Natürliche und menschenverursachende Waldschäden

In den letzten Jahren wird der Zustand des Waldes wieder in den öffentlichen Medien diskutiert, nachdem viele Jahre nichts zu hören war. Schuld ist der Klimawandel , der sich in unseren Wäldern durch massive Trockenheit bemerkbar macht. In den Jahren 2018/2019 sind mehr als 240.000 Hektar Wald in Folge langer Dürre vernichtet worden. Überwiegend traf es die Fichtenwälder, da der Borkenkäfer massiv auftrat, aber auch Kiefern- und Buchenwälder haben gelitten. Neben den “natürlichen” Schäden, ist der Saure Regen nach wie vor nicht vergessen, hervorgerufen durch zuviel Autoverkehr, Industrieabgase und der konventionellen Landwirtschaft. Dessen Wirkung ist nach wie sichtbar und darf nicht vergessen werden.
Jedes Jahr veröffentlicht die Bundesregierung den Waldzustandsbericht, der wieder Anlass zur Sorge gibt.

Ursachen für Waldschäden

Die Gründe für die Waldschäden sind vielfältigster Art.
Neben den natürlichen Faktoren wie z.B. Insekten und Pilzbefall spielen die neuartigen Waldschäden (früher Waldsterben) eine wesentliche Rolle. Hauptverursacher ist nach wie vor das Schwefeldioxid (SO2) aus der Industrie und die Stickstoffoxide (NOx) aus dem zunehmenden Kraftfahrzeugverkehr. In Verbindung mit Regenwasser und Sauerstoff bildet sich aus den Stickstoffoxiden Salpetersäure und aus den Schwefeldioxiden schwefelige Säure, die zu einer starken Senkung des ph-Wertes des Regenwassers führen (Saurer Regen). Regenwasser sollte bei Berücksichtigung des atmosphärischen Kohlendioxid (CO2) in der Luft einen ph-Wert von ungefähr 5,5 haben; aufgrund der Emissionen liegt dieser in Deutschland jedoch durchschnittlich bei 4 – 4,5. Der Eintrag von Schadstoffen über das Regenwasser wird auch als nasse Deposition bezeichnet.

Folgen der nassen Deposition

Der Eintrag von Säure führt zu einer Erhöhung der H+-Ionen in der Bodenlösung. Aufgrund ihrer erhöhten Konzentration verdrängen sie die wichtigen Pflanzennährstoffe (Magnesium, Phospor, Calcium etc.) von den Austauschern (Bindungsplätze) und werden mit dem Bodenwasser ins Grundwasser abgeführt. Magnesium und Calcium werden auch als basisch-wirksame Kationen bezeichnet, d.h. sie wirken der Versauerung durch bestimmte Prozesse entgegen. (Darauf kann hier nicht näher eingegangen werden). Wo diese basisch-wirksamen Kationen fehlen, kommt es zu einer Absenkung des ph-Wertes im Boden. Besonders stark sind solche Böden betroffen, die – geologisch bedingt – nur sehr wenig Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) aufweisen und deren Puffereigenschaften sehr eingeschränkt sind.

Folgen der Versauerung der Böden

Infolge der ph-Wert-Absenkung (ph < 4,2) entstehen durch chemische Prozesse Al3+ – Ionen (Aluminiumionen), die, wenn sie in die Bodenlösung übergehen, Pflanzenwurzeln und Bodenlebewesen schädigen bzw. abtöten können. Gleiches trifft auch für Eisenionen zu, die bei einem ph-Wert < 3,8 freigesetzt werden. Mehr als 80 % der kalkfreien (Mg+Ca) Standorte weisen bereits in einer Bodentiefe von 10 cm bis 30 cm einen ph-Wert kleiner 4,2 auf; und dies ist genau der Bereich, der von den Feinwurzeln der Bäume am stärksten durchwurzelt ist!

Schadstoffe als Gas/Staub über die Spaltöffnungen

Werden die Schadstoffe auf diesem Weg von der Pflanze aufgenommen, nehmen sie an den biochemischen Stoffwechselprozessen im Blatt teil. Dies führt zu einer Minderleistung der Photosynthese, vor allem durch Minderung der Assimilation und der Erhöhung der Transpiration. Dies führt zu fortschreitender Vitalitätsminderung und vorzeitiger Alterung der Blatt­organe. Bei hoher Belastung verbleicht das Chlorophyll schnell, so dass man auffällige Verfärbungen (sog. Chlorosen) und nach Zerstörung von Gewebe auch Nekrosen (abgestorbene Teile) erkennt.

Schadstoffe über Tau und Nebel

Die Schadstoffe lösen sich im Wasserfilm, der die Blätter und Nadeln überzieht. Hierdurch entwickeln sich auf der Blattoberfläche sehr schnell ph-Werte < 3. Durch chemische Reaktionen werden wichtige Nährstoffe (Mg, Ca) aus den Blättern herausgelöst, so dass Stoffwechselprozesse zum Erliegen kommen. Ist die Pflanze nicht in der Lage, diesen Verlust zu kompensieren (z.B. weil der Boden sehr nährstoffarm ist), kommt es zu starken Schädigungen.

Die Schadstoffe wirken sich auch auf die Mechanismen der Spaltöffnungen aus. Sie können sich nicht mehr richtig schließen, wodurch eine ständige Transpiration verursacht wird. Besonders an heißen Tagen kann dies eine Unterversorgung der Pflanze mit Wasser bedeuten.

Landwirtschaft – Massentierhaltung

Neben dem Schwefeldioxid und den Stickstoffoxiden wirkt auch Ammoniak (NH3), das aus Gülle der landwirtschaftlichen Betriebe stammt, bodenversauernd. Durch chemische Umwaldlungsprozesse von Bodenlebewesen wird es in Nitrat (NO3-) umgewandelt, wodurch H+ – Ionen entstehen, die wiederum dafür sorgen, das lebensnotwendige Pflanzennährstoffe mit dem Regenwaser ausgepült werden.

Der Stickstoff

Ein weiteres Problem ist die besonders starke Immission von Stickstoff (N2) in die Wälder. Stickstoff ist ein sehr wichtiges Nährelement für das Pflanzenwachstum. Durch den enormen Eintrag der letzten Jahrzehnte wachsen unsere Bäume schneller und werden auch höher. Das dadurch angeregte Pflanzenwachstum hat einen erhöhten Bedarf an anderen Nährstoffen (z.B. Mg, Ca) zur Folge, die auf vielen Standorten aber nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen. Die geschädigten Bäume verlieren gegenüber Schädlingen (z.B. Pilzen oder Käfern) ihre Widerstandskraft, so dass sie ihnen viel schneller zum Opfer fallen. Aber auch gegenüber Frost, Hitze, Schneebruch und Windwurf werden sie empfindlicher.