Starke Versauer,.mg der Waldboden Berlins 131

will interfere with the effects of the forest climate and thereby decrease the humanbiocli- matic role of the forest.

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Anschrift der Verfasser: Dr. HELMe"r MaV'F,I~ und Dipl.-Met. Pe'rF.R HOr, PE, Lehrstuhl for Bioklimatologie und Angewandte Meteorologie der Universit~it Mtinchen, Amalienstral?,e 52, D-8000 Mfinchen 40

Starke Versauerung der Waldboden Berlins

Von R. G~ENzIt~s

1 Einleitung und P r o b l e m a t i k

Die Bedeutung der Zusammensetzung des Niederschlagswassers fiir B6den und Vegetation ist in den letzten Jahren in st~indig steigendem Mage in das Bewufltsein der Bev61kerung ger;.ickt worden und hat bereits zu sehr umfangreichen Forschungsarbeiten geftihrt, wie die Arbeiten yon Ulrich (1982) u. a. beweisen.

Erste grundlegende Ergebnisse in Berlin sind yon BLUMe (1981) fiir den im Norden der" Stadt gelegenen Tegeler Forst (Abb. I) ver6ffentlicht worden und zeigen, daf~ auch die B6den Berlins yon der Versauerung betroffen find. Gegenstand der hier beschriebenen Untersuchungen fiber die N~ihrstoffgehalte im Boden sind die Folgen ftir die Wachstums- bedingungen der Kiefer, die mit 67% Anteil der Wald- und Forstbaum in Berlin ist.

Eine Gegenfiberstellung der StandortansprOche der Kiefer mit den aktuellen Bodenver- hiiltnissen sowie den Elementeintr~igen aus den Niederschl~igen erm6glicht Aussagen (iber die Standortqualitiit.

U.S. Copyright Clearance Center Code Statement: Forstw. Cbl. 103 (1984), 131-139 (~ 1984 Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin ISSN 0,215-8003 / InterCode: FWSCAZ

0015-8003/84/10302-0131 $ 02.50/0

132 R. Grenzius

Abb. 1, Untersuchungsgebiete Fig. 1. Research areas

Im Rahmen einer Standortkartierung wurden in den Berliner Forsten (GFIsSLER und G~zirr I950) im Jahre 1950 N~ihrstoff- (zitr. K und P, CaO) und pH-Untersuchungen (KC1) durchgefiihrt. Mit an 0bet 70 Standorten genommenen Proben erfagte man die fl~ichen- m~ilfig vorherrschenden Kames-, Geschiebe-, D~inen- und Talsande sowie die aus ihnen entwickelten Bodentypen: Rostbraunerde, Podsotbraunerde, kalkhahige Braunerde und Gley-Rostbraunerde.

2 Methodik

Die Untersuchungen yon 1950 wurden 1981 und 1982 wiederholt, wobei die Probenahme an m6glichst gleichen Stellen und Tiefen erfolgte.

Die Analysen sind nach der 1950 angewandten Methode, pH in KC1 gemessen, durch- gefiihrt worden (HER~XfA,X~ 1955).

Zur Beurteilung der Standortverh~ilmisse find aut~erdem neuere Analysedaten typischer Leitprofile herangezogen worden (BLuuZ et al. 198i; MESUREr 198 t) und auch Elementein- tr~.ge tiber die Niederschl~ige berticksichti~t (BLuMZ 1981). Dabei wurde analysiert:

- S~iurel6sliches P, K, Mg (Pv, Kv, Mgv) dutch Extraktion mit 30%iger HC1 bei 100~ nach Gliihen bei 400~ (SCHLICHTING U. BLUMZ 1966),

- Austausch Ca, Mg, K bei pH 8,2 mit BaCI 2- Triaethanolamin nach Mehlich (ScaLmH'rI~G U. BLUME 1966),

- Laktat-P und -K durch Extraktion mit NH4-Laktat nach Egner-Riehm (SCHLmH'rING U. BECAME 1966),

-- Gesamtstickstoff nach Kjeldahl-Aufschlug (~CHLICHTING U. BLUME 1966), - - Gesamtgehalte der Schwermetalle: Mn, Fe, Cu, Zn nach HF/HC104-Aufschlug bei

210~ nach JAciisoN (1962), - Extraktion des verffigbaren Stickstoffs erfolgte mit 1%iger KAI (SO4-L6sung nach

SCHI.ICHTING und BLuMe 1966) an feldfrischen Proben.

Starke V~'rsaucrm!g tier Waldbr Berlim 133

N~ihrstoffreserven sowie pflanzenverfiigbare Niihrstoffe wurden klassifiziert: Als grobes Maf~ fiir die verffgbaren N~ihrstoffe wurde der S-Weft, ausgedr~ckt in-val/m ~ f/Jr die Tiefen 0-30 cm und 0-100 cm verwendet. Die Bewertung erfolgte nach einem f[ir den Flachwur- zelbereich (0-30 cm) erweiterten Konzept von SC~mCHTINC und BLU~E (1966). Da im Gegensatz zum mineralischen Oberboden (0-30 cm Tiefe) aus dem Unterboden (30-100 cm Tiefe) in der Regel wesentlich weniger N~ihrstoffe aufgenommen werden, wird fi~r die 6kologische Bewertung in diesem Tiefenbereich nur 50 % des ermittehen Gehahes beriick- sichtigt.

Die Klassifikation der verwitterbaren Niihrstoffe (g/m=) erfolgte ebenfalls nach dieser Methode.

3 Ergebnisse

Der Vergleich der pH-Werte aus den Jahren 1950 und 1981 zeigt, dal~ die BSden des Grunewalds, des Dfppler, des Tegeler sowie des Spandauer Forstes innerhalb yon 30 Jahren bis in eine Tiefe yon 1,5-2 m um eine pH-Einheit saurer geworden sind. So lagen die Werte 1950 im Oberboden bei durchschnittlich 4,6-4,7, w~ihrend heute Werte um 3,5-3,6 (s. Tab. 1) gemessen werden. Die niedrigsten Werte yon 1950 sind dabei die H6chstwerte you heute; h~iufig, vor allem im Oberboden, werden sie bereits unterschritten. Abbildung 2 zeigt, dai~ in 96 % der untersuchten Bodenhorizonte eine pH-Absenkung festzustellen war. Die heute h6heren Werte der hier vorliegenden Unterb6den sind dadurch zu erkl~iren, daf~ das Auf- finden der Probenahmestellen anhand der vorliegenden Karte im Mai~stab 1:25 000 nicht in allen FS.llen genau genug gelang und somit vor allem im Dfppler Forst an Hiingen auftretende im Unterboden Ca-reiche Rostbraunerden erfai~t wurden.

Auff~illig sind pH-Werte in Unterb6den des Spandauer Forstes, in denen heute noch Werte yon > 5,5 gemessen werden, 1950 jedoch Werte > 6,5 aufwiesen. Die relativ g~instigen Verhiihnisse sind dadurch zu erkl~iren, dal~ der gegenfiber den anderen Wald- gebieten der Stadt grundwassernahe Spandauer Forst im Unterboden h~iufig stark mit Ca-Ionen aufges~ittigt war oder Sekundiirkalke in den Talsand- bzw. Schluffschichten auf- traten. Durch die yon den Wasserwerken verursachte GW-Abseukung der letzten Jahr- zehnte in diesem Gebiet ist die Ca-Ionennachlieferung aus dem GW unterbrochen worden und die an Kalzium reichen Unterb6den werden entkatkt und/oder versauern.

Die Gehahe an N~hrstoffreserven (K, P, Mg) typischer Braun- und Rostbraunerden sind ffr Flach- und Tiefwurzelbereiche nach SCHLICHTI~a und BLVME (1966) als gering zu be- werten (Tab. 2).

Bei den in Tabelle 3 zusammengestelhen Daten fiber pflanzenverfiigbare N~ihrstoffe typischer Berliner Sandb6den unter Forst handeh es sich ffr Flach- und Tiefwurzelbereiche um als sehr gering zu bewertende Gehalte.

4 Diskussion und Auswertung

Die Standortanspr/~che fiir die Waldkiefer sind grob wie folgt zu umreii~en: Der optimale pH-Bereich liegt bei 4,7-6,0; das Grundwasser soil defer als 1 m liegen, Ton und Schluff mlndestens 10% ausmachen und der Humusanteil am Oberboden (- 15 cm) wenigstens 0,7 % betragen (WmD~ 1962). Bis vor wenigen Jahrzehnten waren diese Bedingungen erffilh. Seit einiger Zeit jedoch entfernt sich der pH-Wert des Waldbodens immer mehr vom Optimalbereich.

Anhand eines Leitprofiles aus dem Grunewald, das typisch fi~r grundwasserferne Stand- orte ist, sollen Stoffgehahe beschrieben werden, die im Zusammenhang mit der Diskussion um das Waldsterben eine Rolle spielen.

134 R. Gr~'nzins

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Starke Versauer, ng der Waldboden Berlins 135

pH (KCI) 1950

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PH(KCI) 1950

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5.0 /

3OI , / . , . )

3.9 ~..0 5-0 6.0 pH {KE I l I 981

Abb. 2. Oben: pH-Werte yon Bodenhorizonten in den Berliner Forsten 1950 und 1981; unten: pH-Werte yon Oberb6den in den Berliner Forsten 1950 und 1981 Fig. 2. Above: pH values of soil horizons in Berlin's forests, 1950 and 1981; below: pH values of topsoils in Berlin's forests, 1950 and 1981

Die Basensiittigung ]iegt bei 3%, das Kalzium nimmt im Ah-Horizont 2% und in den folgenden Horizonten weniger als 2 % der Austauschkapazidit ein. Bis 66 cm Tiefe (Bv) macht der Bodenchlorit 25 % und mehr am Anteil der Austauscher aus. ..

In Tabellen 4, 5 und 6 sind a. die yon mehreren Autoren stammenden Daten i~ber die N~ihrstoffanspri~che von Pinus

sylvestris, b. die aktuellen N~ihrstoffvorriite typischer Rostbraunerden aus Geschiebesaad unter Kie-

fer-Eichen-Bestockung und c. die Elementeintr~ige ~ber die Freilandniederschliige wiedergegeben.

136 R. Gre*2zius

Tabelle 2

Gehalte an vcrwittcrbaren Niihrstoffen in g/m: (30%ige HCI)

Contens of weatherable plant nutrients in g/m: (HCI, 30%ige)

C-estein Bodentyp Bis ; m Tiefe Flachwurzdzone Gesamigekalt 0-0,3 m Tiefe

i an verwitterbaren ~ ,,vert/igbarer '< Tell J i an verwit,.erbaren

K P Mg K P Mg

Tiefwurzelzone 0-I ra Tiefe

,,verf0gbarer'" Te;l an verwi:terbaren

K P Mg

Geschiebesand Rostbraunerde 350 I50 300 120 80 110 Diinensand Rostbraunerde 630 250 350 130 1'10 90 Flugsand/~ber Geschiebe- mergel Rostbraunerde 600 450 500 140 100 130 Flugsand 0ber Talsand Glevbraunerde 300 230 i70 60 110 40

Als ,,gering" bewertet werden Gehalte der zwei Tiefenbereiche an: K v : 0-30 crn "< 500 g und 0-10C cm < 1100 g

Pv : 0 -30cm < 1 2 5 0 u n d 0 - 1 0 0 c m < 270 g

Mgv : 0 -30cm < 2 5 0 0 u n d 0-10Gem < 5400

230 120 200 380 180 220

360 270 300

180 170 100

Tabeile 3

Gehalt an verftigbaren basischen Kationen (Ca, Mg, K), angegeben als S-Wcrt in val/m-'

Contens of available basic cations (Ca, Mg, K), shown as S-values in, val/m:

pfianzenverfOgbarer Tell am S-Wert bis 0,3 m Tiefe

pflanzenverfiigbarer S-Wert Tell am S-\iTere

(aeStein Bodcntyp j bi~ 1 m "l'iefe bis 0,3 m Tiefe

Geschiebesand Rostbraunerde 1,4 1,0 1,2 D0nensand Rostbraunerde 2,3 1,6 2,0 Flugsand i~ber Geschiebemerge[ Rostbrauaerde 6,5 2.8 4,7 Flugsand fiber Ta]sand Gleybraunerde 1,6 0,8 1.2

S-kX.ertr mh ~ 3 val/m: im Flachwurzel- und < 5 val/m =im Tiefwurzelbereich werden als ,,sehr gering" bewertet.

Jede Ver~inderung des pH-Wertes hat eine betr~ichtliche Auswirkung auf die chemische Bodenzusammensetzung, da mit slnkendem pH-Wert der Anteil der A1 + H-Ionenkonzen- tration im Boden bei gleichzeitiger Verdr~ingung basisch wirkender und for die Ern~ihrung wesentlicher Kationen ansteigt. Dies wiedierum bedeutet, dal~ es zum einen zu deutlichen )knderungen im Pufferbereich des Bodens, zu anderen auch damit verbunden zu Anderun- gen im Mineralbestand kommt. Betrachtet man vor diesem Hintergrund das ftir grund- wasserferne Standorte typische Bodenprofil des Grunewaldes, so erkennt man, da~ mit dem Absinken des pH-Wertes eine Verlagerung yore Austausch- in den Aluminiumpufferbe- reich des Bodens stattgefunden hat (Arbeitskreis Standortkartierung, 1980: Forstliche Standortaufnahme). Die Folge ist eine Senkung der pH-abh~ingigen negativen Ladung der organischen Substanz. Diese )i, nderungen haben fiir das Wurzelsystem der Kiefer sehr groge Bedeutung, da die pH-Absenkung die gesamte Tiefe der Durchwurzelung trifft und damit auch die N~ihrstoffverh~iltnisse im gesamten Wurzelbereich mehr oder weniger deut- lich beeinflut'~t werden. Ein Anstieg der A1-Konzentration am Austauschkomplex hat im flachstreichenden Bereich clef Starkwurzeln sowie deren Absenkern stattgefunden.

Seark~' Versar dr l, Val,tbod~'~ Br 137

Fiir die Sande von unterge- ordneter Bedeutung ist die Tonmineralumwandlung dutch die Einlagerung von Al-Polymeren in die Zwi- schenschichten der Drei- schichtminerale. Zu diesem Vorgang geniigt ein Anteil an Al-Polymeren, der einem Sechstel der Austauschkapazi- tat entspricht. Aus den ge- nannten Griinden sollen die N~ihrelementgehalte im fol- genden kurz bewertet werden.

Den Stickstoff betreffend, liegen yon verschiedenen Au- toren Bewertungen (Tab. 4) zum N~ihretementbedarf bzw. iiber Gesamtstickstoffmengen im Boden vor. Danach wird fiber die Niederschtiige soviel geliefert wie nach den Anga- ben v0n F~D~.e~ (1973) dem N~ihrelementbedarf einer 70j~ihrigen Kultur, I. Ertrags- klasse, entspricht.

Die laktatl6slichen und austauschbar gebundenen Mengen an Phosphor, Kalium, Magnesium und Spurenele- menten im Boden sowie der Eintrag fiber die Nieder- schl~ige (Tab. 5 u. 6) reichen bei weitem aus, den Mineral- stoffbedarf (Tab. 4) yon Kie- fern zu decken.

Zusammenfassung

Die pH-Werte der Berliner Waldb/Sden sind in den letzten 30 Jahren bis in 2 m Tiefe um etwa eine Einheit abgesunken. Dies hat bisher nicht zu ein- deutig belegbarem Mangel an N~.hrstoffen gefLihrt. Wegen der nun auch in Berlin zu be- obachtenden Sch~iden in den Forsten sind im Hinblick auf eine exakte Beschreibung der Effekte und deren Auswirkun- gen weitere Untersuchungen notwendig (vergleichende N~ihrstoffuntersuchungen, Nadelanalysen).

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138 R. Grenzius

Tabelle 5

Laktatlosliche und austauschbare N~hrstoffmengen der Rostbraunerde aus dem Grunewald some Niederschlagseintrage in kg/ha

Lactate-soluble and exchangable plant nutrient amounts of the rust-brown forest soil from the Grunewald, and deposition from precipitation, in kg/hectare

+ 4 0 f h - 11 Aeh - 36 Bsv

- 66 Bv - 91 Cg -120 Cgbt

ElementeinfOhrung im Niedersch!ag nacb g,._r2 M ~. (1981)

2,4 1617 7,3 53,8 272 18,2 1,4 920 12,4 43,5 82 2,1 1,8 1172 35,5 46,2 60,4 25,6 0,4 259 21,6 8,6 3,5 1,6

46,3 22,2 i8,6 2,2 21,5 21,5 14,6 3,1

25,8 C,48 24 21 2,3

Tabelle 6

Austauschbarc N~ihrstoffmengen der Rostbraunerde Grunewald und Niederschlagseintr~igr in kg/ha

Exchangable plant nutrient amounts of the Grunewald rust-brown forest and deposition precipitation, in kg/hectare

soil,

i 9 Aeh 7,9 61,7 0,35 1,8

- 21 Ahc 6,6 23,2 0,33 1,7 - 50 By 8,1 8,1 0,41 2,0 - 80 Bcv 2,9 6,7 0,48 0,5 -!27 Cgv I0,5 10,5 0,75 1,5 -136 Cgt 3,2 1,5 0,i5 0,8 -170 Ctv (11,4) (1,1) 0.56 t,1 -205 C (11,4) (1,1) 0,58 1,2

Elementeinfiihrung im Niederschiag 0,24 0,24 0,12 2,3

Summary

Strong acidification of Berlin's .forest soils

pH values of Berlin's forest soils have decreased by approximately one unit since 1950 down to a depth of 2 meters. Until now there has been no significant shortage of plant nutrients for pine trees according to soil analysis. Further investigations, however, need to be con- ducted because of damages now being noticed also in Berlin's forests.

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Unterschiede im Angebot von Phosphor und anderen N/ihrelementen

in der Eschen-Ulmen-Au sudbayerischer FluBgebiete

Von K. KREUTZER und P. SEIBERT

Einleitung

In Bayern sind in den Flutgauen der Donau und ihrer gr6tgeren s0.dlichen Zufliisse lller, Lech, Isar und Inn auch heute noch auf gr61geren Fl~ichen Auw~ilder des Alno-Uhnion vorhanden. Von ihnen bildet die Eschen-Ulmen-Au (Querco-Ulmetum minoris Issl. 24) die Hartholzaue der tieferen Lagen. Ihre Hauptverbreitung liegt an der Donau und an den Unterl/iufen der genannten Nebenfli~sse.

Schon in den fr/~heren Arbeiten an tier Isar bei Mi,inchen (SEI~3~aT 1962) und der Donau bei Offingen 1963 (SEIBEa'r 1975) war uns aufgefaUen, dag sich die Eschen-Ulmen-Auen dieser Fti~sse floristisch sehr stark unterscheiden. Neben Lungenkraut (Pulmonaria obscura, Pulmonaria officinalis) und Eisenhut (Aconitum napellus) fehlen an der Isar auch alle Friih- jahrsgeophyten, yon denen in den Auenw~ildern der Donau z. B. Aronstab (Arum rnacula- . turn), Meerzwiebel (Scilla bifolia) und M~irzenbecher (Leucojurn vernum) regelm~igig vor- handen sind.

Noch deutlicher zeigten sich iihnliche Unterschiede zwischen den Eschen-Ulmen-Auen des Lechs und der Donau, als wir im Lech-Mi,indungsgebiet beide Typen nebeneinander kartierten. Dadurch erhielten wir den unmittelbaren Anstog zu einem eingehenden flori- stischen Vergleich und zu bodenkundlich-ern~ihrungsphysiologischen Untersuchungen, welche Hinweise auf die Ursachen ffir den floristischen Unterschied geben sollten.

U.S. Copyright Clearance Center �9 Statement: Forstw. Cbl. I03 !.1984), 139-149 �9 1984 Verlag Paul Parey, l-tambur'g und Berlin [SSN 0015-8003 / InterCodc'. FWSCAZ

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