horizonte, Textur). Hinzu kommen Angaben zur forstlichen Bewirtschaftung (Kalkungskarten, Forsteinrichtungskarten und Bestandeskarten), geologische Karten, Bodenkarten sowie digitale Höhenmodelle.
3. Methoden
Die zeitliche Entwicklung der Bestandes- und Freilandniederschläge sowie der im Bach- und Bodenwasser gemessenen Elementkonzentrationen gibt Hinweise auf mögliche Ursachen für Änderungen im gewässer- und bodenchemischen Zustand der verschiedenen Untersuchungsgebiete. Für die Aufstellung gebietsbezogener Elementbilanzen wird der Wasserhaushalt der Einzugsgebiete und die Abflussbildung in ihrer räumlichen und zeitlichen Differenzierung mit dem Differenzganglinienanalyseverfahren DIFGA analysiert. Aufbauend auf die so gewonnenen Kenntnisse über den Wassertransport in den Einzugsgebieten können Stoffbilanzen für die einzelnen Ökosystemkompartimente erstellt werden. Im letzten Schritt werden Zusammenhänge zwischen den berechneten Stoffbilanzen und den in den Untersuchungsgebieten vorherrschenden forstlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen untersucht, wodurch der Einfluss verschiedener forstlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die Entwicklung der hydrologischen und bodenchemischen Zustände in den Untersuchungsgebieten eingeschätzt werden kann.