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Waldbodenökologie

Verfasst: 13 Jan 2010, 11:59
von kurt
Hallo zusammen

Ich will Gata nicht länger auf die Folter spannen. Wie Seba 79 angedeutet hat, geht es mir hier um den Waldboden.
Bei Wiesen, Äckern, Feldern und Gärten wird der Nährstoffaustrag aus dem Boden durch die Ernte teilweise wieder kompensiert durch Düngung (Mist, Jauche, Kunstdünger). Auch die Fruchtfolge vermindert eine einseitige Verarmung des Bodens. Hier kann von einer gewissen nachhaltigen Bewirtschaftung gesprochen werden.
Alle Stoffe, die der Baum benötigt, entzieht er dem Boden (Vernachlässigen wir hier mal das Kohlendioxyd) und verarbeitet sie zu Holz, Bast, Rinde und Blätter. Diese Stoffe werden dem Waldboden normalerweise wieder zugeführt durch die Arbeit der Zersetzer (Mikroorganismen, Käfer, Würmer, Pilze etc.) Wenn dieser Kreislauf nun durch die Entnahme von Bäumen gestört wird, muss der Waldboden doch langsam aber sicher verarmen. Eine künstliche Düngerzufuhr wie in der Landwirtschaft erfolgt hier nicht. Noch nicht? Versuche mit der Kalkung wurden ja schon durchgeführt, aber wohl mehr wegen des sauren Regens. Wie seht Ihr das? Was werden die Folgen sein? Wird sich das Artenspektrum verändern, da "Starkzehrer" nicht mehr genügend Nahrung finden und von "Schwachzehrern" überflügelt werden?
Angeregt zu diesen Überlegungen wurde ich durch das Aussehen meines "Urwaldes". Dort liegen in Massen kreuz und quer die Überreste von abgestorbenen Bäumen herum, momentan hauptsächlich Birken, Schwarzerlen und abgestorbene Äste von Eichen.

Gruss
Kurt

Verfasst: 13 Jan 2010, 13:33
von rolf7
Hallo Kurt

Ich denke die Holzentnahme führt nicht zu einer Nährstoffverarmung der Waldböden. Der Nährstofgehalt im Boden ist in einem Gleichgewicht. Fehlende Nährstoffe werden durch verschiedene Prozesse wieder freigesetzt. Im Boden stark gebundene Nährstoffe werden in leichtgebundene und pflanzenverfügbare Formen umgewandelt. Die Nachlieferung kann aus tieferen Bodenschichten erfolgen.

Beim mengenmässig wichtigsten Nährelement, dem Stickstoff, darf man nicht vergessen, dass pro Jahr und Hektare ca 30 kg Reinstickstoff durch die Niederschläge in den Boden eingetragen werden. Dies entspricht einer natürlichen, jährlich wiederkehrenden, leichten Düngung.

Bei einer forstwirtschaftlich kompleten Rohdung, die nur alle x Jahrzehnte statfinden kann, wird dann nur das wirtschaftlich interessante Stammholz verwendet. Äste bleiben meist im Walde und unterstützen so wieder den Nährstoffkreislauf. Summa sumarum ist der Nährstoffentzug durch Holzschlag gering. Das Gegenteil scheint in gewissen Regionen der Fall zu sein. Untersuchungen bestätigen ein Steigen der Nährstoffgehalte.

Wie du richtig festgestellt hast, diente die Kalkung nicht primär der Nährstoffversorgung, sondern der Neutralisation des tiefen pH-Wertes.
Lg Rolf

Verfasst: 13 Jan 2010, 13:49
von LCV
Hallo Rolf,

das war ja bisher immer so. Wenn aber durch die boomenden Pelletheizungen sogar die Wurzelstöcke ausgerissen werden und der Wald praktisch komplett ausgeräumt wird, dürfte der Haushalt durcheinander kommen. Außerdem sind solche Flächen erhöhter Bodenerosion ausgesetzt.

Gruß Frank

Verfasst: 13 Jan 2010, 14:29
von stefan
Hallo Rolf,
rolf7 hat geschrieben:... Die Nachlieferung kann aus tieferen Bodenschichten erfolgen.
.... Äste bleiben meist im Walde und unterstützen so wieder den Nährstoffkreislauf. Summa sumarum ist der Nährstoffentzug durch Holzschlag gering. ...
Nährstoffentzug durch Holzeinschlag ist gering - darin stimme ich Dir zu.
Die Nutzung von Holzschnitzeln, Holzsammlung (mit Sammelschein erlaubt) etc. führen aber natürlich dazu, daß der Kreislauf ins Ungleichgewicht kommt.
Hier geht es um mineralische Nährstoffe (K, Ca, Mg, Na, P, sonstige Spurenelemente) - viele Waldböden sind schon natürlicherweise nährstoffarm, durch sauren Regen zusätzlich verarmt. Die Nährstoff-Freisetzung aus dem Boden ist natürlich eine zusätzliche Quelle zum Kreislauf über Streu und Zersetzung. Aber auch das führt zu einer Verarmung, da die Nachlieferung aus tieferen Bodenschichten - aus Verwitterung (!) viel langsamer ist.

Tropische Regenwälder sind Beispiele für Ökosysteme, die (praktisch) komplett vom kurzen Nährstoffkreislauf über die Streu, Zersetzung, Aufnahme durch die Pflanzen leben. Jede Urwaldrodung führt (verstärkt durch Erosion) zum Totalverlust der Fruchtbarkeit.

Ich habe keine Zahlen über den Nährstoffenzug durch unterschiedliche Holznutzung, aber je mehr Holz dem Wald entnommen wird, desto gravierender wirkt sich das auf den Nährstoffkreislauf aus.

Gruß, Stefan

Verfasst: 13 Jan 2010, 18:20
von kurt
Hallo rolf7 und Stefan

Natürlich kann man auf den ersten Blick sagen: Der Nährstoffentzug durch Holzeinschlag ist gering. Es handelt sich bei Cellulose und Lignin ja fast nur um Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Alle drei zur Genüge in der Luft enthalten und dauernd verfügbar, zumindest in unseren Breiten. Die Bäume brauchen aber zum Aufbau ihrer komplexen Verbindungen mehr. Das finden wir in der Asche und den Abgasen, Stefan hat die wichtigsten genannt. Ich kenne die Funktion dieser Metalle und Mineralien im Zusammenhang mit Bäumen nicht. Zu tiefschürfende Erläuterungen nützen mir nichts, da ich kein Chemiker bin. Und wie z.B. Schwermetalle aus tieferen Bodenschichten nach oben gefördert werden, ist mir auch nicht klar. Kapillarwirkung mit Hilfe von Wasser durch Verdunstung?

Gruss
Kurt

Verfasst: 13 Jan 2010, 23:09
von stefan
Hallo Kurt,
kurt hat geschrieben: ... Und wie z.B. Schwermetalle aus tieferen Bodenschichten nach oben gefördert werden, ist mir auch nicht klar. Kapillarwirkung mit Hilfe von Wasser durch Verdunstung?
...
Durch Verwitterung aus den Mineralen der Gesteine und durch mikrobiologische Zersetzung organischer Reste werden die mineralischen Elemente i.d.R. als Ionen freigesetzt. Diese gehen je nach ihren chemischen Eigenschaften und z.B. pH-Wert des Bodens mit andere Stoffen Verbindungen ein.
Soweit es sich dabei wiederum um wasserlösliche Salze handelt, können diese von den Baumwurzeln aufgenommen werden oder mit der Wasserbewegung im Boden verlagert werden (Sickerwasser abwärts, Kapillaraufstieg im Sommer durch Verdunstung an der Oberfläche).
Stoffe, die die Baumwurzel in z.B. 1 m Tiefe aufnimmt, im Stamm nach oben transportiert, in die Blätter einlagert, fallen im Herbst mit dem Laub ab und liegen dann (in der Streu) an der Bodenoberfläche.

Schwermetalle sind überwiegend schlecht löslich und werden erst bei starker Versauerung mobil.

Gruß, Stefan

Verfasst: 14 Jan 2010, 10:21
von Harztroll
Moin,

vergleicht bitte nicht zuuu sehr den tropischen Regenwald mit unseren heimischen Wäldern. Hier wird der Hauptteil der Nährstoffe und des Wassers durch die Wurzeln aufgenommen. Im Regenwald mit bis zu 60 m hohen und dicht belaubten Baumriesen ist das anders. Die Bodenstreu bzw. das, was man allgemein als Boden bezeichnet, ist dort nur sehr geringmächtig. Ein Großteil der Nährstoffe und des Wassers werden dort über die Blätter aufgenommen. Die Wurzeln, oft als Brettwurzeln ausgebildet, dienen in erster Linie der Standfestigkeit der Bäume. Die Anreicherung des Bodens mit Nährstoffen erfolgt durch das hohe Alter der Bäume sowie durch die verhältnismäßig lange Zersetzungsdauer des Holzes ziemlich langsam und spärlich. Mit dem Stickstoff des Regens kann man hier kaum rechnen, da dieser wie gesagt, von den Baumkronen eingesammelt wird.
Aus diesem Grund ist auch die Regenwaldrodung ein Teufelskreis. Das bissl Boden ist durch die Asche (bei Brandrodung, sonst nicht) zunächst recht nährstoffreich. Bei folgender Plantagenwirtschaft (Ölpalmen, Zuckerrohr, bla) sind die Nährstoffe aber ruckzuck weg und übrig bleibt ein totes Gekrümel. Hinzu kommt der tägliche Platzregen (Tageszeitenklima), der nicht mehr durch die Baumkronen gebremst wird und mit voller Wucht auf den Boden fällt, der nun widerum nicht mehr von den Baumwurzeln gehalten wird. Die Folge: Das bissl Bodengekrümel, was noch da ist, ist in nullkommanichts weggespült.

Nur als kleiner Hinweis.

Viele Grüße

Verfasst: 14 Jan 2010, 11:47
von stefan
Hallo Harztroll
Harztroll hat geschrieben: ...
vergleicht bitte nicht zuuu sehr den tropischen Regenwald mit unseren heimischen Wäldern. Hier wird der Hauptteil der Nährstoffe und des Wassers durch die Wurzeln aufgenommen. Im Regenwald mit bis zu 60 m hohen und dicht belaubten Baumriesen ist das anders. Die Bodenstreu bzw. das, was man allgemein als Boden bezeichnet, ist dort nur sehr geringmächtig. Ein Großteil der Nährstoffe und des Wassers werden dort über die Blätter aufgenommen. Die Wurzeln, oft als Brettwurzeln ausgebildet, dienen in erster Linie der Standfestigkeit der Bäume. Die Anreicherung des Bodens mit Nährstoffen erfolgt durch das hohe Alter der Bäume sowie durch die verhältnismäßig lange Zersetzungsdauer des Holzes ziemlich langsam und spärlich. Mit dem Stickstoff des Regens kann man hier kaum rechnen, da dieser wie gesagt, von den Baumkronen eingesammelt wird....
Mein Vergleich mit dem tropischen Regenwald sollte nur zeigen, daß
(a) die Streuzersetzung eine sehr wichtige Nährstoffquelle ist, und deshalb
(b) der Holzexport bei nährstoffarmen Böden zu einer weiteren Verarmung führt!
In einigen Punkten muß ich Dir widersprechen:
Auch im tropischen Regenwald werden die Nährstoffe überwiegend durch die Wurzeln aufgenommen.
Gerade weil die Nährstoffe praktisch ausschließlich in der Streu gespeichert sind und durch deren Zersetzung freigesetzt werden, wurzeln die Bäume flach und benötigen die Brettwurzeln zu Stabilisierung.

Die Streuzersetzung - auch von Holz - geht unter tropischem Klima sehr schnell (!), es kommt zu praktisch keiner Anreicherung von wenig zersetzter Streu (im Unterschied zu unseren Eichen- oder Nadelwäldern).
Mit Stickstoff aus der Luft kann keine Pflanze etwas anfangen!

N2 aus der Luft wird durch Mikroorganismen (überwiegend Cyanobakterien sowie Knöllchenbakterien in Symbiose mit Pflanzen der Familie der Schmetterlingsblütler) im Boden verwertet.
Pflanzen nehmen Stickstoff als überwiegend NO3- und zu geringem Teil NH4+ gelöst im Bodenwasser auf. (Luftstickstoffbindung wird in geringem Umfang auch durch Cyanobakterien auf Blattoberflächen stattfinden und dann auch durch die Blattoberfläche von Bäumen aufgenommen werden können.)

Bei den Pflanzennährstoffen muß man also differenzieren:
- Stickstoff kommt in den Mineralen des Bodens nicht vor. Der kommt also (ursprünglich) immer aus der Luft,
- alle anderen Elemente kommen (ursprünglich) nur aus den Mineralen des Bodens.
Erst nach Pflanzenaufnahme, Streufall und -zersetzung stehen sie dann im Nährstoffkreislauf wieder zur Verfügung.

"Stickstoff des Regens" ist der Eintrag von Nitrat (NO3-), das z.B. durch Gewitter in der Luft gebildet wird, und der Eintrag von Ammonium (NH4+) das als Folge von Ammoniak-Entgasung sich in der Luftfeuchtigkeit lösen kann. Ohne menschliche Emissionen sind die Mengen nicht sehr hoch. Ich habe als Faustzahl 3-5 kg pro Hektar und Jahr im Kopf.

Gruß, Stefan

Verfasst: 15 Jan 2010, 10:28
von kurt
Hallo
Wir haben jetzt eine Menge von grundlegenden Fakten zusammengetragen. Fehlt nur noch die Schlussfolgerung. Sieht sie etwa so aus wie nachfolgend beschrieben?
Eine in Deutschland weit verbreitete Waldnutzungungsverordnung mit dem Ziel der "Nachhaltigkeit"ist folgende:
Ein Sachverständiger (wer das auch immer sein mag) schätzt auf Grund von möglichst repräsentativen Stichproben das Holzvolumen eines bestimmten Waldareals. Beim 1. Mal wird daraufhin der vermutliche Holzzuwachs in 10 Jahren aufgrund von Erfahrungswerten geschätzt und dem Eigentümer zur Entnahme freigegeben, verteilt auf 10 Jahre. Nach 10 Jahren wird das Prozedere wiederholt. Ist das Holzvolumen angestiegen, erhält der Eigentümer eine prozentual höhere Einschlagquote und umgekehrt. So will man erreichen, dass genausoviel Holz nachwächst wie entnommen wird, also eine Nachhaltige Bewirtschaftung. Wie wirkt sich das auf die Fruchtbarkeit des Waldbodens aus?
Wer traut sich eine abschliessende Beurteilung zu? Oder was wäre für eine echte Nachhaltigkeit erforderlich?

Gruss
Kurt

Verfasst: 15 Jan 2010, 11:17
von stefan
Hallo Kurt,
soweit ich das sehe ist der Waldeigentümer grundsätzlich frei in der Nutzung seines Waldes, eine behördliche Prüfung und Genehmigung für "normale" Wald- und Holznutzung gibt es nicht.
Die Regeln und Grenzen setzen das Bundeswaldgesetzt, die Landesforstgesetze (hier ein link zum LFoG von Nordrhein-Westfalen als Beispiel: http://www.hundetrainerausbildung-owl.d ... a/lfog.pdf, den ich auf die Schnelle gefunden habe).
Da ich kein Förster bin, kann ich so ohne weiteres nichts zu Holzzuwachs, jährlichem Nährstoffbedarf und Nährstoffentzug durch die Nutzung sagen.
Zumindest kann man annehmen, daß das Gesetz nicht von einem Verlust von Bodenfruchtbarkeit im Rahmen der ordnungsgemäßen Nutzung ausgeht.
Ich weiß allerdings, daß es Sorgen gibt, daß durch erhöhte Stickstoffeinträge in den Wald die Nährstoffversorgung ins Ungleichgewicht kommt und der Wald dadurch beeinträchtigt werden könnte.
Ich gehe davon aus, daß allein aus wirtschaftlichen Gründen bei steigendem Bedarf an Holzschnitzeln oder Pellets die Holzproduktion auf dem Acker ("Kurzumtriebsnutzung") - und dann natürlich mit Düngung - erheblich an Bedeutung gewinnen wird.

Gruß, Stefan

Verfasst: 15 Jan 2010, 13:28
von kurt
Ich habe obige Angaben nicht erfunden. Hier ein aus Copyrightgründen unkenntlich gemachtes Forstbetriebsgutachten aus Niedersachsen:

Forstamt: xxxx
KREIS. XXXX

FORSTBETRIEBSGUTACHTEN

Betrieb: Forstgenossenschaft xxxx
Grösse: 24,3 ha Forstbetriebsfläche
Stichtag des Waldzustandes: 01.10.1977
Gültigkeit der Nutzungsplanung. 10 Jahre
Taxator: Dipl. Forsting. xxxxx

Amtliche Anerkennung

Die nachstehende Forstbetriebsplanung und die Herleitung des Nutzungssatzes entsprechen den Richtlinien des Bundesministers der Finanzen für die Bemessung forstlicher Nutzungssätze vom 28.4.1956.

Der jährliche Nutzungssatz beträgt für die Zeit vom 01. Oktober 1977 bis 30. September1987 120 Erntefestmeter ohne Rinde.
Das sind je Jahr und Hektar 4,9 Fm

xxxx, den 10. Mai 1979
Landwirtschaftskammer xxx
Abteilung Forstwirtschaft

Gruss
Kurt[/b]

Verfasst: 15 Jan 2010, 14:09
von stefan
Hallo Kurt,
ja, Du hast offensichtich Recht, Waldbesitzer (ab einer bestimmten Mindestgröße des Waldes) müssen ein Forsteinrichtungswerk als Planungsbasis erstellen; als Basis für Besteuerung wird ein amtlich anerkanntes Betriebsgutachten benötigt.
Ich nehme an, daß das in den verschiedenen Bundesländern ähnlich geregelt ist.
Hier z.B. eine Regelung aus Brandenburg http://www.bravors.brandenburg.de/sixcm ... 017_02.pdf.
Gruß, Stefan[/quote]