Wasserhaushalt, Stoffeintrag, Stoffaustrag und biologische Studien im Naturpark Schönbuch bei Tübingen

Wasserhaushalt, Stoffeintrag, Stoffaustrag �9 und biologische Studien im Naturpark Schonbuch bei Tiibingen

Von G. EiNSELE -- W. ARNOLD -- O. KLEE -- R. A6ERER - G. AGSTER - U. BABEL --J. BEHRINGER

W. BOCmNG - F.-H. EV'ERS - W. FLECK -- H. GONZL - K.-F. HOFMANN - H. JANZ-J. KORNER

I. Kol-r~E - V. KRACHT -- A. KREBS -- K. KUNZWEILER - W.-D. LANGBEIN -- H.-U. MOOSMAYER

S. MOLLER -- E. NICKEL - S. PFEIFFER -- R. RAUSCH - H. SCHMmT-W~T'rE - O. SCHWARZ

R. STEGMAYER

Vorwort

Noch immer geh6ren f~icheriibergreifende Forschungen bei uns zu den eher seltenen Ans~itzen, obwohl bessere Kennmisse der 6kosys temaren Zusammenh~inge in Wiildern ganz wesentl ich yon solchen interdisziplin~iren Unte r suchungen abh~ingen. Nach dem Soiling ist 1979 in einem zweiten gros Waldgebiet , dem Sch6nbuch bei T/.ibingen, auf 7200 ha ein vom Tr~iger des Naturparkes koordinier tes Forschungsprojekt begonnen worden, in dem Gebietswasserhaushal t mit Stoffeintrag und -austrag, die Biomasseprodukt ion sowie eine Reihe yon faunistischen, mykologischen und hydrobiologischen Aspekten untersucht werden.

In einer Reihe yon Kurzbeitriigen soil in diesem Heft t iber erste Ergebnisse dieser von verschiedenen Fachrichtungen der Universidi ten Tt ibingen und H o h e n h e i m sowie der Baden-W/ir t tembergischen Forstl ichen Versuchsanstal t durchgefi.ihrten Unte r suchungen ber ichtet werden.

August 1983 U. AMMt-:R

U.S. Copyright Clearance Center Code Statement: Forstw. Cbl. 102 (1983), 281-324 �9 1983 Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin ISSN 0015-8003 / lnterCode: FWSCAZ

0015-8003/83/10205-0281 $ 02.50/0

283

Einleitung

Von G. EIXSELE

Der hier vorgelegte Zwischenbericht 6bet ein landschafts6kologisches, interdisziplin~res Forschungsprojekt soil einen kurzen Oberblick iiber das Gesamtvorhaben geben und vor allem erste Ergebnisse vermitteln. Das yon der Deutschen Forschungsgemeinschaft gef6r- derte Projekt wurde im Laufe des jahres 1978 begonnen und wird im Jahr 1983 mit einem umfassenden Bericht abgeschlossen werden, in dem dann auch ausf/2hrlich auf die Unter- suchungsmethodik eingegangen werden kann.

Unsere Untersuchungen geken einem naturnahen Wald6kosystem inmitten einer dicht besiedelten, industrialisierten Region zwischen Stuttgart und T/.ibingen, das im Jahre 1974 als ,,Naturpark Sch6nbuch" ausgewiesen wurde. Von dieser ca. 150 kin: umfassenden Fl/iche wurde das 72 kin: grofle Einzugsgebiet des Goldersbachs (Abb. 1) als eigentliches Unter- suchungsgebiet ausgew?ihlt. Innerhalb dieser Grot~fl~iche werden kleinere Teilfl-3chen oder einheitliche Standorte gesondert betrachtet, um z.B. den Einflul~ bestimmter Waldbe- st~inde und B6den auf den Wasserhaushalt und Stoffkreisiauf erfassen zu k6nnen. Mehrere Teilprojekte, wie das Studium des Baumwachstums und der Pilzgeflechte im Wurzelbereich (Mykorrhiza-Untersuchungen) oder der Faunenspektren im Randbereich von Waldt6m- peln, mi~ssen sich yon der Aufgabenstellung her auf kleine Fl~ichen konzentrieren. Ande- rerseits erm6glicht die Betrachtung gr6f~erer Fl~ichen, aus denen fiber das Bachsystem ,,geb~ndelt" Stoffe ausgetragen werden, eine Integration und Kontrolle der variabten Ein- fl(isse des nati~rlichen Kleinfl~ichen-Mosaiks. Besonders in diesem Punkt unterscheidet sich unser Projekt yon manchen ;,ihnlichen Vorhaben, die in jfingster Zeit durchgef/.ihrt wurden oder noch im Gange sind.

In dem Schema der Abbildung 2 sind alle Detailuntersuchungen und die Gesamtkon- zeption unseres Vorhabens zusammengestellt. Zu den Hauptzielen geh6ren die Ermittlung des Stoffeintrags, des internen Stoffumsatzes und des Austrags gel6ster und fester Stoffe. Daher bilden die verschiedenen Komponenten des Wasserhaushalts eine wlchtige ,,Klam- met" f/it das Gesamtprojekt, die bis zu einem gewissen Grade auch alle hier genannten biologischen Teilvorhaben umfaf~t. Ebenso spielt die Pedosph?ire als Grenzfl~che zwischen BiospMre und geologischem Untergrund bei fast allen Fragestellungen eine wichtige Rolle.

Ein Tell des Untersuchungsprogramms im Naturpark Sch6nbuch konnte auch auf das benachbarte, in seiner naturriiumlichen Ausstattung sehr iihnliche, aber stark besiedeke Einzugsgebiet der Aich /~bertragen werden. So ist es m6glich, die im Naturpark gewon- nenen ,Basiswerte" ffir eine naturnahe Landschaft zum Teii direkt mit solchen eines an- thropogen stark beeinfluflten Gebietes zu yerglelchen.

In dem folgenden Kurzbericht k6nnen nicht alle Teiluntersuchungen, die im Rahmen des Gesamtprojekts durchgef6hrt wurden oder noch im Gauge sind, in gleicher Weise ber6cksichtigt werden. So werden z. B. clie umfangreichen bodenkundlichen Kartierungen nut randtich erw~ihnt. Einige Diplomarbeiten zur Kl~irung der Schichtlagerung und Abgren- zung yon Einzugsgebieten, Deckschichten-Kartierungen oder eine Kartierung der heutigen Bachsedimente bleiben auf~er acht. Der ,,Verbund" der einzelnen Teilprojekte ist tells sehr eng, tells weniger ausgepr;igt, fn jedem Fall arbeiten verschiedene Disziplinen zusammen, was in diesem Kurzbericht nicht/aberall zum Ausdruck kommt.

Die Autorschaft for die einzelnen Kapitel dieses Berichts tiefl sich nicht in allen F;illen eindeutig festlegen und gegen6ber anderen abgrenzen. Dies wird bei einem Gemeinschafts- werk dieser Art stets etwas schwierig sein.

Schlief~lich danken wit der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die mit Ausnahme des Teilproiektes ,Holzproduktion" und der Untersuchungen im Aichgebiet alle Arbeiten finanziell unterstiitzt und uns in den Herren Professoren G. M^vrHEss, H. M. B~ECHT~L, H. ELLENBERG, H.-J. ELSTER und B. M~VF.R ein kompetentes und konstruktives Gutachtergre-

2 8 4 Einl&~un,g

mium zur Seite gestelh hat. Die Arbeiten im Aichgebiet wurden durch alas Regierungspr~.- sidium Stuttgart erm6glicht. Den [.eitern und Mitarbeitern der 6rtlichen Forsdimter danken wit Mr vielf~iltige Hilfestellung.

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Atlgemeine Charakterisierung des Untersuchungsgebiets 285

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/ibb. 2. Schema zur Erl~iuterung der Gesamtkonzeption. Der ,.Input" besteht aus Niederschlag mit gel6sten Stoffen, Gasen, Aerosolen und eingestrahlter Energie, den ,,Output" betrifft lnterzeptions- verdunstung I und Evapotranspiration ET oder Bachwasser mir get6sten und suspendierten Stoffen. Kartierprogramm: A - Geologischer Untergrund, B - Deckschichten. C - 8tandorts- und vegetations- kundliche Untersuchungen, D - Erosion, E - Bachsedimente. Spezielles Meg- und Untersuchungs- programm: 1 - Freiland-Niederschlag mit Stoffeintrag, Klimadaten, 2 - Bestandesniederschlag (Kro- nentraufe und Stammablau0 mit Stoffeintrag, 3 - Sicker- und Bodenwasserqualit~it (Kleintysimeter und Saugkerzen), 4 - Bodenwasserhaushalt (gravitativ), 5 - Kiinstliche Beregnung und Oberflfichen- abflug, 6 = Quell- und Bachabftug und Austrag an gel6sten und festen Stoffen, 7 - Oligochaeten- und Bakterienbesiedlung der B~iche, Wassergi.itekritericn, 8 - Holz- und Biomasseproduktion, 9 - My- korrhiza-Pilze und ihr Einflug auf das Baumwachstum, 10 - Humusformen, 11 - Faunenstruktur im Uferbereich stehender Klemgew~isser

Fig. 2. Diagram illustrating the entire research program. The ,,input" consists of the precipitation with dissolved solids, gasses, aerosols, and absorbed energy. ,,Output" includes evaporated interception and evapo-transpiration, or creek water with dissolved or suspended matter. Capitals indicate different natural zones which are mapped, numbers refer to special measurements or sites of investigation

2 A l l g e m e i n e C h a r a k t e r i s i e r u n g des U n t e r s u c h u n g s g e b i e t s

Von W. ARgot.o, G. F.'INSELE, W.-D. LANGBEtN, S. MOrLrR

Unter den verschiedenen Faktoren, wetche die Entwicklung eines besttmmten Okosystems steuern, sind in erster Linie das Ktima, das Ausgangsgestein, das Relief und die B6den zu nennen. Dem mittleren j~ihrlichen Niederschlag yon ca. 750 mm (Verh~ilmis yon Sommer- zu Winterniederschlag ca. 1,6) bei einer mittleren Jahrestemperatur yon 8,4 ~ C entspricht ein submontaner Buchen-Eichenwald ats nat6rliche Regionalgesellschaft (ScHLENXEI~ U. MOU-ER 1973). Die heutigen Best~inde des Untersuchungsgebietes setzen sich dagegen aus ca. 60% Nadelwald und 40% Laubwald zusammen. Beim Nadelwald/ iberwiegt die Fichte (38 %) vor der Kiefer (18 %), wShrend beim Laubwald die Buche (26 %) gegen[iber der Eiche (10 %) vorherrscht.

Aktuelt ist hinzuzufi~gen, dag auch der Sch6nbuch inzwischen sichtbar unter der immer weiter um sich greifenden Walderkrankung leidet. Betroffen sind bis jetzt Weigtanne und Fichte. Mit ihrem nur unwesenttichen Fl~ichenanteil f~illt die Weigtanne nicht ins Gewicht.

286 Allge,nc'*,le Cha?'aktensierung des Uzm'rsu(hu,lgsgehiets

Sie gilt im Sch/Snbuch ohnehin als eine im Gesundheitszusrand labile Baumart. Dagegen isz die Erkrankung der Fichte als einer der Hauptbaumarten sehr bedenklich, auch wenn deutlich sichtbare SchSdigungen sich zur Zeit au~ Altbestinde vom Alter um 100 Jahre und stand6rtlich vorrangig auf die Talhinge des Goldersbachsystems beschr~.nken. Es treten die bekannten Krankheitssymptome auf. Die Baumkronen verlichten mehr und mehr und verfS.rben yon glS.nzend dunkelgriin nach grau-griin oder auch gelb-griin. Altere Nadeljahr- gS.nge gehen verloren. Es kommt zu Nadelverk/Srzungen und Triebdeformationen. Mit erheblichen Zuwachseinbugen und einem vorzeitigen Ausfall solcher B~iume ist zu rechnen. Bei den ins Untersuchungsprogramm einbezogenen Fichtenbestinden (Tab. 1) sind solche Sch?idigungen okular nicht erkennbar. Sic stocken auf stand6rtlich giinstigeren Plateaula- gen und sind auch jiinger. Ein Ubergreifen der Erkrankung ist jedoch nicer auszuschlie~en.

Der Sch6nbuch geh6rt zu den Keuper-Berg!~indern, die stetlenweise noch Plateaus des Lias alpha einschliegen. Solche Landschaftstypen nehmen in der Bundesrepublik sowohl in Nord- als auch in Suddeutschland ziemlich groge Fl~ichen ein. Die geologische Schicht- folge reicht yore h6heren Gipskeuper bis zum Lias alpha (Abb. 3). Auf den Hochfl~ichen des Stubensandsceins und des Lias ist zum Tell noch stark verlehmter LSfl vorhanden. Der Goldersbach hat sich im Laufe des Pleistoz~ins mit seinma Nebenbfichen 100 bis 160 m tief in die Hochfi~ichen eingeschnitten. Junge, hoioz~ine Tiefenerosion ist nur in den klingen- artig eingeschnictenen Talanf~ngen zu beobachten. Daher sind die meisten H~inge von

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.4/)6. 3. Geologische Schich~folge im Untersuchungsgebiet mit Andeutung der stufen- und i"tS.chenbil- denden Horizonte. Daraul' haben sich voraviegend folgende Boden entwickeh: Lias atpha-Flacben: entkalkte Schluff]ehme mit Pseudogtey-Parabraunerden oder Parabraunerde-Pseudeogley. Rand der Hoch/lachcn: Braunerden. K~,dle,rnergdhange: Pelosole, Quellgtey und Braunerden. Ra't-Sandstein: flachgr0ndige sceinige Braunerden. St,bensandstein-Ft:ichen: meist tongriindige, zweischichtige B6den (Sand- und Lehmkerfe): schwach pseudovergleyte Braunerden, Parabraunerde-Pseudogley, Pseudogley bis Stagnogley; daneben podsohge Braunerden bis Podsole, Braunerde-Pelosole. Stut, ensa*adstein-Ha,zge und gic,fi~'e Ha,glage,: podsolige Braunerden bis Podsole

Fig. 3. Stratigraphlc sequence of Keuper and Lias beds in the s~udy area. Some layers form cuesca~ and/or plateaus with the development of characteristic soil types

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60

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20

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Wasserhaushalt 287

perlglazialen Fliegerden iiberzogen, in denen sich lokal Blockschutt ~.ngereichert hat (vgl. auch Abschnitt 6). Der starke Gesteinswechsel der Schichtfolge, der z. B. auch innerhalb des sogenannten ,,Stubensandsteins" stattfindet, die Periglazialerscheinungen und die AM- sch0ttungen in den breiteren Talauen haben zu sehr stark wechselnden Bodenverh~iltnissen gef/.ihrt (ygl. Ert~iuterungen zu Abb. 3). Betrachtet man das gesamte, 72 km ~ groge Unter- suchungsgebiet, so nehmen Lehmb6den (vorwiegend Lehmkerfe oder Sandkerfe mit un- terlagerndem Ton oder Decklehme) mit ca. 50% den gr6gten Fl~ichenanteil ein. Danach folgen mit ca. 20% Fl'.4chenanteil Tonb6den (Peloso[e, besonders an Knollenmergelh~ingen), mehr oder weniger relne Sandb6den (15 %, auf Stubensandstein und RMt-Sandstein), tongriindige Sandb6den der H:inge (10%) und Auenb6den (5 %).

Bei der Festlegung spezie[ter Untersuchungsfiiichen wurde diesen Voraussetzungen in- sofern Rechnung getragen, als jeweils Fl~ichenpaare mit Nadel- oder Laubwald sowohl auf lehmig-tonigen B6den als auch auf sandigen B6den ausgew~ihlt wurden. Gr6gere Teilein- zugsgebiete umfassen Areale mit i~berwiegendem Stubensandstein-Anteil und den entspre- chenden B6den, Knollenmergei-Lias-Fl~ichen mit tonig-lehmigen B6den und zum Teil auch reine Hanglagen. Solche Teilflfichen wurden auf der Gr,ndlage der vorhandenen forstli- chen Standortskartierung dutch W. L,tNOBE~S und S. M O L ~ noch genauer bodenkundlich bearbeitet. Diese, aus mehreren Detailkarten bestehende und vorwiegend hydropedolo- gisch ausgerichtete Kartierung kann hier nicht n~.her besprochen werden, obwohl sie eine wichtige Grundlage fiir die meisten anderen Teilprojekte bitdet.

NSheres tiber die Schichtfolge und ihre Lagerung im Sch6nbuch ist den Arbeiten yon G~osc~{opr (1965), f-{OHI~E~aER (I979), P~S~iN (1980), SCHMtm" (1930), Scaw~oI.e/< (1967) und VotLR,xu (1959) zu enmehmen. Die B6den und Deckschichten wurden durch Mm.L~R (1961), MOLLER, Scun~taKEu, WEkXER (1967) und Scm~mT (1973) eingehend beschrieben.

3 Wasse rhausha l t

3.1 Landschafts-Wasserhaushalt (Uberblick)

Von G. AcsT~.a, G. EiNSEL~

Das Megstellennetz zur Beobachtung von Klima- und Abflui~daten ist aus Abbildung 1 zu ersehen. FOr Niederschlagsmessungen stehen im Bereich des Untersuchungsgebiets und seines n~iheren Umgebung 12 Stationen zur Verfiigung. Daneben wurden zusiitzlich 12 Niederschlagssammler (Totatisatoren) aufgestellt. An&re Klimadaten werden an 4 Statio- nen innerhalb und an 2 Orten augerhalb des Naturparks registriert. Der Abflug wird durch Schreib- und I,attenpegel getrennt fiir, 17 Teilgebiete erfagt.

Langjiihrige Abflufldaten liegen nur fiir die Pegelstelle Goldersbach bei Bebenhausen (P1, 37,6 kin") vor. FOr diese Zeitspanne (1968-1978) betrug der mittlere jiihrliche Freiland- Niederschlag ca. 750 ram, des Gesamtabflug ca. 180 mm und die daraus berechnete Ge- bie~sverdunstung ca. 570 ram. E~wa 60% des Gesamtabtlusses sind als Grundwasserabfdug zu bezeichnen.

In dem spezielten Umersuchungszeitraum ab 1979, fiber den welter unten n~her berichtet wird, blieb der Freiland-Niederschlag in den Jahren 1979 und 1980 im Mittel mit rund 670 mm/a zun~ichst gegeniiber dem langj~ihrigen Mittel erhebtich zuriick, so dag auch die Gebietsverdunstung (ca. 510 mm/a) und der Abflug (ca. 160 ram/a) relativ niedrige Werte erreichten. In den folgenden Jahren 1981 und 1982, die bisher nur zum Tell ausgewertet sind, tagen die Niederschl~/ge aber wieder im durchschnittlichen Bereich oder h6her, weshalb ftir die gesamte Untersuchungszeit von 4 Jahren annShernd langjiihrige Durchschnitts- werte gewonnen werden k6nnen.

288 Wasscrhaushalt

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Wasserl~aushalt 289

3.2 Bestandes- und Bodenwasserhaushalt kleiner Testfl~tchen

Von G. Aos-rER, W. t30CKING, W. F1.EC~, A. KRE~s

Zur Bestimmung des vom Freiland-Niederschlag stark abweichenden Niederschlags der Waldbest~inde wurden 6 kleine, in sich m6gllchst einheitliche Beobachtungsfl~ichen mit unterschiedlicher Bestockung auf verschiedenen Bodentypen ausgew~ihlt. N~ihere Angaben fiber diese 2500 bis 5000 m 2 groflen Fliichen sind in Tabelle t zusammengesteltt. Man kann diese Fl~chen n~iherungsweise in drei Standortpaare untergliedern, deren jedes sowohl dutch die Baumart Fichte (ungeradzahlige Probefllichen-Nummern) als auch dutch die Buche (geradzahlige Nummern) repr~isentiert wird. Auf diese Weise k6nnen Werte fiir wichtigste Waldarten und Standorteinheiten des Naturparks Sch6nbuch gewonnen werden.

Die mefltechnische Instrumentierung der Testfliichen kann bier nur stichwortartig an- gegeben werden: Kronendurchlafi (9-16 Niederschlagssammler , ,Miinden" pro Fl~iche; BRECU'rEL U. DORING 1975); Stammablauf (8-12 B~iume pro Fl.:iche); neu entwickelte Sicker- platten (5 pro Fl~che); Kleinlysimeter ohne Sickerplatte (3 pro Fl';iche; BSEcwrEL 1965; H&L 1974; BRECHTEL U. PAWOV 1977); Saugkerzen in etwa 30, 60, 100, 150 cm Bodentiefe (HE'rsc~ et al. 1979; meistens in jeder Tiefe je 2 Batterien zu 5 StOck); Saugflaschen (je 5, doch nur Fl~ichen 1 und 2, zur zeitweisen Enmahme ungespannten Bodenwassers).

Die mit diesen Einrichtungen gemessenen Werte ffir Kronentraufe, Stammablauf und Kteinlysimetersickerung im Vergleich zum Freiland-Niederschlag sind Tabelle 2 zu entnehmen. Demnach erreicht der Kronendurchlafl der Fichtenfl~ichen im Mittel nur ca. 60% des Freiland-Niederschlags, bet der Buche dagegen 72 %. Rechnet man bet der Buchenfl~i- che noch einen mittleren Stammabflug yon 5% hinzu, der bet der Fichte vernachl~issigt werden kann, so ergibt sich for die Buche ein urn 15-20% h6herer Bestandes-Niederschlag als fCir die Fichte. Umgekehrt ist also die mittlere lnterzeption der Buche mit ca. 23 % des Freiland-Niederschlags um ca. 15-20% geringer als die der Fichte (ca. 40% des Freiland- Niederschlags).

Diese ausgepr~igten Unterschiede werden yon den Sickerwassermessungen in den Klein- [ysimetern nicht roll best~itigt. Diese brachten bet der Buche (ira Mittel 63 % des Freiland-

Tabetle 2

Mittlere Jahresniederschlage (hydrologische Jahre 1980 bis 1982) und prozentuale Anteilc yon Kroncntraufe, Stammabflul~ und Kleinlysimcterslckerung au[ den Versuchsfl/ichen

Average annual precipitation (hydrological years 1980-1982); and proportion (percent) by canopy drip, stem flow, and lysimeter percolation on the experimental plots

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B ~ c h ~

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' Mittelwertbildung aus Niederschlagsschreibern Biirloch und Schnapseiche, spF.ter Schreiber Got- dersbach. - : Niederschlagsschreiber Roghau. - ' Mittelwertbildung aus Niederschlagsschreibern Roghau und Falkenkop f. -~ N iedersch lagsschreiber BS.rloch.-: Niederschlagsscbrei bet Falkenkopfl

290 Wasserhaushah

Tabelle .3

Vergleich der Wasserbilanz zweier Wald-Einzugsgebiete mit iiberwiegend Nadel- oder Laubwald. Alle Zahlenwerte bedeuten Mittel der hydrologischen Jahre 1979 und 1980 in mm/a

Comparison of the water balance of two forested catchment areas with coniferous or hardwood forest, respectively, dominating. All numerical values are averages of the hydrological years 1979 and 1980,

in mm/a

Einzugsgebiet P 13 Einzugsgebiet P 14 ,,Lange Klinge" ,,Denzenberg"

Waldbestand 72 % Nadelwald 81% Laubwald (vorherschend F i c h t e ) (vorherrschend Buche)

Eingeschlossene Beobach- tungsfliiche (vgl. Tab. 1) Oberirdlsches Einzugsgebiet Unterirdisches Einzugsgebiet Geologischer Untergrund

B6den

Nr. 3 (Fichte) Nr. 4 Buche (Eiche) 1,33 kin: 0,185 kin" 1,7 kin: 0, t85 km: Stubensandsteln Stubensandstein (ausschlleRlich) und kleiner Antei[ (17 %)

an Bunten Mergeln Sandkerfe und Sande Sandkerfe und Sande

NJederschlag N 701 599 Gesamtabflug Q 164 15 ! Oberfl~.chenabflug (und rasch abfliel~ender Deckschichten- abflug Qo 38 41 Grundwasserabflu~ Qe 126 110 Orundwasserzu- oder -abstrom Qa -28 -- (nicht an Pegelstelle erfaflbar)' Reserveiinderung im Grundwasservorrat k~ R,, -1 0 Grundwasserneubiidun~Ig_ 97 110 Akn,elle Gebietsver- dunstung V a 566 448

L Hier Zustrom aus gr6gerem unterirdischen Einzugsgeblet; in der bier aufgefiihrten Wasserhaus- haltsgleichung erhiilt dieser Zustrom ein negatives Vorzeichen.

Niederschlags) nur leicht erh6hte Werte gegeniiber der Fichte (59--60%). Selbst wenn man den Buchenlysimetern die anderweitig bestimmten Stammabl~iufe hinzurechnet, wird die Interzeptionsdifferenz zwischen diesen beiden Baumarten nicht ausgeglichen. Dies kann bedeuten, daf~ die Verdunstung aus der Streu und dem Oberboden der Buchenbest~inde h6her ist als bei der Fichte. Andererseits.diirfen die Ergebnisse der relativ sp~irlich einge- setzten Kleinlysimeter nicht/.iberbetont werden. In den beiden im Hinblick auf geologischen Untergrund und B6den relativ gut vergleichbaren Teileinzugsgebieten P13 und P14, die vorwiegend mit Nadelwald (einschlief~lich der Beobachtungsfl~iche Nr. 3, Tabelle 1) bzw. Laubwald (Beobachtungsfl~iche Nr. 4) bestockt sind und die weiter unten n~iher charakterisiert werden, wirken sich n~imlich die Unterschiede beim Bestandes-Nieder- schlag ganz erheblich auf die Gesamtverdunstung und den AbfluR aus (Tabelle 3). Obwoht in dem Laubwaldgebiet in den Jahren 1979-1980 ca. 100 mm/a weniger Niederschl~.ge als in dem Naddwatdgebiet fielen, erreichte der Gesamtabflui~ aus dem Laubwaidgebiet an- n~ihernd den der Nadelwaldfl~iche. Die Grundwasserneubildung der Laubwaldfl~iche war sogar etwas h6her als auf der Vergleichsfl~iche. Aus diesen Daten ergibt sich aber bei Anwendung der Wasserhaushaltsbitanz fiir kurze Zeitr~iume

N = V a + Q o + Qg + Qa -+ ARg_+ A R b

Wasserbausb, dt 291

(Symbot-Erkl~irung siehe Tabelle 3), dag die aktuelle Gesamtverdunstung V a der Laubwald- fl:iche in den beiden Untersuchungsjahren um ann~ihernd 120 mm/a niedriger war als die des Nadelwalds. Bezogen auf den Niederschlag entspricht dieser Unterschied 17-20% und damit ung..ef~ihr der oben beschriebenen Interzeptionsdifferenz zwischen Buche und Fichte. In dieser Uberlegung ist eine mfgliche Reservdinderung AR b im unges~.ttigten Boden nicht beriicksichtigt. Da zu Beginn und Ende der hier betrachteten 2j~.hrigen Megzeit jedoch vergleichbare Witterungsverh~ltnisse herrschten und auch die Vorratsiinderung ARg im ges~.ttigten Bereich sehr gering bzw. ann~ihernd null war, diirfte sich diese Unsicherheit auf die errechnete Gebietsverdunstung nicht wesentlich auswirken. Unsere Werte stehen je- denfatls im Einklang mit den Untersuchungsergebnissen anderer Autoren, z. B. BENEC~E (1978)~ der ffr Fichtenbest~inde im Soiling einen Mehrverbrauch an Wasser yon 166 mm/a gegeniiber Buchen angibt. BRF.CHTrL (1970) fand auf forsthydrologischen Versuchsfl~ichen in Hessen einen Interzeptionsunterschied zwischen alten Fichten- und Buchenbest~inden in der Vegetationsperiode yon rund 130 mm/a (entsprechend 16 % vom Jahresniederschlag N~834 ram).

Den noch offenen Fragen bei der Ermittlung der Waldverdunstung, die ja nicht nut yon der Art der Bestockung, sondern auch yore Alter der Best~inde und nicht zutetzt yon den Standortfaktoren abhl/ngt, wird fiber die Erfassung der Bodenfeuchte-A.nderung noch n~i- her nachgegangen. Hierzu wurden auf den 6 Beobachtungsft~ichen (Tabelle 1) und einigen zus~itzlichen Standorten, beginnend mit dem Jahr 1979 und verst~irkt ab 1981, gravlmem- sche Bodenwassergehaltsbestimmungen in Tiefen-Abst~inden yon einigen Dezimetern bls zu einer Tiefe yon 1,7 m unter Gel~nde durchgefi2hrt. Auch bei diesen Untersuchungen deutet sich an, dag eine hfhere Waldbodenverdunstung unter Laubwald die grof~e Imer- zeptionsdifferenz zwischen Buchen- und Fichtenbest~inden abmlndern kann. Genauere Ergebnisse k6nnen im Rahmen dieses Zwischenberiehts noch nicht mitgeteilt werden.

3.3 Trennung verschiedener Abfluf~komponenten

Von G. AGSTER, J. KORNER, G. EINSELE

Fi~r genauere Uberlegungen zum Wasserhaushalt oder zur Verdunstung verschiedener Fl~i- chen und Zeitabschnitte, aber auch zur Berechnung und zum Verstiindnis des Austrags get/Sster Stoffe (vgl. Abschnltt 5) reicht die Kenntnis des Gesamtabflusses allein nicht aus. Der rasch abfiiegende Niederschlagsanteil hat in der Regal einen geringeren und anders zusammengesetzten L6sungsinhalt als tiefer in den Untergrund eingcdrungenes ,,l~inger- fristiges" Wasser. Will man also die Menge und Verweildauer des Sickerwassers oder den Austrag verschiedener Substanzen n~iher beurteilen, so muf~ man den Gesamtabflul~ in seine verschiedenen Teilkomponenten zerlegen. Dies ist besonders dann wichtig und schwierig, wenn die B~iche nach l~ingeren Niederschl~igen oder einzelnen Starkregen groge Wasser- mengen abffihren. W~ihrend bei Nie&igwasser iiberwiegend oder ausschlie~lich frfiher gespeichertes Grundwasser abflief~t, enthahen die l--Iochw~isser wechselnde Anteile an Grundwasser, ~ilterem Bodenwasser aus der unges~ttigten Zone und mehr oder weniger direkt ablaufendem neuem Niederschlagswasser. Der Gesamtabfluf~ wird dann h~/ufig mit Hilfe yon Quellsch(ittungs-Ganglinien, Trockenwetter-Abflu~fallinien bzw. Rezessions-

�9 kurven oder Leitf~ihigkeitmessungen in seine Teilkomponenten untergliedert (vgl. ACSTE~ 1983).

Da bei dieser Methodik erhebliche Unsicherheiten bestehen bleiben, wurde in zwei Teilgebieten des Naturparks, n~imlich im Oberlauf des Kleinen Goldersbachs (Abb. 1, Pegel 8 und 9) und im 9 km= grof~en Einzugsgebiet des Kirnbachs (Abb. 1, Pegel 5, N~iheres siehe K/3RNeR 1983) versucht, dieses Problem auch mit Hilfe yon Sauerstoff-18-Messungen an- zugehen. Die Isotopen-Bestimmungen wurden am Geochemischen Zentrallabor der Uni- versit~.t Tfibingen (Prof. FRtrDRIcmea ) und Institut fiir Radiohydrometrle der GSF, Miin- chen-Neuherberg (Dipl.-Phys. W. S'rrcHLER ) durchgeffihrt. Gleichzeitig wurde die etektri-

292 "Wasserhaushah

sche Leitf~ihigkeit der Wasserproben gemessen. In beiden Gebieten wurden vergleichbare Ergebnisse gewonnen. Allein im Kirnbachgebiet, wo der Schwerpunkt dieser Untersuchun- gen lag, wurden bisher knapp 500 Wasserproben yon 3 Niederschlagsstationen, 2 Mef~stellen ffir Hang- und Sickerwasser, 4 Quellen, 3 Bachmeflpegeln und 2 Grundwasserpegeln ausgewertet.

In der Zeit zwischen Juli und Dezember 1981 fanden 3 Hochwasserereignisse statt, die dutch Niederschl~ge verursacht wurden, die in ihrer isotopischen Zusammensetzung stark vom ,,Normalniederschlag" abwichen.

Unter der Annahme, daf~ der Abflug nut aus 2 Hauptkomponenten (Direktabflul~ und Grundwasserabflut~) besteht, kann man aus der isotopischen Zusammensetzung der Hoch- wasserwellen folgendes ableiten: Der I-iochwasserabflufl am Kirnbach bestand bei allen drei Ereignissen nur zu 34-41% aus Direktabflufl~ (sehr kurzfristig wurden Maximalwerte yon 41-50% erreicht). Durch die Starkniederschl~ige wurde also ein h6herer Anteil an Grund- wasser und Bodenwasser aus der unge~ttigten Zone (Vorereignis-Wasser) mobi!isiert und abgeffihrt.

3.4 Beregnungsversuche zur Bestimmung des Direktabflusses, der Versickerung und Bodenwasserspeicherung

Von O. Sc~wâz

Auf neun f/.ir den SchSnbuch repr~isentativen Waldstandorten wurden im sehr Erockenen August 1979, im nassen August 1980 und im ivI~irz 1982 bei fast voiler Wassers~ittigung der B6den Beregnungsversuche mit einer transportablen Beregnungsanlage durchgeffihrt (K.,~RL u. TOLDRIAN 1973).

Die 100 m "~ grof~en Versuchsfl~.chen wurden so lange mit einer Intensifiit von 100 mm/h beregnet, bis Oberft~chenabflufl eintrat. Im August 1980 wurden auf allen Fl~ichen jeweils 250 mm Niederschlag verregnet. Im M~irz 1982 schlieglich wurden die Beregnungen so lange fortgesetzt, his die Abfluf~spende einen konstanten Weft annahm, um die minimalen Infihrationsraten der B6den zu bestimmen. Vor und nach jeder Beregnung wurden die Wassergehahe des Oberbodens (0-50 cm) und die Interzeption an der Streu gravimetrisch bestimmt.

Die wichtigsten Met~ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestelh. Die Ausgangsfeuchten im Oberboden waren an den 3 Beregnungsterminen sehr unterschiedlich. Die Wassergehalte der obersten 50 cm des Bodenprofils betrugen im August 1979 im Mittel nur 104 mm, ein Jahr sp~iter 135 mm und im M~irz 1982 rund 200 ram.

Erwartungsgem~ifl wurde bei der geringsten Ausgangsfeuchte der h6chste Niederschlag ben6tigt, um Oberfl~chenabfluf~ (Qo) zu bewirken. Im sehr trockenen August 1979 wurde Oberfliichenabflul~ fri~hestens nach 150 mm Niederschlag erziett (Vers.-Fi. Nr. 1). Im Mittei aller Fl~ichen wurden 215 mm Niederschlag ben6tigt. Ein Jahr spfiter, als die mittlere Ausgangsfeuchte um fund 30% h6her war, stetlte sich auf einem Standort (Vers.-Fl. Nr. 1) der Oberfl~ichenabflu~ schon nach 68 mm ein. Auf den anderen Standorten wurden durchschnittlich 154 mm Niederschlag ben6tigt. Im sehr feuchten M~irz 1982 setzte auf Vers.-Fl. Nr. 1 schon nach 28 mm Niederschlag Oberfl~ichenabflufl ein und selbst der Standort, der am meisten Wasser speichern konnte, reagierte bereits nach 80 mm Niederschlag mit Oberfl~ichenabfluf~. hn Mittel aiier Standorte wurde Oberfl~ichenabfluf~ schon nach 52 mm Niederschlag ausgel6st.

Ganz offenkundig mui~ das Defizit des Bodenwasserspeichers der Waldstandorte zu- n~ichst aufgeffilh werden, ehe Oberflfichenabflug einsetzen kann. Das zeigt sich auch an den Wassergehahen der Oberb6den, die nach Eintritt des Oberfl~ichenabflusses in allen 3 Ver- suchsperioden auf den gleichen Versuchsfl~ichen fast identisch waren. Sandkerfe speicher- ten im Mittel t70 ram, Decklehme und Lehmkerfe rund 200 mm und Tonb6den 227 mm Wasser. Stand6rtliche Unterschiede in der Abflugbereitschaft sind also grog, wenn die BSden stark ausgetrocknet sind. Sie verwischen sich jedoch mit zunehmendem Ausgangs-

Wasserha~shal~: 293

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294 Bioelementgehal~e des Niederschlags-, Sicker- und Boden"~'assers

Wassergehah der B6den. An der Streu wurden je nach Vorwetter 0,6-4,3/rim, im Mittel 1,92 mm, Niederschlag interzipiert.

Der Einflug der Hangneigung auf die Abfluflbereitschaft der Standorte ist weniger auf- f~illig. Er l~igt sich nur erkennen, wenn man die Auswertung der Messungen getrennt nach Versuchsperioden durchfiihrt, die durch einen relativ einheitlichen Feuchtezustand der B6den vor Beregnungsbeginn ausgezeichnet sind. Andernfalls wird der Einfluf~ der Hang- neigung auf die Abflut~bereirschaft durch die viel starker wirkende Ausgangsfeuchte des Oberbodens fiberdeckt.

Errechnet man naeh dem vom Verfasser (ScHw^v,z 1982) entwickehen Verfahren die minimale Infiltrationsrate, d. h. also die Niederschlagsmenge, die bei voller Wassers~ittigung der B6den gerade noch versickern kann, ohne daf~ Oberfl~ichenabflul~ auftritt, so ergeben sich Werte von 52-79 mm/h, im Mittel 67 mm/h.

Demnach diirfte es im Sch6nbuch auf den untersuchten Standorten keinen Oberfl~ichen- abflug geben, da Niederschl~ige mit so hoher Intensit~it und Ergiebigkeit nicht auftreten. Die B;iche des Sch6nbuchs reagieren aber schon bei sehr viel geringeren Niederschl~igen mit einern Ansteigen der Wasserst~inde. Dies ist auf oberfldchennahen Abflufl (Qon) zuriickzufi~hren, der in SchOrfgruben unterhalb yon Beregnungsfl~ichen beobachtet und gemessen wurde.

Auf Vers.-Fl. 9, elnem Braunerde-Peloso[ aus Knollenmergel, der 1979 selbst nach k0nst- lichem Niederschlag ohne Oberftiichenabflufl geblieben war, setzte z. B. im Oktober 1980 der oberfl~ichennahe Abfluf~ bereits nach knapp 30 mm Niederschlag ein. Er verst?irkte sich nach kurzer Zeit so, daft das Wasser in fingerstarken Strahlen bis zu einem halben Meter welt aus der Profilwand herausschof~. In den Gruben wurden fast 3000 Liter Wasser auf- gefangen, was der H1lfte des gesamten Beregnungswassers entsprach. Das Wasser bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 500 m/d in den Trockenrissen des P-Horizontes hangabw~rts. Diese Feststellung wird auch unterstrichen dutch die Tensiometermessungen, die an zwei Linien in der Beregnungsfl~iche in je 15, 30, 60, 90 und 120 cm Tiefe durchgefi~hrt wurden. Ein Saugspannungsabfall lief~ sich nut an den in 15 cm Tiefe eingebauten Tensiometern beobachten. Hochwasserwellen werden also nach den bisher vorliegenden Ergebnissen in erster I_inie durch oberfliichennahen Abflufl hervorgerufen, der teilweise mit bisher unvermuteter Geschwindigkeit die Vorfluter erreichen kann.

FOr den Landschaftshaushah und die Ertragskraft der Waldb6den ist es yon besonderer Bedeutung, daft in keinem der beobachteten F~ille mit dem Oberfl~ichenabflui~ Bodenerosion verbunden war. Das Abfluflwasser war stets klar, mineralische Bestandteile konnten nicht nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis stimmt iiberein mit Befunden aus dem Forsthydro- togischen Forschungsgeblet Krofdorf, wo ~ihnliche Versuche durchgefiihrt wurden (Bt~ECH- TEl., LEHNHARDT U. TOLDRIAN 1975).

4 B ioe lemen tgehahe des Niederschlags- , Sicker- und Bodenwassers in Abh~ingigkeit von B a u m a r t und S t a n d o r t

Von W. B0cxIN6, F. H. EvERs, A. KaE~s

Als Beispiele f/5.r die umfangreichen hydrochemischen Untersuchungen sind in Tabelle 5 einige wichtige Mef~werte f~ir die Beobachtungsfl~ichen 1 (Fichte) und 2 (Buche) zusarn- mengestellt (N~iheres zur Charakterisierung der Beobachtungsfl~ichen siehe Tabetle 1). Dabei handeh es sich um vorliiufige Ergebnisse, die zum Teil auf unterschiedtich langen Beobachtungszeiten beruhen. Mit Ausnahme der geringen Zahl der Wasserproben aus Saugflaschen und Saugkerzen in 100 und 150 cm Tiefe wurden aber von jeder Enmahme- stelle mindestens I0, meistens jedoch ca. 20 Analysen und mehr ausgewertet und gemittelt. Eine genauere Darstellung der Auswertemethodik (einschlief~lich der Analysentechnik) muff einer sp~iteren Pub!ikation vorbehahen bleiben. Die Einzelwerte streuen zum Teit

Bioelementgebahe des Niederschlags-, Sicker- und B,~denza'assers 295

ziemlich stark, besonders beim Sicker- und Bodenwasser. Trotzdem lassen die Zahlenwerte der Tabelle 5 schon gut eine allgemeine Tendenz erkennen, die im folgenden f~ir einige wichtige Komponenten erl~iutert werden soil.

pH-Werte: Gegeniiber dem Freiland-Niederschlag (pH = 5,0 bis 5,5) zeigen Kronen- traufe tier Fichte (pH = 4,5) und Stammablauf yon Fichte und Buche (pH = 3,4 bzw. 4,4) eine deutiiche Versauerung. Dementsprechend sind auch die pH-Werte des Sicker- und Bodenwassers bis in Tiefen von ca. 60 cm niedrig, unter Fichtenbestiinden stets ausgepr~ig- ter (pH = 4,0 bis 4,7) als unter Buchenbest~inden (pH = 4,8 bis 6,4). In allen F~itlen reagiert aber das Bodenwasser ab 100 cm Enmahmetlefe anniihernd neutral oder schwach alkalisch.

SulJ'at: Bei den Sulfat-Konzentrationen kommt die hohe Fil terwirkung for SO 2 aus der Luft dutch die Fichtenkrone zum Ausdruck. Die Frei landkonzentrat ion yon rund 3 mg/1 Sulfat ist in der Kronentraufe unter Fichte auf rund 22 rag/l, unter Buche dagegen nut auf fund 8 mg/ l eeh6ht. Unter dem Fichtenbestand bleibt die hohe Sulfatkonzentration im Boden nicht nur erhalten, sondern steigt bis in 60 cm Tiefe sogar noch auf eine GriSgen- ordnung yon 100 mg/l an.

Tabelle 5

Chemische Bcschaffenheit des Niederschlags-, Sicker- und Bodenwassers an eincm Fichten- und Buchenstandort (Flachen Nr. 1 und 2, Tab. 1)

Chemical properties of precipitation, percolation, and soil water at a spruce and a beech site (Areas No. 1 and 2, table 1)

Fichre~uche NO 3" (mg/I) [ C +" (rag/l) AI~'-~ + (rag/I)

Fich.te I Buche I Fichte I Buche Fichte Buche

Freiland- niederschlag 5,0 5,5 3,2 2,9 2,8 2,0 0,8 0,3t 0,12 0,24 Kronentraufe 4,5 5,7 21,8 7,5 5,7 4,3 4,9 2,7 0,21 0,14 Stammablauf 3,4 4,4 196,5 17,6 13,3 6,l 46,3 3,9 t,09 0,19 Sickerplanen 4,4 5,3 39,3 12,9 7,68 1,99 7,49 9,34 1,97 0,23 Kleinlysimeter 4,2 4,8 44,8 23 ,9 20,3 26,8 8.3 13,3 1,97 0,46 Saugflaschen 4,5 5,0 37,8 I0,6 19,8 0,6 15,1 5,9 0,6 0,21 Saugkerzen 30 cm tief 4,C 6,2 91,3 12,3 24,9 0,4 18,8 6,2 5,96 0,13 Saugkerzen 60 cm tier 4,67 6,4 193,8 5,3 6,2 0,2 43,8 3,8 0,82 0,I~, Saugkerzen 100 cm fief 6,56 7,0 61,4 13,2 4,7 0,2 9,1 5,9 0,45 Sp Saugkerzen 150 cm tier 6,87 7,8 10,1 9,0 27,3 0,2 8,2 13,1 0,31 Sp

Demgegeniiber nehmen die Sulfatkonzentrationen im Mineralboden unter Buche im Vergleich zum Freiland-Niederschlag und zur Kronentraufe nur wenig zu. Ein ~ihnliches Verhaiten zeigen auch die anderen Fichten- und Buchenfl~ichen auf anderen Standortein- heiten. Eine besonders hohe Konzentra, t lonszunahme ist bei den Stammabl~iufen zu ver- zeichnen, wobei die eingebrachten Mengen bei der Fichte fiir den Gesamtbestand unbe- deutend sein m6gen, am Stammfug aber wegen der hohen Sulfatkonzentrationen nicht mehr unwirksam sind.

Die Konzentrationszunahme im Boden des Fichtenbestandes vom Eingangswert d e r Kronentraufe (ca. 22 rag/l) zu einer Konzentration ,:on mehr als 100 mg/ l in 60 cm Tiefe ist auf den Wasserentzug durch die Baumwurzeln zuriickzufiShren. Der dabei wirksame Konzentrierungsfaktor erreicht eine Gr6t~enordnung yon ca. 5. Tats~ichlich wird ia auch nur ein kleiner Tell des Bestandes-Niederschlags (bei Fichte im tangj~ihrigen Mittel generell im Sch6nbuch ca. 450 mm/a) dutch Grundwasser- und Oberfl{ichenwasserabflui~ weggef{ihrt (zusammen sch~itzungsweise ca. 120 mm, davon gr61~enordnungsmiigig 75% oder ca. 90 mm/a als Grundwasserabfluf~, vgl. auch Tabelle 3). Aus der Relation Bestandes-Nieder- schlag zu Grundwasserabfluf~ ergibt sich ebenfalls ein Konzentrierungsfaktor yon 5, wenn

296 Bu)elementge/Jahe des Niederscblags-, Sicker- ~mt Bodenwasse>~

man annimmt, daft der Oberfl~ichenabfluf~ nut vergleichsweise geringe Sulfatmengen ab- ffihrt.

Die demgegenfiber nur geringfi.igig erh6hte Sulfatkonzentration im Bodenwasser des Buchenbestandes im Vergleich zum KronendurchlaB l~iflt sich vietleicht/iber eine Sulfat- bindung im Boden erkl~iren (M~wEs et al. 1980), die allerdings auch unter Fichte zu erwarten ist. Sicherlich spielen bei den Bodenwasserkonzentrationen auch manche lokalen Zuf~illigkeiten eine Rolle. Neben Stellen mit nahezu stagnierenden h6her konzentrierten Bodenl6sungen sind andere zu erwarten, wo das Bodenwasser rascher lateral oder in den tieferen Untergrund abzieht.

Die groflen Unterschiede im Sulfatgehalt des Bodenwassers und die vermutete SO4- Festlegung in tieferen Bodenbereichen unter Fichten- und Buchenbest/inden bringen es jedenfalls mit sich, daft Quellw~isser, die im atlgemeinen aus gemischten Best~inden stare- men, nur relativ niedrige bis mittlere Sulfatgehalte (25-40 rag/l) aufweisen (siehe auch Diskussion zum Stoffein- und -austrag weiter unten).

Nitrat: Sehr deutliche Unterschiede zwischen Fichte und Buche zeigen sich auch in den Nitratkonzentrationen. Die Freilandkonzentration wird bei der Passage des Niederscblags durch den Kronenbereich der Fichte, aber auch der Buche, um den Faktor 2 bis 3 erh6ht. Im Bodenwasser der Fichtenbest~nde steigen die Nitratkonzentrationen sehr stark an, wenn die Srandorte lehmig bis lehmig-sandig sin& Unter Buchenbesriinden bleiben dagegen die Nitratkonzentrationen immer sehr gering. Ebenso verhiilt sich ein Fichtenbestand auf Sandboden.

Die sich bier abzeichnenden Unterschiede sind nicbt in erster Linie alas Ergebnis unterschiedlicher Filterwirkung der Best~nde, sondern verschiedener Humus-Mineralisations- raten in AbMngigkeit von Baumart, Standort und Bestandesgeschichte (K~Eu'rzE~, im Druck).

Calcium: Auch die Calcium-Konzentrationen des Freilandniederschlags werden im Kro- nenraum von Fichte und Buche wesentlich erh6ht, wobei die Steigerung bei der Fichte wiederum deutlich fiber derjenigen der Buche Iiegt. Im humosen Oberboden sind die Unterschiede zwischen Buche und Fichte kaum ausgepr/igt, im Mineralboden hingegen sind die Calcium-Konzentrationen unter der Fichte stets deutlich h6her als unter der Buche. Bei den in Tabelle 5 nicht wiedergegebenen Magnesium~Konzentrationen zeigt sich das gleiche Bild.

Unter dem Fichtenbestand wird die auf die Schwefels~iure zurfickzufiihrende Versaue- rung etwa zur H~ilfte durch diese h6heren Calcium-Konzentrationen in der Bodenl6sung kompensiert; im Buchenbestand reicht die Calcium-Konzentratlon bereits zu einer Uber- kompensation.

Aluminium: Zu den Auswirkungen der abgesenkten pH-Werte unter den Fichtenbest~inden geh6rt die Zunahme der Metallkonzentrationen (z. B. AI, Mn, Fe), fiir die in Tabelle 5 beispielhaft die Muminiumwerte aufgeffihrt sind. Bemerkenswert ist vor allem das Auf- treten sehr hoher Aluminium-Konzentrationen bis zu rund 17 mg/l (Einzelwert der Fl~iche 3) im Bereich um 30 cm Bodentiefe unter Fichte, w~ihrend die AI-Werte unter Buche immer unter 4 mg/l (Fl~iche 6) bei Fliichen 2 und 4 unter 0,5 mg/l bleiben. Bei enger Korrelation zwischen pH-Wert der Bodenl6sung und A!-Konzentration slnd die jewei]igen Konzentra- tionen unter Fichtenbest~inden deutlich h6her als unter Buche.

Abschlieflend sei bemerkt, daft die Untersuchungen auf den 6 Probefl~ichen noch bis zum Frfihjahr 1983 fortgesetzt werden. Bei der sich anschliegenden Auswertung werden die Biolementmengen in den einzelnen Flfissen berechnet und Teilbilanzierungen ange- strebt. Im Zusammenhang mit Standortserkundung und hydrogeologischer Bearbeitung wird die Frage untersucht, ob sich die Bestockung durch verschiedene Baumarten auf die chemische Beschaffenheit yon Quell- und Bacbw~issern auswirkt und ob sich dutch Abbau oder Festlegung yon bestimmten Stoffen langfristig Ver~inderungen im Boden ergeben k6nnen.

Ein- und Austrag ge#Jster Stolfe 297

Die auch im Sch6nbuch schon erkennbaren Umwetteinft/isse auf einzelne Waldbest:inde wurden in Abschnitt 2 kurz erw~hnt.

5 Ein- und Austrag gel6ster Stoffe

Von G. AGSTER, G. EINSELE

5.1 l~bersicht t~ber das Gesamtgebiet

Bei der Bestimmung des Stoffeintrags in das Gesamtgebiet konnten bisher nut die Freiland- Niederschliige von 5 Mef~stationen beriicksichtigt werden, von denen etwa monatlich je eine Sammelprobe analysiert wurde. Der Berechnung des Stoffeintrags in die verschiedenen Einzugsgebiete sind die Analysenwerte der zugeh6rigen Stationen entsprechend ihrem Fl~ichenanteil zugrunde gelegt (vergleichbar dem Mittelsenkrechten-Verfahren zur Ermitt- lung des Gebietsniederschlags).

Ffir die zun~ichst ausgewerteten hydrologischen Jahre 1979 und 1980 ergibt slch demnach im gesamten Untersuchungsgebiet yon 72 km 2 (Pegel Lustnau) ein mittlerer Eintrag an gel6sten Stoffen von fund 48 kg/ha-a, for den Pegel Bebenhausen [36,7 km] fund 47 kg/ha-a. Diese Werte slnd jedoch wegen des unterdurchschnittlichen Niederschlagdarge- bots dieser beiden Jahre auch f/.ir den Freiland-Niederschlag etwas zu gering. Vor allern enthalten sie aber nicht den Stoffeintrag durch die Fiherwirkung der Baumkronen der W~_lder (siehe unten). Trotzdem stellen die Sulfat- und Nitrationen im Freiland-Nieder- schtag gewichtsmiit~ig bereits etwa zwei Drittel des gesamten L6sungsinhalts (siehe auch Abbildung 4).

Zur Berechnung des Austrags an gelosten Stoffen wurden an allen Abflui.~,mef~stellen bei unterschiedlichen Sch0ttungen (teilweise automatisiert) Wasserproben enmommen und analvsiert. Aus den ermittehen Fracht-Abflug-Beziehungen sowie den mittleren Tagesab- fliissen wurde mit Hilfe der EDV yon jedem Einzugsgebiet der Stoffaustrag berechnet.

Danach betrug der mittlere gel/Sste Stoffaustrag im Gesamtgebiet (Pegel Lustnau), wiederum for die Jahre 1979 und 1980, aufgrund einer Hochrechnung rund 800 kg/ha.a und f/ir das Einzugsgebiet des Pegels Bebenhausen 729 kg/ha.a.

Diese erste Obersicht solt zun~chst einmat dokumentieren, dag der Austrag an gei6sten Stoffen den Eintrag in unserem Gebiet um mehr als das 10fache iibersteigt. Da aber dem Grundwasser beim Stoffaustrag eine entscheidende Bedeutung zukommt, herrschen nun die gesteinsbiirtigen Komponenten wie das Calcium- und Magnesiumbikarbonat vor. Aus einigen Teilgebieten werden zus~itzlich erhebliche Mengen an gel6stem Calciumsulfat aus dem Gipskeuper ausgetragen. Weitere Einzelheiten sind dem anschliei?,enden Vergleich zweier Teileinzugsgebiete zu entnehmen.

5.2 Stoffbilanz ftar zwei Teileinzugsgebiete

In Abschnitt 3.2 und Tabelle 3 wurde der Wasserhaushalt einer Nadel- und Laubwaldf~iche beschrieben, for die nun auch eine detaillierte Bilanzierung des Ein- und Austrags gel6ster Stoffe fi~r den gleichen Zeitraum (Jahre 1979 und 1980) vorgelegt werden kann (Abbildung 4).

Zur Bestimmung des Stoffeintrags wurden jetzt der um die Interzeption verringerte Bestandes-Niederschlag (Abschnitt 3.2) und die im Kronendurchlai~ und Stammablauf er- h6hten Stoff-Konzentrationen (Abschnitt 4) beriicksichtigt. Schliefllich mutate der Anteil der beiden Fl~ichen an Fichten- und Buchenbest~inden entsprechend gewichtet werden. Der Stoffaustrag wurde, wie oben beschrieben, an den beiden Abflu~pegeln P13 und P14 (vgl. Abbildung 1) der Teileinzugsgebiete bestimmt.

298 Ein- und Austrag gelostur Smffe

Die Ergebnisse dieser Berechnungen, denen zum Vergleich der L6sungseintrag durch den Freiland-Niederschlag hinzugefiigt wurde, sind in Abbildung 4 zusammengestellt. Die Eintragsraten durch den Waldniederschlag sind nun gegen0.ber dem Freiland-Niederschlag

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Abb. 4. Vergleich des Stoff- eintrags durch den Freiland- und Bestandes-Niederschlag mit dem Austrag gcl6ster Stoffe durch Bachwasser der Einzugsgeblete ,,Lange Klin- ge"(vorwiegend Nadelwald) und ,,Dcnzenberg" (vorwiegend kaubwa}d). Mittel- werte der Jahre 1979 und 1980

Fig. 4. Comparison between the intake of matter by the way of precipitation (in the open and inside the stand), and the discharge of dissolved matter by the way of creek water, for the catchment areas ,,Lange Klinge" (predominantly coniferous forest) and .,Denzenberg" (predominandy hardwood fores0. Averages of the years 1979 and 1980

insgesamt auf einen ca. dreifachen Wert erh6ht, niimlich auf 124 kg/ha-a beim Einzugsge- biet ,,Denzenberg" (vorherrschend Buche) und 175 kg/ha.a bei der ,,Langen Klinge" (vorherrschend Fichte).

Diese Steigerung betrifft jedoch nicht alle Komponenten in gleichcm Mafle da das Kalium relativ leicbt aus PflanzenteiIen, insbesondere Bl~ittern, ausgewaschen werden kann, erh6ht rich der Katiumeintrag im Bestandesniederschlag auf i~ber 20 kg/ha-a gegeni~ber dem des Freitand-Niederschlags von ca. 3, kg/ha-a. Die Erh6hung des Calciumeintrags auf den 4- bis 5fachen Betrag ist dagegen auch auf die Auswaschungen yon Blattverunreinigun- gen zuriickzufi~hren. In beiden Gebieten unterscheiden sich die jeweiligen Zuwachsraten nicht grunds~itzlich. Dagegen zeigen die Zuwachsraten des Nitrat- und Sulfateintrags yon Geblet zu Gebiet deutliche Unterschiede. Sie sind im Bereich der ,,Langen Ktinge" jeweils etwa doppelt so hoch wie am ,,Denzenberg". Die Steigerung der Eintragsraten dutch den Waldbestand betr~igt beim Nitrat 13,6 bzw. 6,9 kg/haa; die Sulfatzufuhr erh6ht sich um 60 bzw. 33 kg/ha a. F~r die Fichtenfl~iche 1 (vgl. Tabelle 1, 2 und 5) ergibt sich (je nach Witterungsentwicklung) ein Sulfateintrag in der Gr6flenordnung von 78 his 140 kg/ha.a (im Mittel 106 kg/ha-a), for die Buchenfliiche 2 von 32 bis 52 kg/ha-a aus der Kronentraufe, zu denen noch 8 bis 1l kg/ha-a aus dem Stammabflufl hinzukommen (daraus im Mittel zusammen 54 kg/ha.a). Ein Teil dieser Erh6hung ist auf die Kronenauswaschung zuriickzufiihren und somit Bestandteil des pflanzlichen N~.hrstoffkreislaufs. U~RICH et al. (1979) geben dazu fiir beide Bestandsarten eine Gr61~e von 8,6 kg/ha.a.

Ein- und Austrag gelOster 5toffe 299

Ein Vergleich des Sulfateintrags in unseren beiden Einzugsgebieten sowie zwei Ver- suchsfl~chen mit Untersuchungsergebnissen aus dem Soiling und aus dem Freiburger Raum (Tabelle 6) zeigt, dag die Sulfatdeposition in den anderen Gebieten etwa 2-4real so hoch ist wie im Sch6nbuch. Dies ist nur zu einem kleinen Tell auf erh6hte Niederschllige zur~ick- zuf6hren (Tabelle 6). Vergleichbar sind jedoch die Mehrbelastungen, denen die Nadelwald- best~inde ausgesetzt sind. Sie liegen in allen Untersuchungsr~iumen etwa 60% iiber denen der Laubwaldbest/inde.

Tabelle 6

Sulfateintrag im SchOnbuch im Vergleich zu anderen Gehieten (Zahtenwerte gerundet) Sulfate Jmmission in the Sch6nbuch as compared with other areas (numerical values have been rounded)

Sch6nbuch

Freiland- Sulfateintrag (kg./ha �9 a) Niederschlag durch Freiland- dutch Bestandes-

mm/a 1 Niederschlag ~ Niedersch!ag __

Fichtenfliiche 1 811 a 26 106 (vgl. Tab. t, 2 u. 4) BuchenflS.che 2 806 a 23 54 s) Einzugsgebiet P13 701'* 19 79 (Nadelwald) Einzugsgebiet P13 5994 17 50 (Laubwald)

Soiling ~ Fichte 938 71 265 Buche 938 71 160

Mooswald 2 Fichte 848 57 176 bel Freiburg i. Br. Laubholz 848 57 113

') U!ricb et al. (1979) - a) Kvinst!e e," a]. (!98!) - a) N-Mittel der Jahre 1980-82 - *) N-Mit:r der jahre 1979-80 - ~) elnschlieglich des Stammabflusscs

Unsere Zahlenwerte ftir den Stoffeintrag gelten nut fiir die Stoffzufuhr durch den Nie- derschlag und dutch Flugstaub (Aerosole). Sie enthalten nicht den j~ihrlichen Eintrag an Biomasse, der durch die Assimilation der Pflanzen produziert wird. Dieser iibertrifft ge- wichtsm.:iflig den Niederschlag- und Aerosol-Eintrag um zwei Zehnerpotenzen (vgl. Ab- schnitt 7, Tabelie 7). Durch die Biomasse-Produktion (ca. 10 t/ha-a Gesamttrockensubstanz nach Abzug des Verbrauchs durch Pflanzenatmung) werden der AtmospMre ca. 15 t/ha-a CO 2 entzogen, von denen allerdings der weitaus gr61~te Tell durch Verwesung wieder an die Atmosphiire zur/.ickgegeben wird. Br diesem Abbauprozef~ werden im Boden grot~e Mengen an Kohlens~iure und Humuss~iuren gebildet, welche die natiirliche Bodenversau- erung verursachen. Allein durch die Kohlensiiurme wird die Bodenreaktion kalkhaltiger B6den auf ptq = 6,2 und bei kalkfreien, silikatischen B6den auf pH = 5 herabgedriickt (z. B. UTa~mH 1981). Humussiiuren k6nnen eine noch stiirkere Bodenversauerung herbeifiihren.

Diese natiirlichen Gegebenheiten sind zu beachten, wenn die Auswirkungen einer gegeniiber diesen Stoffums~tzen relativ kleinen Menge an schwefeliger S~iure bzw. Schwefel- siiure oder salpetriger bzw. Salpeters~iure aus dem ,,sauren Regen" diskutiert werden.

Ein kleiner Tell der im Boden durch Pflanzenverwesung entstehenden Kohlens~iu:e, im Falle des Sch6nbuchs gr6genordnungsmiif~ig ca. 400 kg/ha.a, gelangt mk dem Sickerwasser in den tieferen Untergrund und 16st Karbonat auf. Daher bilden die geogenen Ca- und Mg-Hydrogenkarbonate 90 bzw. 94 % des Gesamtaustrags an gel&ten Stoffen der betrachteten Teileinzugsgebiete (Abbildung 4). Ffir die restlichen Komponenten des L6sungsaus- trags gelten folgende Oberlegungen:

300 Ein- und Austrag gel~Jster Stoffc'

Die Natrium- und Chloridbilanzen sind gr6flenordnungsm;,ifig ausgeglichen. Der mit dem Freilandeintrag vergleichbare Kaliumaustrag weist darauf hin, daft die starken Anrei- cherungen im Bestand fiberwiegend auf den internen Stoffkreislauf in der Vegetation zu- rfckzufi~hren sind.

Ein wesentlicher Teil des Nitrats, das den Best~inden mit dem Freilandniederschlag zugeffhrt wird, wird gteichfalls in diesen internen Stoffkreislauf mit einbezogen, weshalb nur noch eine vergleichsweise kleine iVlenge fiber den Vorfluter abgeffhrt wird. Unter- schiede, entsprechend der Mehrbelastung des Niederschlags in den Nadeiwaldgebieten der ,,Langen Klinge", bleiben jedoch erhalten.

Nur etwa die H~ilfte des Sulfateintrags wird aus den Waldgebieten wieder abgefiihrt. Zu berfcksichtigen ist abet auch noch die im Stoffkreislauf verbleibende Komponente der Kronenauswaschung von rund 9 kg/ha.a sowie eine zus~itzliche Aufnahme aus dem Boden und Speicherung im Bestandeszuwachs yon jeweils rund 4 kg/ha-a (UL~iC~t et al. 1979). Dies bedeutet aber, daft im Bereich der ,,Langen Klinge" mit 29 kg/ha.a ein starkes Drittel des Sulfateintrags im Boden oder tieferen Untergrund aufgespeichert wird, am Denzenberg sind es mit knapp 9 kg/ha.a dagegen nur noch 17%.

In welcher Form diese Sulfatdeposition vor sich geht und ob sie langfristig die B6den ver~inder, t, kann z. Z. nicht entschieden werden (siehe z. B. MEIWES et al. 1980). U. a. wird auch gepr/.ift, ob eine jahrelange Verweildauer des Grundwassers im Untergrund daffr verantwortlich sein kann, dag die heute gegenfber dem Zustand vor einigen Jahrzehnten erh6hte Sulfatimmission noch nicht roll auf den Grundwasserabflul~ ,durchgeschlagen" hat.

In diesem Zusammenhang ist bemerkenswert, dag die ,,seichten" Riitquellen Q1 und Q2 (Abb. 1) gegenfber den Analysen aus dem Jahr 1964 (Hûs'rvaN 1965) einen deutlichen Sulfatanstieg erkennen lassen (bei Qi von 5 auf 12 mg/l und bei Q2 yon 10 auf 22 mg/l SO4). Umgekehrt ging der pH-Wert wegen fehlender Pufferung in diesen kalkfreien Schichten bei Q1 von 5,8 auf 5,4 und bei Q2 von 5,0 auf 4,7 zuriick. Andere, tiefer zirku- lierende Grundwiisser wie z. B. die Quellw~isser aus dem Stubensandstein blieben in ihrem Chemismus seit dem Jahre 1964 ann-~ihernd gleich.

5.3 Stoffaustrag aus dem Naturpark Sch6nbuch im Vergleich zum besiedelten Aichgebiet

Im Norden uncl Nordosten grenzt das besiedelte und zu etwa 50% landwirtschaftlich genutzte Einzugsgebiet der Aich direkt an unser Untersuchungsgebiet (Abb. 5). In seiner naturr~iumlichen Ausstattung (Klima, Geologie, Relief und B6den) ~ihnelt das Aichgebiet sehr dem Naturpark Sch6nbuch. Auf eine genauere Beschreibung des Einzugsgebiets der Aich mug aber hier aus Raumgriinden verzichtet werden. In seiner Dissertation hat RAvscu (1982) u. a. den Austrag gel6ster Stoffe ffr das Jahr 1980 ermittelt. Wenn aus dem Sch6n- buch die Zahlenwerte ffir den gleichen Zeitraum herangezogen werden (AosvE~ 1983), erh~ilt man einen guten Vergleich zweler Gebiete, die sehr unterschiedlich durch den Menschen genutzt werden (Abb. 6).

In der Gesamtmenge und bei den geogenen Komponenten Ca ++, Mg ++ und HCO 3- unterscheiden sich die beiden Gebiete nut relativ wenig, obwohl der Gesamtaustrag an gel6sten Stoffen aus dem besiedelten Aichgeblet den des Naturparks um knapp 30% fibersteigt. Groge Unterschiede sind dagegen bei den fibrigen gel6sten Bestandteilen festzustellen. Der Austrag yon Na +, K + und CI + aus dem Aichgebiet ist 5 bis 10mal und der von N O 3 sogar knapp 13real h6her als der entsprechende Austrag aus dem Naturpark. Diese erh6hten Werte gehen zweifellos vor allem auf die landwirtschaftliche Dfingung zurfck, die im Naturpark mit Ausnahme ganz kleiner Wiesenfl~ichen in den Tatauen un- terbleibt.

Ei,t- und Austrag gcl~ster Stoffe 301

Abb. 5. Einzugsgebiete der Aich und des Goldersbachs (Naturpark Sch6nbuch) mit Fl~ichennutzung (!Jbersicht)

Fig. 5. Catchment areas of the Aich river and the Goldersbach (Sch6nbuch Na:ure Park) and land use (agricu]{ure, settlements, forests)

Nut der etwas h6here Sulfataustrag des Naturparks yon 182 kg/ha.a) gegeniiber dem Aichgebiet (151 kg/ha.a) bildet eine Ausnahme. Diese ist nicht nut darauf zuriickzufiihren, daft die Wilder des Sch6nbuchs mehr Sulfat aus der Atmosph~ire herausfihern als Freiland- flfichen, sondern vor allem auf den Umstand, daft der Goldersbach im Naturpark auch geogenes Sulfat aus dem Gipskeuper aufnirnmt. Ohne diesen Effekt wiirden aus den Wald- gebieten nur ca. 30 kg/ha.a ausgetragen. Da andererseits die Aufl6sung und Abfuhr von geogenem Sulfat aus dem Aichgebiet weitgehend ausgeschlossen werden kann (der Gips-

kg/ho.a

300- [ ] (]otdersbach

(PI- BebenhQusen}

[ ] Aich (PO- Oberensingen)

1~5

K § Na" Cr § Me* Ci- NO;

Abb. 6. Verglelch des Austrags gel6ster Stoffe 200- aus dem Naturpark Sch6nbuch (Pegel Gol- dersbach) und dem besiedelten Aichgebiet (Pegel Oberensingen, vgl. Abb. 5) im hydro- !ogischen Jahr 1980. Gesamtaustr~ige: Gol- dersbach 705 kg/ba.a, Aich 995 kg/ha.a.

100 - Fig. 6. Comparison between the discharge of dissolved matter from the Sch6nbuch Nature Park (Goldersbach gage) and the populated Aich area (Oberensingen gage; see figure 5) during the hydrological year 1980. Total discharge: Goldersbach 703 kg/ha/a, Aich 0- 995 kg/ha/a.

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302 Auserag yon Fests~.offen

keuper wird dort durch das Bachsystem nicht angeschnitten), kann man ableiten, daf~ der Sulfataustrag der Aich ebenfalls durch anthropogene Einflfisse auf den mindestens 4fachen Wert der natfirlichen Betastung angestiegen ist.

6 Aus t r a g von Feststoffen

Von J. BEHRINGEV,, R. RAUSCH, H. SCH~rDT-WITTE, G. EINSELE

Durch die Bachsysteme des Goldersbachs und der Aich (Abb. 5) werden erhebliche Mengen in Form yon Schwebstoffen aus dem Naturpark Sch6nbuch bzw. seinem besiedelten Nach- bargebiet ausgetragen. Eine Quantifizierung dieser Stoffmengen, die nicht nut fiir die Landschaftsentwicklung, sondern auch ffir wasserbauliche Aufgaben yon Bedeutung slnd, kann prinzipiell auf zweier!ei Weise versucht werden: 1. Bestimmung der heutigen Feststofffracht der Bfiche dutch laufende Probenahmen und

Bachbettbeobachtungen bei unterschiedllchen Wasserstiinden, 2. Bestimmung der Erosionsleistung der B~iche (ausger~iumtes Gesteinsvolumen) f(ir einen

bestimmten Zeitabschnitt. Im Naturpark Sch6nbuch und in seinem Nachbargebiet wurden und werden beide Mef~- methoden angewandt. B~HRI~GE~ (1982) hat in seiner Diplomarbeit durch Ermittlung yon Schwebstoffkonzentrationen und -frachten ffir den westlichen Sch6nbuch im Jahre 1980 eine mittlere Schwebstoffspende yon 12,5 t/km 2 .a ( - 125 kg/ha-a) festgestellt. Diese Schwebstoffspende war jedoch sehr ungleichmiif~ig auf die verschiedenen Teileinzugsge- biete verteilt: Stubensandsteingebiete wie der Arenbach (P4, Abb. 1) oder das/.iberwlegend yore Stubensandstein eingenommene grof~e Teilgebiet des westlichen Goldersbachs (P1 westl. Bebenhausen) brachten nur geringe Schwebstoffspenden (fund 5-7 t/km: -a), w~ihrend die yon Norden aus dem Knollenmergel- und Lias-Bereich mit LSf~lehm-Deckschich- ten zufllef?,enden B~iche (Seebach-Pegel P3 und Kirnbach-Pegel P5) Spenden yon 17 bzw. 40 t/km 2 -a lieferten. Zu allen Werten ist zu bemerken, daf~ das Jahr 1980 yon der Nieder- schlagsh6he her etwa normal war und dai~ keine ausgesprochen starken Hochwiisser auf- traten,

Abbildung 7 zeigt die Ergebnisse yon Schwebstoffbestimmungen im g[eichen Gebiet fiir einen spiiteren Zeitraum von 18 Monaten (ScHumcr-Wn'-rE 1983). Aus der oben aufgetra- genen Summenkurve und den darun~er gezeichneten Spitzen der Abflut~ganglinie des Gol- dersbacbs wird deutiich, dai~ nut Hochw~.sser entscheidend zur Schwebstofffracht beitra- gen. Hierzu gen/3.gen allerdings bereits kleinere Abflu~spitzen, die jedes Jahr mehrere Male zustande kommen. In dem etwas ,,nasseren" Zeitabschnitt yon Mai 1981 bis Oktober 1982 wurden aus dem Gesamtgebiet (Pegel Lustnau P2, 72,1 km 2) 1725 t oder 23,9 t/km ~ (~ 16 t/km2.a) Feststoffe ausgetragen. Davon entfielen 95% auf Schwebstoffe und 5% auf die Geschiebefracht. Auch in diesem Zeitabsqhnitt war die Schwebstoffspende des Kirnbachs 2 his 3real so hoch wie die des Gesamtgebietes.

In seiner Dissertation hat R.,~uscn (1982) versucht, Abfluflereignisse und ihre Schweb- stofffrachten ffir das Einzugsgebiet der Aich zu korrelieren und schliefllich die Vorg~inge in der Natur durch ein Rechenmodell zu simulieren. FOr das besiedelte und zur H~ilfte landwirtschaftlich genutzte Aichgebiet fand er aus seinen Gel~indedaten f~r das ,,Normal- jahr" 1980 eine Schwebstoffspende yon fund 25 t/km2-a, also den doppelten Wert wie im Na~urpark.

Sehr starke Hochw~isser, wie sie alle 10 bis 100 Jahre einmal vorkommen k6nnen aber innerhalb weniger Tage ein Vielfaches der Schwebstoffspende eines Jahres ausschwemmen. Zu Beginn unseres Untersuchungsprogramms im Sch6nbuch konnte das auf~ergew6hnliche Hochwasser im Mai 1978 dutch erste Probenahmen am Hauptpegel Lustnau (P2 in Abb. 1) notdi~rftig erfaf~t werden. Eine Hochrechnung erbrachte einen Schwebstoffaustrag yon fund 10000 t oder ca. 140 kg/ha. Das ausgeschwemmte Material war vorwiegend durch

Austrag run Feststofj~'n 303

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Abb. 7. Hochwasserereignisse und Schwebstoffaustrag (Summenkurve) an den Pegeln Lustnau und Kirnbach (P2 und 5, Abb. 1) im Zeitraum Mill 1981 bis Oktober 1982

Fig. 5". Floods and discharge of suspended solids icumulatlve curves) at the Lustnau and Kirnbach gages (P2 and 5, figure 1) from May 1981 to October 1982

304 Holzwachsturn und Biornasse-Produktion

Seitenerosion der Biche gel6st und abtransportiert worden. Eine darauffdgende Kartierung der Erosionsstellen mit Abschiitzung ihrer Kubatur fiihrte etwa zu dem gleichen Feststoff- austrag wie die Schwebstoffproben aus dem Bachwasser (Diplomarbeit ROSENOW 1980). Aufgrund einer Modellrechnung kam RAUSCH (1982) fiir das gleiche Hochwasser im Ein- zugsgebiet der Aich zu einem Schwebstoffaustrag yon rund 100 kg/ha.

Die oben erwihnte zweite Methode zur Bestimmung der Erosionsleistung des Golders- bachs wird z. Z. durch ScHumT-W:v're (1983) erprobt. Bei der Deckschichten-Kartierung hat sich gezeigt, dal~ vor allem die stark eingetieften Klingen im Obertauf der Tiler die jungpieistoz~nen Perigtazialdecken mit hiufig gut ausgebildetem Basis-, Mittel- und Deck- schutt (vgl. SFMMEL 1968, S'rAHR 1979) durchschneiden. Der flichendeckend auftretende Deckschutt enthilt iolisch verfrachtetes Material des Laacher See-Vulkans, dessen Alter auf rund 10 000 Jahre angesetzt werden kann. Die jfingere, holozine Ausr~iumung begann also vor ca. 10 000 Jahren. Aus dem Volumen des seit dieser Zeit erodierten Materials kann for das Teileinzugsgebiet des Kirnbachs (Pegel 5, Abb. 1) ein mittlerer Feststoffaustrag yon 22 t/km:.a abgeleitet werden. Weitere Gebiete sind in Bearbeitung. Dabei werden auch Ak- kumulationsgebiete mit Grobschutt (Schuttkegel, gr6gere Talniederungen) ber/.icksichtigt.

7 H o l z w a c h s t u m und B i o m a s s e - P r o d u k t i o n

Von H.-U. MOOSMAYER

Beitrige der Waldwachstumskunde sotlten vor allem die Teilforschungsprojekte/Jber den Einflu/g verschiedener Bestandestypen auf die SickerwasserqualitSt (Abschnitt 4) und fiber die Bedeutung der Mykorrhiza fiir Wurzelentwicl(lung und Baumwachstum (vgl. Abschnitt 8) erg~inzen.

Darfiber hinaus sollten zur Abrundung des Gesamtbildes Untersuchungen tiber die standortabhingige Holzproduktion, nach M6glichkeit auch fiber die Gesamtproduktion an Biomasse durchgefiJhrt werden. Zu diesem Zweck wurden 2 Diplomarbeiten vergeben. REFNHARD (1978) untersuchte anhand langfristlg beobachteter Versuchsfliichen die Wuchs- leistung der Eiche fiir eine Gruppe yon Standortseinheiten im Bereich der Lehmkerfe und Decklehme. BACUOFER (1982) befagte sich mit der Wuchsleistung der Buche im gleichen stand/Srtlichen Bereich; das Wachstum der Kiefer untersuchte er vor altem auf San&tan& orten. Da f/Jr Buche und Kiefer die Daten der langfristig beobachteten Versuchsflichen nicht ausreichten, wurden sie durch einmalige Messungen erg~nzt. Neben den Ergebnissen der beiden Diplomarbeiten konnte ffir die Fichte der standortstypische durchschnittliche Gesamtzuwachs an Derbholz bis zum Alter 100 (dGzl00) nach der Schitzformel von MOOS- MAYER UND SCHOPFER (1972) berechnet werden. Die Tabelle 7 zeigt die Gegen[iberstellung dieser Werte ffir die untersuchten Gruppen yon Standortseinheiten (Spalte 3). Im Bereich der Lehmkerfe (Decktehme, Tonlehmhinl~e) mit im Durchschnitt miflig frischem Wasser- haushalt ergibt sich eine deutliche Abstufung yon der Fichte (11,7) fiber die Buche (8,1) zur Eiche (5,1). Bei den m~igig trockenen bis miglg frischen Sandhingen Iiegt die Fichte in ihrer Derbhotzproduktion um mehr als 3 Vfm D fiber der Kiefer.

Spalte 4 (Tabelle 7) enth~ilt die durchschnittliche Gesamt-Trockensubstanzproduktion an Biomasse. Diese Daten basieren nicht auf speziellen Untersuchungen im Sch6nbuch, sie wurden vielmehr ~iber pauschale Umrechnungszahlen hergeleitet. Dafar wurden bei Buche und Fichte im wesentlichen die Zahlen yon SCHLE,W~ER (1962) verwendet, die durch Werte yon EF~wA:,D (zit. nach M~VSCHE8LmH 1975) gut abgesichert werden konnten. Bei dieser weitgehenden Obereinstimmung schien es gerechtfertigt, ffir die Kiefer die Werte yon EHWALO ZU /.ibernehmen. Bei der Eiche standen keine Daten ffir die Umrechnung der Gesamtproduktion zur Verftigung. Deshalb muf~ten die Daten der Buche verwendet werden, wobei unterstellt wurde, daft die bei der Eiche geringere Produktion an Reisig etwa ausgeglichen wird dutch den Buchen- oder Hainbuchenunterstand, der im dGzl00-Wert

Waldbodenpilze und Wurzelent~'icblung in Fi(htenbest~inden 305

Tabelle 7

Du rchschnittlicher Gesamtzuwachs an Derbholz bis Alter 100 (dGz 100) und daraus abgeleitete Gesamt- Trockensubstanzproduktion for verschiedene Baumarten und 2 Gruppen yon Standortseinheiten

Mean annual increment of merchantable wood to age 100 years, and corresponding dry weights for several forest tree species and two groups of site units

Gruppe yon Standortseinheiten Bau rn ar',ee.

i �9 �9 - i DurchschnJtthcher Gesamtzu- I Durchschnitdiche Gesamt- wachs an Derbho z b s Aker 001' Trockensubs~anzproduk:ion his I VfmD/J u ha " ] Alter 100 (t/J. u. ha)

' i 3 i ,

M~igig frische Eiche 5,1 (7,4) Lehmkerfe Buche 8,1 11,1 (Deck!ehme, Tonlehmh~inge) Fichte 11,7 10,3

M~igig trockerte Kiefer 7,5 8,3 bis m~gig frische Fichte 10,7 9,4 Sandh~inge

nicht enthalten ist. Der in Spalte 4 angegebene Weft fiir die Biomasseproduktion der Eiche mulZ aber mit einem Vorbehalt versehen werden.

In der Gesamtproduktion an Biomasse sind neben dem Derbholz die .~ste, das Reisig, die Streu, der Stock und die Wurzeln enthalten. SC~LmqKrR geht davon aus, dag in seinem Anteil fiir die Streu auch die Trockensubstanzproduktion der Bodenflora enthalten ist. Die Werte der Gesamt-Trockensubstanzproduktion in Tabelle 7 zeigen das bekannte Zusam- menr6cken der Baumarten gegeniiber dem Derbholzvergleich. Auf der untersuchten Gruppe yon Standortseinheiten riickt die Buche sogar vor die Fichte; allerdings ist zu bedenken, daft der fiir die Buche ermittelte Derbholzzuwachs wegen der g~instigen Lage der beni~tzten Versuchsfl~ichen eher die Obergrenze des betrachteten Standortsbereichs markieren diirfte. Kiefer und Eiche liegen hier auch in der Biomasseproduktion unter Buche und Fichte. Durch die Ausdehnung der Untersuchungen auf alle wesentlichen Standortsein- helten oder durck die Ermittlung einer S',andortseinheit, die den durchschnJttlichen Ver- hiiltnissen entspricht, wird wenigstens elne grobe Aussage (iber die Biomasseproduktion f(ir das gesamte Gebiet des Naturparks Sch6nbuch m6glich sein.

8 W a l d b o d e n p i l z e und W u r z e l e n t w i c k l u n g in F i c h t e n b e s t a n d e n

8.1 Fruchtkorperbi ldung yon Mykorrhiza-Pilzen in Abhangigkeit yon Klima und Standort

Von R. Aae~zR

Zus~itzlich zu den in Abschnitt 3.2 (Tabelle 1) beschriebenen Versuchsfl~ichen zur Messung der Menge und Quatit~it des Bestandes-Niederschlags wurden (tells unmittelbar daneben) abgez~iunte Fl~ichen zur Beobachtung yon Waldbodenpilzen eingerichtet. Da die aktiven Saugwurzeln unserer Waldb~iume zu beinahe 100% in Mykorrhizen umgewandeit sind, kann die Kenntnis der jahreszeitlichen Entwicklung der Mykorrhizen Einblick in die ZusammenMnge zwischen Pitzwachstum, Wurzet- und Holzprodukrion und den abioti- schen Faktoren Bodenfeuchtigkeit und Mineralhaushalt geben.

[m Jahre i981 stdlten AGtRrr~ und KOTTKE eine Formel auf, mit der die sogenannte relative Prod'aktivit~t yon Hutpilzen ermittelt werden kann. Es gelang damit Produktivi- Oitssummenkurven von streubewohnenden Pilzen, yon hoizbewohnenden Pilzen und yon

306 g/aktbodenpilze ~*rld Wurzek'ntzvi~klu~g in Fichtenbestdnden

Mykorrhizapilzen 0bet den Jahresverlauf hinweg aufzuzeigen. Solche Kiirven konnten for drei Untersuchungsfl~chen dargestellt werden: for eine Eichen-Buchen-Hainbuchenfl~iche,

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fiir eine Fichtenfl~che auf Stubensandstein und for eine Fichtenfl~che auf Knollenmer- gel mit Decklehm (Versuchsfl~iche Nr. 1 in Tab. 1).

Eine eindeutige Korrelation zwischen relativer Mykorrhizenzahl und relativer Produktivit~it der Mykorrhizapilz-Frucht- k6rper konnten KOTTK'~ und A~ER~R (1981, 1982) for das Jahr 1979 zeigen. FOr das Jahr 1980 war eine ~ihnlich strenge Beziehung zwischen den beiden Kurven nut for die Fichtenfl~che auf Knollenmergel mit Deck- lehm nachzuwelsen; ein schwacher Gleich- lauf der Kurven ergab sich for die Laub- waldfl~iche, wiihrend eine solche Korrela- tion for die Fichtenfl~iche auf Stubensand- stein nicht festzustellen war.

Die Untersuchungen zur Produktividit der Mykorrhizapilz-Fruchtk6rper wurden 1981 in allen drei genannten Fl~chen fortgesetzt, im Jahre 1982 nur noch in der Fich- tenfl~iche auf Stubensandstein.

Nach einer vori~iufigen Auswertung der vierj~ihrigen Untersuchungen zur relativen Produktivit~it der Mykorrhizapilz-Frucht- k6rper l~if~t sich kurz nachstehendes zusam- menfassen (Abb, 8). Ausfiihrliche Stellung- nahmen zu den einzelnen Punkten sind un- erl~iRlich, miissen jedoch noch zuriickge- stellt werden und einer anderen Stelle vor- behalten bleiben,

1. Die Summenkurven relativer Produk- tivit~it von Mykorrhizapilz-Fruchtk6rpern fiir die Jahre 1979 bis 1982 glelchen sich im wesenttichen; die H6he der Maxima und die Anzahl der Nebenmaxima Mingt von der Niederschlagsmenge ab.

2. Die Maxima treten immer zeitlich verz6gert zu den Niederschlagsmaxima auf; die Niederschl~ige sind for diesen Vergleich jeweils tiber 14 Tage summiert.

Ab& 8 Produktivit~it yon Mykorrbiza-Fruchtk6r- pern auf einer Fichtenfl~iche (Versuchsfl~iche 3, Tab. I) in Abb~ingigkeit yon den Niederschlfigen des Sommerhalbjahres (jeweils summiert for 14 Tage)

FN. 8. Productivity of mycorrhyza fruiting bodies on a spruce area (experimental plot 3. figure t) as affected by summer rainfall (sums for 2-week periods are shown)

Waldbodenpilze uml Wurzelent~'icklu,g in Fichtenbcstdnden 307

3. Die Mykorrhizapilz-Fruchtk{Srper treten frGhestens um die 24. Jahreswoche auf (Mitte Juni) und bleiben etwa in der Zeit um die 50. Jahreswoche aus. Da die /Vlaxima relativer Produktivit.at der Mykorrhiza-Pilze zu den Niederschlagsmaxima verz/Sgert aug treten, ist for das Wachstum der Fruchtk6rper die Niederschiagsmenge von etwa der 21. bis zur 48. Woche von Bedeutung.

4. Die Anzahl und die Lage der Maxima der Summenkurve relativer Produktivitiit erscheint ziemlich konstant, gleichwohl k6nnen ausgepriigte Niederschtagsmaxima diese Maxima etwas verz6gern oder breitere Riicken verursachen.

5. Der Verlauf der Summenkurve relativer Produktivit~it der Mykorrhizapilze zeigt eine auff~itlige Entsprechung im Kurvenverlauf der mittleren Wochentemperatur im zeitigen bis sp~iten Fr/hhjahr. Ein urs~ichlicher Zusammenhang bleibt zu ergriinden.

6. Die for das Mykorrhizapilz-Wachstum entscheidenen Niederschl~ige (21. bis 48. Jah- reswoche) nchmen yon 1979 bis 1980 deutlich zu, um 1981 etwa den gleichen Wert zu zeigen wie 1980; 1982 erfolgt wieder eine entscheidende Erh6hung der Niederschl~ige. Diese Ver- h:.ilmisse spiegeln sich - abhiingig von den Bodeneigenschaften - in der Jahresgesamtsumme der relativen Produktivit~t der Mykorrhizapilz-Fruchtk6rper.

7. Trennt man die Summenkurven relativer Produktivit~it nach Pilz-Verwandtschaften auf, so zeigen sich h~iufig charakteristische Kurvenverl~iufe, die trotz j~ihrlicher Abwandtun- gen ihre Grundgestalt beibehalten. So sind fiir die beiden untersuchten Fichtenfl:.ichen zweigipfelige Kurven der Russulaceen kennzeichnend.

8. Der Kurvenverlauf der Russulaceen bestimmt im wesentlichen den Kurvenverlauf for die relative Produktivit~it der gesamten Mykorrhizapilze im Jahre 1979 auf der Fichenftache Ober Stubensandstein; in der Fichtenfl~iche auf Decklehm fiber Knollenmergel sind die Hygrophoraceen for den Kurvenvertauf formgebend.

9. Unter limitierenden Feuchtigkeitsbedingungen - wie sie offensichtlich im Jahre 1979 vorlagen - zeigt der Kurvenverlauf der relativen Produktivit;it der Russutaceen-Fruchtk(Sr- per den Verlauf der Kurve der relativen Mykorrhizenzahl in der Fichtenfliiche auf Sand an; fiir die Fichtenfliiche auf Knollenmergel mit Decklehm geschieht dies dutch die Hygro- phoraceen. Dies kann ein Hinweis darauf sein, dag die Russulaceen, bzw. die Hygropho- raceen auf diesen Untersuchungsfliichen unter limitierenden Feuchtigkeitsbedingungen fiir das Wachstum der B~iume die geeigneteren Mykorrhizapilze sein k6nnten.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Dr. G. Kosv. T/3blngen, der bereitwillig die aufwcndigen Gel,indebegehungen fiir das Jahr 1982 0bernahm.

8.2 Vergleich von feld6kologischen und experimentellen Befunden zur Wurzelentwicklung der Fichte

Von INGRID KOT"rKE

Wurzetn k6nnen als empfindliche Bioindikatoren angesehen werden (BABEL 1981a, HOT- TERMArqX 1982, GEHRMANN U. ULRICH 1982). Da aber am nati~rlichen Standort eine Vielzahl yon Bodenfaktoren auf die Wurzelentwicklung einwirkt, ist eine konkrete Ursachenbe- stimmung f(ir eine bestimmte Erscheinungsform schwierig. Sie kann ohne experimentelle- Uberpri~fung nicht auskommen.

Im Rahmen des Projektes ,,Naturpark Sch6nbuch" wurden daher sowohl Untersuchun- gen an Fichtenbest~.nden durchgeffihrt (KowrKE u. AGERER 1982) als auch eine erste Ver- suchsreihe zur Wurzelentwicklung der Fichte in Sterilkulturen ausgewertet. Verglicl%n wurde die Feinstwurzeldichte und die Mykorrhizaanzahl eines Fichtenbestandes auf Sand und eines Fichtenbestandes auf Lehm mit der Wurzelanzahl und Verzweigungsdichte yon sterilen Fichtenkeimlingen auf Sand, Ton und Perlite und yon mykorrhizabeimpften Kul- turen auf Perlite (Abb. 9).

308 Waldbodenpilzc und Wurzelentwicklung in Ficbtenbest,mdc~l

Abb. 9. Vergleich der Wurzelentwicklung ira Wald und in Kultur: a Sand, Sch6nbuch; b Sand, Steril- kultur; c Lehm, Sch6nbuch; d Ton, Steriikultur; e Perlite (por6se kOnstliche Bimsstein-Ktigelchen), Sterilkultur; f Mykorrhizen, Kultur

Fig. 9. Comparison between root development in the forest and under laboratory conditions: a sand, Sch6nbuch; b sand, sterile culture; c loam, Sch6nbuch; d loam, sterile culture; e Perlite, sterile culture; f mycorrhyzae, culture

U~ltcrsuch1~ngen an H~LmusproJ;len 309

Der wesentlich h6heren Feinstwurzeldichte des Bestandes auf Sand (bis 4fach) entsprach die h6here Verzweigungsdichte (3-4fach) der sterilen Sandkulturen. In beiden Fallen war eine negative Korrelation zwischen Wurzelanzahl und Bestandes- bzw. Sprof~wachstum festzustellen. Bei einer Verzweigungsdichte von nur drei Seitenwurzeln pro cm Langwurzel, wie sie in den Kulturen auf'Yon und Pertite beobachtet wurde, besteht dagegen eine positive Korretation zwischen Wurzelanzahl und Sprol~wachstum. Dieser Effektivi6it des Wurzel- systems entspricht im Waldbestand der h6here Anteil der Mykorrhizen an der Feinstwur- zelmasse bei geringerer Feinstwurzeldichte des Bestandes auf Lehm.

Fi~r die vermehrte Anlage yon Seitenwurzeln, die sowohl durch Mykorrhizapilze aus- gel6st als auch durch abiotische Faktoren verursacht werden kann, ist nach den experimentellen Befunden die Hemmung des Spitzenmeristems sowie das Verharren der Lang- wurzel in einem wenig differenzierten Zustand ausschlaggebend.

Es dart festgestellt werden, dafg die gew~ihlte Versuchsanordnung erlaubt, Bodenfakto- ten zu simulieren und dag die Ergebnisse zur Wurzelentwicklung steriler Keimlinge mit den Verh~ilmissen in Waldbest/inden verglichen werden k6nnen.

8.3 Quantifizierung yon Myzel im Waldboden

Von K. KUNZWEILER

In zwei Fichtenbest~inden mit Moder- bzw. rohhumusartiger/vloderauflage wurde yon Juli bis Oktober 1981 der Myzelgehalt der oberen 8 cm Boden gemessen. Der/vlyzelgehalt nahm mit abnehmender Bodenfeuchtigkeit von Juli his September ab und stieg im Oktober gleichzeitig mit der Bodenfeuchtigkeit wieder an. Die Myzelentwicklung war dabei stets in 2-4 cm Tiefe, der Schicht mit den besten Feuchtigkeitsverh.~lmissen, am giinstigsten (urn 40 % TG).

Erwartungsgem~ifl ergab sich im rohhumusartigen Moder in den oberen 4 cm ein wesentlich h/Sherer Myzelgehalt als im Moder. Der Unterschied war dabei wesentlich gr6f~er als dem Unterschied an organischer Substanz entsprach. Der hohe Myzelgehalt des rohhumusartigen Moders diirfte daher wohl nicht allein auf vermehrten Zuwachs dutch ein besseres Substrat und geringere Antibiose durch Bakterien (niederer pH, h~iufige Trocken- heir; vgl. BABEL 1981a) zuriickzuf6hren sein, sondern es muff auch mit einer Anh~iufung toten Myzels gerechnet werden, das unter den gegebenen Bedingungen nicht rasch genug abgebaut wird.

Die Messungen wurden nach zwei Verfahren durchgefi~hrt, der Agrarfitm-Methode nach JONES U. MOLLISON (1948) und der Glucosaminbestimmung nach RIDE U. DRYSDaLE (1972), um die chemische Myzelbestimmung auf ihre Zuverl~issigkelt bei Messungen yon Waldboden zu pri~fen. Beide Verfahren ergaben vergleichbare Werte. Die Glucosaminbe- stimmung ist abet for Waldb6den nur anwendbar, wenn vor dem Aufschluf~ aus der Bo- denprobe alle Arthropoden entfernt werden.

9 U n t e r s u c h u n g e n an H u m u s p r o f i l e n

Von SIBYLLE PFE1FFER und U. BABEL

In diesem Tell des Projekts werden Humusprofile - d a s sind die yon Organismen und organischer Substanz wesentlich geprfi.gten Oberb~Sden - auf die in ihnen ablaufenden Prozesse der Verarbeitung der Pflanzenreste und der Humusbildung untersucht. Ziele sind 1. die Humusformen mit wenig verzSgerter Streuverarbeitung (Mull, mullartiger Moder) in ihrer Morphologie und den sie bildenden Prozessen dutch das Studium einiger Einzel- profile besser kennen und verstehen zu lernen, 2. die Humusformen im Naturpark Sch(in- buch regional zu beschreiben und mit Beschreibungen aus anderen Gebieten zu verglei-

310 Unterslr an Humusprofilen

chen. In beiden F~illen wird versucht, die Ausbildungen der Humusprofite als Folge der Standortbedingungen zu verstehen. Dadurch ergeben sich Beziehungen zu anderen Teilen des Sch6nbuchprojekts. In der Hauptsache werden mikromorphologische Methoden ange- w a r l d t .

Als Beispiele werden zwei der bisher iiberwiegend untersuchten Flachen, die auch in anderen Teilen des Projekts bearbeitet werden, kurz besprochen:

Sc]~tagaaumlinde: 450 m N. N.; horizontale Lage; Buchen-Eichen-Baumholz; Pelosol- Parabraunerde; Tone des Knollenmergel (kin 5) mit L6/~beimengung im Oberboden (vgl. Tab. 1, Nr. 1).

Bcirloch: 495 m N. N.; leicht nach Siidost geneigt; Buchen-Baumholz; Pseudogley; Flieg- erde aus Schluffstein und Ton des Lias ce und L6t~lehm (vgl. Tab. 1, Nr. 2).

Die Humusprofile beider Fl~ichen sind der Humusform Mull (mit wenig verz6gerter Streuverarbeitung) zuzordnen, (wechselnd 0-5 mm F-Horizont, kein H-Horizont).

Tabelle 8

Chemische, mikromorphologische und Temperatur-Werte der beiden Laubwald-Humusprofile

Chemical, m'cro-morpholog'ca,, and temperan~re data for the two hardwood-forest humus profiles

J i Schlagbaum- I Barloch Merkmal __Dimensi~ Horizont ~ __Datum linde (Bu, E )] (Bu)

1. C/N - - L ' Nov. 81 56,5 67,3 Apr. 82 38,8 48,0

2. Zahl der Blatt- L- Nov. 81 12,5 15,7 schichten 2 -Ahh

3. Organischer Gew. % Ahh ~ Nov. 8l 10,2 6,4 Kohlenstoff

4. Eingemischte cm ~ Ahh Apr. 81 0,21 0,16 Blattreste cm ~ Nov. 81 0,=_9r 0,14

5. Hohlr~iume Vot. % Ahh Apr. 81 12,5 11,0 > 200 #m Nov. 81 17,3 20,0

6. Mittlere w6chentliche ~ Ahh 9 .3 . - 12,4 13,2 Tem.peratur- I0. 8.82 l'rl a x I ITI a

7. Mi~tlere w6chentliche ~ Ahh 9. 3.- 3,9 5,5 / Temperatur- I0.8.82

1 schwankung

Streu 1981. - 1Vorlfiufige Werte. - ' Der oberste, st~.rker humose Tell des Ah, 30-33 mm m~ichtig[

Im B~irloch steht als wichtigstes Ausgangsmaterial for die Humusbildung eine schwerer zersetzbare Streu als an der Schlagbaumlinde zur Verfiigung (Tab. 8,1, C/N-Werte). Sie muff, ehe sie yon Tieren aufgenommen werden kanrh eine langere Zeit mikrobielter Vor- zersetzung durchmachen und bildet deshalb m~ichtigere Streuschichten (Tab. 8,2). Die Vorzersetzung findet zu einem guten Teil durch Weiflfiiule-Pilze statt (auffallender Anteil yon weifilich aufgehellten, sonst noch eihaltenen Bl~ittern im L). Da damit ein erheblicher Teil der Bestandesabf~ille schon vor Einmischung in den Mineralboden mineralisiert wird, ist im B~irloch der Ah humus~irmer (Tab. 8,3); aber auch die etwas h6heren Bodentempe- raturen (Tab. 8,7) miissen zu st~irkerer Abbauleistung der Bodenmikroorganismen im Ah und damit zu geringerer Humusanreicherung fi~hren; au~erdem ist mit einem Ubergreifen der Blatt-Wei~f~iule-Pilze aus dem L-Horizont auf den Mineralboden, wo sie Huminstoffe abbauen k6nnen, zu rechnen (/vlEvER 1974).

Verglt'ichen&" Untersuchu~g dcr Faune~strJ~ktur yon Waldtr und Uferz,me*i 311

Damit steht das Humusprofil B~irloch der Humusform Weif~f~iule-Mull (TouTAiN !981) n~iher, wo sfiirkere Mineralisierung der organischen Substanz abliiuft, w{ihrend das Bu- chen-Eichen-Profil Schlagbaumlinde eher ein Wurm-Mull ist, in dem ein h6herer Anteil der Streu durch raschere Einmischung in den Mineralboden durch RegenwOrmer (Tab. 8,4) eine Humifizierung durchmacht.

Die Untersuchungen lassen Jahresschwankungen in der Humusprofilausbildung erkennen. Im April zeigt ein Auftreten yon Bodentierlosungen bis zur Obergrenze des L-Hori- zonts ein Aufsteigen der Tieraktivitiit in die dann fast immer durchfeuchteten und fast nie gefrorenen obersten Horizonte. Im Herbst erkennt man dagegen eine starke Lockerung des Ahh-Horizontes (Tab. 8,5), die ganz iiberwiegend die Folge von Regenwurmt~itigkeit w~ihrend des Sommers ist.

10 Vergleichende Un te r suchung der Faunens t ruk tu r yon Wald t ampe ln und ihrer Uferzone

unter Beriicksichtigung verschiedener Waldgesellschaften

Von H. Gi2NZL, H. JANZ, ELSA NIne:EL, R. STEa~AYER

Uferbereiche unterschiedlicher perennierender und periodlscher Tiimpel in homogenem Buchenwald, Buchen-Erlen-, homogenem Fichten- und Fichten-Dougtasien-Liirchenwald (Versuchsfl.:ichen siehe Abb. I und 2) wurden auf die Besiedlung ihrer Streu- und Kraut- schicht durch die Meso- und Makrofauna untersucht. Die Bodenfauna der Uferbereiche mit ihrer jeweils unterschiedlichen Auspr~igung wurde mit der des angrenzenden Waldes verglichen und au[~erdem die Fauna der Best~inde untereinander.

Ein Beitrag zur Faunenstruktur der WaldtOmpei selbst wurde durch eine qualitative Bestandsaufnahme der Ostracoden geleistet, die in Waldtiimpeln oft in groger Zahl vorkommen und Ober deren Bedeutung in der Bioz/Snose wenig bekannt ist.

10.1 Makrofauna

Der Vergleich atler Gruppen der Makrofauna ergab, dag die Wohndicheen (das ist die Summe aller Individuen pro m 2) der verschiedenen untersuchten Waldhest~inde und Z6 ~ notope im Jahresmktel deutlich voneinander abweichen. Im allgemeinen ist die Streu des Ufers dichter besiedelt als die des Waldbodens (z. B. 1094 lnd./m 2 am Ufer eines Buchen- waldtiimpels entgegen 475 Ind./re" im Buchenwaldboden), wobei die Buchenwaldbest~inde dichter besiedelt sind als der Fichtenwald (406 Ind./m: am Fichtenwaid-Ufer und 302 lnd./m 2 im Fichtenwald selber).

Die Bedeutung der einzelnen Tiergruppen ergibt sich aus ihrer absotuten H~iufigkeit (ABuxDA~Z, das sind die Individuen einer Tiergruppe pro m:) und ihrer relativen H~iufigkeit innerhalb der Tiergemeinschaft (Do,~IINANZ).

So sind die Oligochaeta, Collembola und Acari in allen Z6notopen mit Abstand die h~iufigsten Tiergruppen (durchschnittlich 340 Ind./m:, alte restlichen Tiergruppen zusammen 254 Indi./m 2. Es ist bekannt, da~ ihnen bei der Zersetzung der Streu eine grofle Bedeutung zukommt.

Das Bild der subdominanten bis rezedenten Tiergruppen (also ohne die h~iufigen Col- lembola, Acari und Oligochaeta) ist im Wald ausgeglichener als an den Ufern; das Domi- nanzgefOge gleicht sich dort also sehr: Lithobiomorpha, Aranea und Isopoda sind die Gruppen mit der h6chsten Dominanz im Watdboden. Allerdings fehlen die Isopoda im Fichtenwald v6tlig. Weiterhin charakterisfisch sind Geophilomorpha, Pseudoscorpiones, Diplura und Coleoptera-Larven.

Die Ufer werden allgemein durch Hydrophilidae, Hydraenidae, Staphylinidae und Ha- liplidae-Larven gepr~gt, besonders aber dutch Diptera-Larven. An jedem Tiimpelufer fallen

312 Vergh'ichende Untersuchung der Faunenstruktur yon Waldtlimpeln und Ufvrzonen

andere Gruppen durch hohe Dominanz auf. Je nachdem, wie stark der Wasserspiegel im Laufe des Jahres schwankt, wechsein die Bedingungen for die Bodenfauna. Untereinander verglichen sind die Ufer viel uneinheitlicher als die Waldz6notope.

Ein Vergleich der Tiergruppen hinsichtlich ihrer Ern~ihrung (trophische Struktur) ergibt einen iiberragenden Anteil der Detritivoren in allen Best~inden (durchschnittlich 75% gegeniiber 20 % Carnivore, der Rest ist herbivor), da ja ihr Lebensraum ,,Streu" gleichzeitig ihre Nahrungsquelle ist. Trotzdem sind im Wald die carnivoren Formen relativ Mufiger als am Ufer (26 % gegeniiber 14 %), was wohl auf die gr6f~ere Ger~iumigkeit der Liickensysteme im Waldboden zuriickzuffihren ist. Der Fichtenwald hat den geringsten Anteil an Detri- tivoren (66%). Dies liegt wohl an der schweren Zersetzbarkeit der Fichtenstreu.

10.2 Carabidae (Laufkafer)

Entsprechend der Wohndichte l~.gt sich bei BarberfallenfSngen dutch Angabe der Mittleren Aktivita'tsdichte =A-Z5 bei Carabiden die Abundanzzahl relativ genau erfasssen. Die ~ gibt an, wieviel lndividuen im Durchschnitt pro Falle und Monat gefangen wurden.

An einem Tiimpel mit grof~er, periodisch trockenfallender Uferfl~iche im Mischwald war die A-I~ am gr61~ten ~ = 10,2, d. h. im Durchschnitt wurden 10-11 Carabiden pro Fal[e und Monat gefangen). An einem Nadelwaldtfimpel lag sie mit 0,8 am niedrigsten. Bei den ~brigen Tfimpeln traten Werte zwischen 1 und 6 auf. Die h6heren A-~-Werte ergaben sich im Buchenwald, die niedrigeren im Nadel- bzw. im Nadelmlschwald.

W~hrend bel Tfimpeln mit schmalem Uferstreifen die A-U im zugeh6rigen Wald jeweils h6her lag, war bei solchen mit breitem Ufer die A~D am Ufer gr6fler. Ffr die Carabiden ist offenbar das Raumangebot entscheidend: bei gen6gend grof~er Uferflfiche war in jedem untersuchten Fall die ~ am Ufer gr6fler als im Wald.

Um die Eigenpr~igung der Lauf~iferfauna der T~mpelufer nachzuweisen, wurde die Laufkiiferbesiedlung alier Habitate untereinander verglichen. Die gr6gte ,~hnlichkelt besteht zwischen der Wald- und Uferfauna an Nadelwaldtfimpeln, w~ihrend an den im homogenen Buchenwald gelegenen Tfimpeln die Unterschiede zwischen Ufer- und Wald- fauna am gr6gten sin& Mischwaldtfimpel nehmen in dieser Hinsicht elne mittlere Stellung ein.

Der Vergleich s~mtlicher Habitate untereinander zeigt, dag sich die Uferhab[tate un- ~ihnlicher sind, bzw. daft sich innerhalb eines Waldtyps zwischen der Uferzone und dem umliegenden Wald gr6gere Unterschiede in der Laufk~iferbesiedlung ergeben, als beim Vergleich zweier unterschiedlicher Watdtypen (z. B. Nadelwald mit Laubwald!).

Uferarten- Waldarten

Die Eigenpr~gung der Carabidenfauna eines T~mpe|ufers kann auch durch die Zahl der ,,Uferarten" charakterisiert werden. Je nach der HSufigkeit ihres Auftretens in Ufer- bzw. Waldfallen k6nnen sie in ,,Ufer-" oder ,,Waldarten" unterschieden werden.

Diese Arten erreicben bei den Tfimpeln mit breiten, frei fallenden Uferfliichen innerhalb der Uferfauna eine Dominanz yon 78 %, an den restlichen Buchenwaldtiimpeln knapp fiber 69%. Den niedrigsten ,,Uferarten"-Dominanzanteil an der Uferfauna eines Buchenwald- ttimpels erreichte der mit dem schmalsten Ufer.

Dagegen fallen die Dominanzwerte der ,Uferarten" an den NadelwaldtCtmpeln weit ab. Sie erreichen hier gerade noch einen Anteil yon 17,3% oder gar nur 5,7~ Demnach besteht bier die Uferfauna zum gr6gten Teil aus eingewanderten Tieren der Waldfauna.

In jedem Fall jedoch ist die Artenzahl am Ufer h6her als im Wald. Alle untersuchten Tiimpel, mit einigen Abstrichen auch die Nadelwaldt/impel, zeigen somit deutlich, dat~ ein Tfmpel innerhalb eines homogenen Waldes durchaus fiihig ist, die Herausbildung ciner eigengeprfigten Fauna zu erm6glichen und damit die Artenvielfalt innerhalb eines Waldtyps zu erh6hen.

Hydmbiologische Untersuclmngen im oligosaproben Goldcrsbachsystem 313

Weiter unterstrichen wird diese Bedeutung dutch ein anderes Erget~nis dieser Untersu- chung: W~ihrend festgestellt wurde, dafg sich die sogenannten ,,Waldarten" eury6k verbal- ten, d. h. auch in Uferhabitate einwandern (lediglich bei den weiten, periodisch trocken- fallenden, schlammigen Uferfl~ichen war dies nicht der Fall), verhalten sich ,,Uferarten" ~iugerst sten6k. Im Durchschnitt wurden nur ca. 4,5% dieser Arten auch in Waidfallen gefangen. Dies bedeutet, dab ein Verschwinden der Tiimpel aller Wahrscheinlichkeit nach auch zum Verlust jener Arten fiihren wfirde. Gerade diese charakteristischen ,,Uferarten" abet sind es, die bedingen, dab die Artenvielfalt an einem Tiimpelufer immer h6her ist als im umliegenden Wald und die somit innerhalb einer Waldgesellschaft die Artenmannig- faltigkeit erh6hen.

10.30stracoda (Muschelkrebse)

Um eine niihere 6kologische Charakterisierung der Ostracoden stehender Gew~isser zu erm6glichen, wurden neben zahlreichen Proben aus Tfimpeln auch Proben anderer .Fund- stellen (B~iche, Gr~iben) ausgewertet.

Insgesamt konnten im Sch6nbuch 23 Ostracodenarten nachgewiesen werden, wovon 14 Arten in stehenden Gew~issern vorkommen. ,,Sehr hSufig" sind hier die Arten Cypria ophthalmica (100% Pr~isenz) und Cyclocypris ovum (85 % Pr~isenz). Beide Arten sind das ganze Jahr fiber anzutreffen (Dauerformen). WSihrend Cypria ophthalmica eine deutliche Vorliebe ffir stehende Gew~isser zeigt und nut vereinzelt auch in Flieggew~issern zu finden war, ist Cyclocypris ovum in stehenden und flieflenden Gew~issern gleicherrnal~en h;iufig.

Candona candida und Cypridopsis hartwigi weisen eine Pr~isenz von 46% auf und sind als ,,verbreitet" einzuordnen. Candona candida ist eine Dauerform, die urspriinglich kalte Flieggew~isser bevorzugt und im Sch6nbuch auch im Goldersbach und Kirnbach vorhanden ist. Cypridopsis hartwigi war yon Mai bis September zu linden (Sommerform). Sie kommt nut in stehenden Gew~issern vor und bevorzugt bier grasige, flache Tiimpel. Die restlichen zehn Arten sind ,,selten".

11 Hydrobiologische Unte rsuchungen im oligosaproben Goldersbachsystem

11.10kologie der Oligochaeten unter verschiedenen Milieubedingungen

Von O, KLI.',E, V. KRACHT, K.-F. I-torvr~ANN

lm Waldbachsystem des Goldersbachs, dessen Sedimente yon geologischer Seite speziell kartiert wurden (RosEr~ow 1980, BrnRirqGrR 1981) und dessen Wasserfiihrung und Wasser- qualit~it auch zur Bestimmung des Austrags gel6ster Stoffe laufend gemessen werden muf~te (vgl. Abschnitte 5 und 6), wurden die Verbreitung limnischer Oligochaeten (borstenarme Ringelwiirmer) und deren 6kologische Ansprfiche untersucht (Megstellen siehe Abb. 1). Auf der Grundlage einer langjiihrigen Registrierung physikalischer, chemischer und biolo- g!scher Daten erwies sich das Goldersbachsystem als reines und abwasserunbetastetes Okosystem, das fiir Forschung an Fliegwasseroligochaeten besonders geeignet ist. Die Untersuchungen erfolgten unter der Zielsetzung, die Oligochaetenfauna systematisch zu erfassen und eine Beurteilung der Eignung dieser wasserbewohnenden Tiere als Indikato- ren ihrer Umweltbedingungen, speziell der Gew~issergruppe, zu erm6glichen.

Die hydrographische Analyse weist das Goldersbachsystem als sommerkfihl auf. Alloch- thone Einfli3.sse in Form organischer Verunreinigungen bleiben auf wenige Stellen beschr~inkt. Die winterliche Salzstreuung ffihrt in Biichen mit Verkehrsstragen im Einzugs- gebiet zu ganzjiihrig erh6hten Cl-Konzentrationen: Dennoch bleibt die Belastung fast /3berall so gering, dab das Goldersbachsystem i.iberwiegend der Gfiteklasse I (unbelastet bis sehr gering belastet) zuzordnen ist.

314 Hydrobiotogische Uneersuchungen izn oligosaproben Goldersbachsys&'m

An der Besiedlung der untersuchten B~iche durch Oligochaeten sind 32 Spezies aus 20 Gattungen und sechs Familien beteiiigt. 10% der Arten stellen ca. 50% des Individuen- bestandes; die iiberwiegende Anzahl der Spezies wird setten angetroffen. Dieses Ergebnis ist charakteristisch fiJr schneltfliegende Gew~isser mit niedrigem Trophiegrad (BRt~XHURS'r U. JAMIESON 1971).

Mit 17 Arten stellen die Naididae die dominierende Oligochaetenfamilie des Golders- bachsystems dar. Auch hinsichtlich der Frequenz dominieren die Naididae mit 69% deutlich. Die h~iufigsten Naididen sind Pristina idrensis und Nais alpina.

Lumbriculidae wurden in 43 % der untersuchten Proben angetroffen. Besonders h~iufig treten Lumbriculus variegatus und Stylodrilus heringianus auf. Die Enchytraeidae sind im Goldersbachsystem nur durch eine Art, Propappus volki, verteten. Propappus volki konnte in 33 % der Substratproben nachgewiesen werden, der Enchytraeide ist damit die h~iufigste Oligochaetenart im Goldersbachsystem.

Tubificidae waren in 33 % der Proben vertreten. F~ir Tubifex tubifex und Limnodrilus hoffmeisteri wurden Frequenzen von nur 8 bzw. 5% festgesteilt. Aelosomatidae und Lum- bricidae spielen mit sehr geringen Frequenzen eine unbedeutende Rolle.

Die Mehrzahl der Probenahmestellen beherbergt zwischen zwei und f0nf Oligochaeten- spezies. Nur an einem Standort konnten mehr als zehn Arten nachgewiesen werden. Or- ganisch leicht belastete Standorte sind artenreicher als unbelastete. Als Ursache dafiir kommt eine infolge wachsender Mikroorganismenfiora im Substrat erweiterte Nahrungs- basis in Betracht. Die Bedeutung der Mikroorganismen fiir die Ern~ihrung der Oligochaeten isz bekann: (BRtNKrtUas'r 1967).

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Abb. 10. l.)iversit~.it der Oli- gochaetenarten im Untersu- chungsgebiet

Fig. 10. Diversity of oligochaetae species in the Goldersbach stream system

Beziigtich der Verteilung der Arten auf verschiedene Abundanzklassen lassen sich familienspezifische Schwerpunkte erkennen. Die Lumbriculidae erreichen trotz vereinzelter Massenvorkommen im Durchschnitt nur geringe Populationsdichten. Im Gegensatz dazu tendieren die meisten Tubificidae deutlich zur Massenentfaltung. Die Naididae wiederum haben mit fiber der H~ilfte der Arten ihren Schwerpunkt bei geringen Populationsdichten; einige Arten (Nais alpina, Nais bretscheri, Pristina idrensis) erreichen jedoch Abundanzen, die mit denen bestimmter Tubificidae vergleichbar sind.

Hydrob~ologische Unterstechungen i,1 olig,~sapr~ben Goldersbachs),ste~ra 315

Als wichtiger abiotischer Faktor bei der Ausbildung benthaler Olig6chaetengesellschaf- ten :nit grofler Diversit~it (Abb. 10) stellt sich die Schaffung yon Kleinbiotopen durch ein vielf~iitiges Substratangebot heraus.

Naididen, Lumbriculiden und Tubificiden weisen bei der Verteilung auf die verschiedenen Substrattypen deutliche familienspezifische Pr~iferenzen auf. Zwar ist jede Oligo- chaetenfamilie bis auf die ausschliefllich von Naididen besiedehen Substrate ,,Steinbewuchs und Pflanzen" in allen Substraten vertreten, ihre maximale Artenzahl erreichen Naididen und Lumbriculiden aber im Mittel- und Feinsand, die Tubificiden dagegen im Schlamm (Abb. ll). Die Besiedler feinsandiger Substrate bleiben in ihrer Ir~dividuendichte beschr~nkt, dagegen gelangen in den grobsandigen und den schlammigen Substraten einzelne Spezies zur Massenentfaltung. Das Vorhandensein besiedelbarer Wasserpflanzen stellt keine notwendige Bedingung fiir hohe Dominanzen der Naididen dar.

~4 / / f l % ~- [] Naididae 12 . - . . . . . --o Tu b i f i c i dae / \

�9 . . . . . . . . . . . . . �9 LumbrJcuhdae / x~

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Makrophyfen SfeinelKies Grobsand Feinsand SandlSchlamm Schtamm

Abb. I1. Verbreitung der artenreichen Oiigochaeteni"amilicn in den einzelnen Substratt}'pen

Fig. 11. Distribution of the ollgochaetae families, rich in species, in the various substrata

Parameter des Wasserchemismus, die im Untersuchungsgebiet bei erh6hten Werten als empfindliche Indikatoren allochthoner Verschmutzung gelten k6nncn (Ammonium, Nitrit, Chlorid und BSB5), erweisen sich ats bedeutsarne Milieufaktoren fiir einige Arten.

Propappus volki bevorzugt Standorte, die nicht dutch Straf~enabflt, gwasser und organischen Eintrag belastet sin& er kann somit als [ndikator unbetasteter bis gering belasteter B~iche herangezogen werden.

Limnodrilus hoffmeisteri und Pristina,idrensis sind typische Besiedler schtammiger Sub- strate. Beide k6nnen bei massenhaftem Auftreten als empfindliche Indikatoren fiir dutch allochthone Zufuhr organischer Stoffe angereicherte Sedimentationsr!iume in gering his m~iflig belasteten Bereichen des Goldersbachsystems angesehen werden.

Nais alpina scheint wie Propappus volki als Indikator oligo- bis #-mesosaprober Gewiisser geeignet zu sein.

Als unbrauchbar f~ir die biologische Gew~isseranalyse im Sinne des Saprobiensystems erweist sich Tubifex tubifex. Diese augerordentlich eury6ke Art tritt auch in m~if~ig belasteten B~ichen unter bestimmten Milieubedingungen (herbstlicher Stoffeintrag u.a.) in Massenvorkommen auf. Eine Einstufung yon Tubifex tubifex als polysaprobe Leitform im Saprobiensystem erscheint unzutreffend.

Rhyacodrilus coccine~s ist der einzige Tubificide im untersuchten Bachsystem, der auch in unbelasteten Bereichen zur Massenentfahung gelangen kann. Ein m6gticher Indikator- wert der Spezies wird in weiteren Untersuchungen gepriift.

316 Hydrob~Mogzsche U~ters~r im oligosaproben Gokter~bachsystem

Mit Chaetogaster setosus SvE'rLov und Trichodrilus strandi HRauE konn t en zwei Oligo- chae tenar ten nachgewiesen werden, deren V o r k o m m e n im Raum der zentraleurop~iischen Mit te lgebirge bisher u n b e k a n n t war.

Die festgesteilten b iometr i sehen Beziehungen zwischen Oligochaeten und Parametern des Wasserchemismus kiSnnen nicht als Kausalzusammenh~inge interpret ier t werden , sondern es handel t sich vie lmehr um Bedeutungszusammenh~nge, welche auf Bez iehungen innerha lb eines vernetz ten Faktorenkomple• hinweisen.

1 t.2 Die Bak te r i enbes i ed lung i m jahreszei t t ichen Wechset

Von V. Kll-~.cH'r, O. Kt, EE

Als Destruenten organischen Materials sind Bakterien yon entscheidender Bedeutung fiir den Stoffhaushalt aquatischer Biotope. Die Kenntnisse der Bakteriologie sauberer Flieg- gew~isser sind jedoch - trotz erhebl icher Fortschri t te in den letzten Jahren - - lGckenhaft. Ungekl~irt sind insbe~ondere folgende grunds~itzliche Fragen: 1. Existiert eine au toch thone Bakterienflora in B~ichen oder handel t es slch -- wie wieder-

bolt ve rmm et - prim~ir urn aus dem Boden e ingeschwemmte Bakterien? 2, Gib t es f/.ir n~ihrstofEarme Fiieggew~isser c~arak~eri~i~che Keimgruppen und wie sind

dlese an die jahreszykiisch wechse[nden Bedingungen ihres Milieus angepal~t? Zur Unte r suchung dieser Fragestellungen erschien das an thropogen nahezu unbelas te te

Tabelle 9

Ergebnisse der chcmisch-physikalischen Wasseruntersuchungen an 22 Mel~punkten im Golders- bachsystem yon Junl 1977 bis Juni 1981 (n = 39-49)

Results of ~he chemo-physicat wa~er analyses from 22 measurement locatlor~s ~n ~he Goldersbach svacem from June 1977 to June 1982 (n = 39-49)

t Mittelwerte ] Rahmenwerte Parameter [

Temperatur . . . . . . . . ~ 6,2 - - 7,8 pH-Wert . . . . . . . . . . . 8,,9 - - 8,2 Leitf~higkeit . . . . ,uS-cm-~ 414 - - 652 CI . . . . . . . . . . . . . . rag} -I 9 - - 18 (55) anorg. C . . . . . . mg-I -I 55 - - 76 Gesamth~rte . . . . . . r 18 - - 29 KMnO4-Verbrauch . mgl -I 12--21 NI-I~ - N . . . . . . . mg1-1 0,11 - - 0,22 NO~- - N . . . . . . . mg.l -I 0,5t - - 0,94 NO i - N . . . . . . . ~*g-1-1 .~ - - 15 P O ~ - - P . . . . . . . . , % j - 1 2 9 - - 36 (I20) O, . . . . . . . . . . . mg}-: 10.6-- 11,4 O2-Sattigung . . . . . . . % 89 - - 97 BSB 5 . . . . . . . . . . mg-] -1 1,4 - - 2,0

' Die in K/ammern angefLihrcen nahmesteilen.

-0,5 -:- 16,7 7 , 3 - 8,9 IC0-- I13C

3 - - 31 (342) 11- - 153 6 - - 49

3,4-- 110 0,02 - - 0,61 0,02 - - 4,90

0 - - 4 2 0 - - 310 (1300)

5,6 - - 1 6 , 6

54 - - 168 ~,~. - - 9,7

Werte scammen yon mtt Stral?,enabflugwasser be)ascecen Probe-

Goldersbachsystem hervorragend geeignet. Seine Oligosaprobit~it ist durch mehrere Unte r - suchungen zur Bioz6nose belegt. Eigene chemisch-physikaliscb.e Wasseranalysen (I 'ab. 9) belegen ebenfalls den na tu rnahen Charak te r und die hohe Giitestufe der un te r such ten Gew~isser. Eine Ausnahme biiden insbesondere zwei dutch Straf~enabflul~, und Streusalz beiastete Nebenb~iche.

H ydrnbiedogische Untersuchungen im nlig,)saproben Goldersbachsystum 317

Von anf~inglich 10 Mef~punkten (vgl. Abb. I) erwiesen sich 7 als geeignet ftir Untersu- chungen zu den genannten Fragen. In monatlichem Turnus wurde an diesen Punkten die Struktur der Bakterienflora mit t']uoreszenzmikroskopischen Methoden (ZIMMeR~t^XN U. MEvE~-R~'II, 1974, R~teINH~X~aE8 1977) analysiert. Solche direkten Methoden erm6glichen die Erfassung ann~ihernd oiler vorhandenen Keime. Weitergehende Informationen bleiben iedoch auf dos mikroskopische Bild beschr~nkt und sind begrenzt.

Gteichzeitig wurden Proben auf N~ihrboden ausplattiert, die darauf wachsenden Kolo- nien auf morphologische und physiologische Eigenschaften untersucht und differentialdia- gnostisch taxonomischen Gruppen zugeordnet. Die weitergehenden Differenzierungsm6g- lichkeiten dieser indirekten Methodik werden erkauft mit einer hohen Selektivit~it. Kultur- faktoren wie Substratart und -konzentration, pH, pO2, Temperatur etc. schaffen ein Selek- tionsmuster, in dem in der Regel zwischen 0,1 und 1% der mikroskopisch erfagbaren Keime zum Wachstum kommen.

Die Wahl eines dem in situ-Milieu angen3herten N~ihrbodens mit breitem Substratspek- trum niedriger Konzentration (modif. CPS-Agar nach COLLINS u. WmLou6i-i~v) sowie eine Bebriitungstemperatur yon 20 o C hatten eine for n3hrstoffarme W~.sser auf~erordentllch hohe Ausbeute yon 1,5-8,3 % der Gesamtbakterienzahl zur Folge.

Bisherige Ergebnisse der noch nicht abgeschlossenen Untersuchungen erlauben folgende SchlulT, folgerungen:

In der fliegenden Welle des Goldersbachsystems existiert eine autochthone Bakterien- flora, die in kleinen Wasserl~ufen (mktl. Q < 10 l.sec -1) bereits bei geringen Niederschl~i- gen dutch allochthone Keime (iberformt wird. Diese autochthone Flora, die an die n~ihrstoffarmen Verhiiltnisse angepat~t ist und bevorzugt fiir den Abbau yon Biopolymeren und anderen schwer angreifbaren Substraten verantwortlich ist (KusNE'rsov et al. 1979), repr~i- sentiert slch in der mikroskopisch bestimmtenGesamtbakterienzahl (GBZ). Die Gesamt- bakterienzahlen der gr6geren B3che (> 10 l.sec -1) zeigen eine Tendenz zu Sommermaxima und Minima im Winter (lnGBZ ~ m-T+b; T = Wassertemp.). Sie werden nur bei Hoch- wasserereignissen durch Bodenkeime iiberlagert und ihre mittlere Konzentration nimmt mit zunehrnender Endernung ,,:on der Quelle zu (Abb. 12).

Abb. 12. Abh~ingigkei~ der rain- GB7.mt4jr leren Gesamtbaktlerienzahlen !0~ (GBZ) yon der minleren \Vasser- 8~- fiihrung an den untersuchten Pro- 6 [7 benahmestellen irn Goldersbach- L~_, /,,L- system(r--0,94;0,05> P.>=0,0l) "d F Fig. 12. Relationship between the 2J- average total numbers of bacteria . l

(GBZ) and average stream flow at I L t h e investigated sampling points t_._1 ..

in the Goldersbach system

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I I J _ l I I I L L _ _ _ , _ . _ I : :._i.;!~_! . . . . ~__ 2 4 6 810 20 L~ 609)"7J 203 !.-s 4

Weitgehend unabh."ingig davon ist der Konzentrationsverlauf der auf N3hrb6den erfag- ten Saprophytenzahlen (SZ). Dieser heterotrophe Florenanteil umfaf~t neben autochthonen Bakterien ouch die Populationen, die bevorzugt leicht abbaubare Substrate angreifen. Das zeitlich und r~iumlich rasch wechsetnde Angebot dieser Stoffe kommt in der gegen/iber der GBZ st~irkeren Schwankungsbreite der SZ zum Ausdruck. Die Saprophytenzahlen zeigen keine Beziehungen zur Wassertemperatur, sind aber an 3 der 5 Pegel mit der Wasserf0hrung korreliert (logSZ ~ m.logQ+b).

Im Mittel sind ca. 90% der heterotrophen Flora gramnegativ. Sie werden dominiert durch Pseudomonaden und Flavobakter/Cytophaga. Die Cytophaga - Spezialisten zum Abbau yon Cellulose - zeigen einen signifikanten Jahresgang mit h6chsten Zellzahlen im Sp~itherbst und Winter, also zur Zeit eines erh6hten Celluloseeintrags in die B~iche. Andere

318 Zi~sammenfassung

Bakteriengruppen spielen nur eine untergeordnete Rolle. Uberraschendist die hohe Ahn- lichkeit der Florenstrukturen in der fliegenden Welle aller Bachbereiche.

Ausffihrliche Publikationen der vorstehenden Ergebnisse sowie yon Untersuchungen zum bakteriellen Stoffwechsel an anderer Stelle sind in Vorbereitung.

Zusammenfassung Eine interdisziplin~re Arbeitsgruppe berichtet bier zum ersten Mal fiber ca. 4jiihrige Un- tersuchungen in einem naturnahen, 72 km 2 grogen Waldgebiet im Keuberbergland bei Tfiblngen (Naturpark Sch6nbuch). W~ihrend verschiedene Teilprojekte auf ausgew~ihlten Kleinfl;ichen angesetzt sind, erfassen an&re Teilvorhaben, tells geb(inde!t, die Einfl~isse bzw. Auswirkungen gr61~erer Einzugsgebiete.

Die verschiedenen Komponenten des Wasserhaushalts bilden eine wichtige Klammer im Rahmen der Gesamtuntersuchung. Von den ca. 750 mm Freilandnlederschlag in Normal- jahren fliel~en aus dem Gebiet des Goldersbachsystems ca. 180 mm ab. Daraus errechnet sich eine Gebietsverdunsmng von ca. 570 mm. Etwa 60% des Gesamtabflusses sind als GrundwasserabfluR anzusprechen.

Auf neun f~ir den Sch6nbuch repriisentativen Waldstandorten wurden bei unterschiedlicher Bodenfeuchte Beregnungsversuche mit einer transportablen Beregnungsanlage durchgef~ihrt. Danach dfirfte es im Sch6nbuch auf den untersuchten Waldstandorten Ober- fl~chenabftu~ nicht geben. Wenn die B~iche des Sch6nbuchs auf Niederschl~ige mit einem Ansteigen der Wasserst~inde reagieren, so ist dies nach den bisher vorliegenden Ergebnissen in erster LiMe auf oberfl~chennahen Abflug zurfickzuffihren.

Einem mittleren Eintrag an gel6sten Stoffen yon fund 48 kg/ha und Jahr gemessen im Freilandniederschlag stand in den hydrologischen Jahren 1979 und 1980 ein mittlerer ge- 16ster Stoffaustrag yon rund 800 kg/ha �9 a im Gesamtgeblet gegenfiber. Der Austrag an gel6sten Stoffen i~bersteigt den im Freilandniederschlag gel6sten Eintrag also um mehr als das Zehnfache.

Modifiziert werden diese Werte durch Standort und Bestockung. Auf drei Standortspaa- ren im Sch6nbuch grof~flfichig vorkommender verschiedener Bodentypen, zum einen bestockt mit Fichte, zum anderen mit Buche, wurde der Bestandes- und Bodenwasserhaushalt untersucht. Erwartungsgemfii~ zeigt der Niederschlag der Waldbest~inde im Vergleich mit dem Freilandniederschlag erhebliche Unterschiede. So erreicht der Kronendurchla~ der Fichtenfl~ichen im Mittel nut ca. 60% des Freilandniederschlags. Bei der Buche kommen einschliel~lich des Abflusses am Stature fund 77% des Freilandnlederschlages zu Boden. Gewisse Anzeichen sprechen daf(ir, daf~ eine h6here Walclbodenverdunstung unter Laub- wald die grof~e Interzeptionsdifferenz zwischen Buchen- und Fichtenbest?inden wieder etwas abmindern kann.

Vorl~iufige Ergebnlsse sehr umfangrei,cher hydrochemischer Untersuchungen weisen verglichen mit dem Freilandniederschlag eine deutliche Versauerung der Kronentraufe und des Stammablaufes bei Fichte und Buche aus. Die pH-Werte des Sicker- und Bodenwassers sind bis in Tie_fen yon ca. 60 cm entsprechend niedrig, unter Fichte stets ausgepr~,gter als unter Buche. Das Bodenwasser reagiert aber ab 100 cm Tiefe allgemein ann~ihernd neutral. Im Bodenwasser der Fichtenbest~inde sind in der Reget die Konzentrationen der untersuchten Elemente h{Sher als unter Buche.

Am Beispiel yon zwei stand6rtlich vergleichbaren Teileinzugsgebieten mit fiberwiegen- der Nadelwaldbestockung im einen und vorherrsehender Laubwaldbestockung im anderen Fall wurde eine Bilanzierung des Ein- und Austrags gel(Sster Stoffe vorgenommen. Die Eintragsraten des Waldniederschlags zeigen sich gegenfiber dem Freilandniederschlag insgesamt auf etwa den dreifachen Weft erh6ht. Diese Steigerung betrifft die einzelnen Kom- ponenten in sehr verschiedenem Ausmag. Beim Austrag fiillt auf, dag die geogenen Ca- und Mg-Hydrogenkarbonate rund 90% des Gesamtaustrags an gel6sten Stoffen ausmachen.

Z,sammenfass, ng 319

Bemerkenswert ist unter anderem auch, dat~ nut etwa die H~ilfte des Sulfateintrags ~tber das Bachwasser der beiden bewaldeten Teileinzugsgebiete wieder abgeffihrt wird.

Wie sehr sich die fast v~511ige Bewaldung und das Fehlen yon gr6t~eren Siedlungen im Gesamteinzugsgebiet des Golderbachs auswirken, wird aus einem Vergleich des Austrags an gel6sten Stoffen mit dem st~irker besiedelten und weniger bewaldeten Einzugsgebiet der Aich deutlich. Sowohl in der Gesamtmenge wie auch bei den einzelnen gel6sten Bestand- teilen zeigen sich erhebliche Unterscbiede.

Beim Austrag von Feststoffen schwanken die Schwebstofffrachten in den Teileinzugs- gebieten des Golderbachs sehr stark. Die Unterschiede sind standortbedingt. Im i~brigen bestimmen Hochw~isser ganz entscheidend ~iber die Menge des Schwebstoffaustrags.

Angaben fiber Holzwachstum und Biomasseproduktion beziehen sich auf dieselben Standortgruppen wie die Aussagen zum Bestandes- und Bodenwasserhaushalt. Im/.ibrigen sehen sich spezielle Einzeluntersuchungen zum Wald- und Baumwachstum vorrangig als Erg~rizung der Teilforschungsprojekte iiber den Einflufl verschiedener Bestandestypen auf die Sickerwasserqualit~it und i~ber die Bedeutung der Mykorrhiza ffir Wurzelentwicklung und Baumwachstum.

Auf drei der schon bekannten Probefliichen bietet die Untersuchung iiber Waldboden- pilze und Wurzelentwicklung in Fichtenbest~inden einen Einblick in die jahreszeitliche Entwicktung der Mykorrhizapilze und in deren Abh~ingigkeit vom Niederschlag. Vergli- chert wird die Feinstwurzeldichte und die Mykorrhizenzahl eines Fichtenbestandes auf verschiedenen Standorten mit der Wurzelanzahl und Verzweigungsdichte von sterilen Fichtenkeimlingen. Im Ergebnis sind Korrelationen zwischen Wurzelanzahl einserseits und Bestandes- bzw. Sproflwachstum andererseits feststellbar.

Beispielhaft dargestellt werden die Ergebnisse der Untersuchungen an Humusprofilen auf zwei Probefl~chen. Im einen Fall steht das Profil der Humusform Weiflfa)de-Mull nahe. Hier kommt es zu einer stiirkeren Mineralisierung der organischen Substanz. Das andere Profil ist eher ein Wurm-Mull. Regenwi~rrner f6rdern dort die Humifizierung durch Ein- mischung der Streu in den Mineralboden.

Uferbereiche unterschiedlicher, perennierend.er und periodischer Ti~mpel werden in verschiedenen Waldbest~inden auf die Besiedlung ihrer Streu- und Krautschicht durch die Meso- und Makrofauna untersucht und in ihrer jeweils charakteristischen Auspr~igung unter sich und mit der Fauna des angrenzenden Waldes verglichen. Zum Tell ergeben sich beachtliche Unterschiede.

in enger Verzahnung mit dem Stoffaustrag fiber die Bachl~iufe ist die Besiedlung des Goldersbachsystems zu sehen. Einen Beitrag dazu leisten hydrobiologische Untersuchun- gen tiber die Okologie der Oligochaeten und die Bakterienbesiedlurig im jahreszeitlichen Wechsel. An der Besiedlung der untersuchten B~iche durch Oligochaeten sind 32 Arten beteiligt. Einzelne Arten erweisen sich als Indikatoren ffir unbelastete bis gering belastete Biiche oder auch fiir gering bis miif~ig belastete Abschnitte des Goldersbachsystems. Zwei der nachgewiesenen Oligochaetenarte~ waren im Raum der zentraleurop~iischen Mittel- gebirge unbekannt.

In der fliet~enden Welle des Goldersbachsystems existiert eine autochthone Bakterien- flora. Sie wird in kleineren Wasserliiufen schon bei geringen Niederschl~igen durch allochthone Keime fiberformt. Die autochthone Flora ist an die n~ihrstoffarmen Verh~iltnisse angepaflt und bevorzugt fiir den Abbau yon schwer angreifbaren Substraten verantwortlich.

320

Sllmmar'y

Water budget, intake and discharge of matter, and biological studies in the Sch6nbuch Nature Park near Tubingen

This is the first report of a four year interdisciplinary research report conducted in a 72 km 2 near-natural forested area of the Sch6nbuch Nature Park located in the Keuper hills near T/,ibingen, West Germany. While various portions of the project studied characteristics of smaller, selected unit areas, others emphasized the influences upon and effects stemming from large watershed areas.

The different components of the water budget are of notable importance in this research endeavour. Approximately 180 mm of a total 750 mm of average annual precipition on the non-forested area flowed out of the Goldersbach drainage system, some 570 mm are attri- buted to evapotranspiration. Close to 60% of the total runoff consists of groundwater,

Nine representative Sch6nbuch forest stands were tested under different soil moisture conditions by means of artificial water "application with a transportable rain machine. According to these results there should not be any surface runoff. Rising stream levels were found to be due to near-surface water flow.

During 1979 and 1980 the average input of dissolved materials from precipitation on non-forested areas was about 48 kg/ha/year while the average output ot the entire area was about 800 kg/ha/year. Thus the dissolved materials output exceeded the input by more than tenfold.

These values are modified when forest sites of different quality are taken into account. The budget and chemistry of rain and soil water were studied in three paired spruce and beech stands each with a different soil type. Expected differences in precipitation were found in the forested areas as opposed to the non-forested areas. Total water passage through the canopy of the spruce stands was 60 % that of total precipitation on non-forested areas. In beech stands the proportion was 77%, including a substantial amount of stem flow. A higher rate of forest soil transpiration in broadleaf stands may at least partially compen- sate the interception difference between beech and spruce stands.

Extensive data on water chemistry show, as compared with those of the precipitation of non-forested areas, a clear acidification of the crown- and stem-flow water in both spruce and beech stands. The pH values of the infiltrated and soil waters remained low to a depth of 60 cm. This was found to be consistently so for spruce stands. However, at a depth ~_ 100 cm more neutral pH values were registered. Higher concentrations of elements studied were also found in spruce stand soil water as compared with beech stand soil water.

Two similar site class areas (one mostly a conifer stand, the other predominantly a broadleaf stand) were also studied for differences in inputs and outputs of dissolved materials. Overall it was found that the precipitation input rate in the forested portions was three times higher than that in non-fore~ted areas. However, this difference concerned various individual components to different degrees. In addition, it was found that Ca- und Mg-hydrogencarbonates made up 90% of the dissolved material output. It should be noted that only about half of the sulfate input was transported out of these two forested portions of the drainage.

A comparison between the Goldersbach and Aich watersheds, which are similar in many respects, showed that human settlement and agriculture have distinct imlSacts on the output of dissolved materials. This was found to be true for both the total output and for the individual dissolved species.

The output of suspended solid loads varied throughout the Goldersbach drainage areas studied. The differences were related to site quality. Floods displayed a decided influence on the output of suspended matter and bed load (ca. 5 % of total solid load). The values for the Aich watershed were about twice as high as those for the forested nature park.

Literatur 321

Data on wood growth and biomass production were taken from the same areas as those on stand and soil water budget. The values for different forest tree species decrease in the following order (Table 7): spruce, beech or pine, oak. They also vary with different soil properties.

Measurements were made on the local and seasona.l development of mycorrhiza and root growth of spruce stands and their relationship to precipitation. Rhyzome density and mycorrhizat counts of various spruce stands were compared with root counts and root branch density of sterilized spruce seedlings. Results showed strong correlations between root number and seedling growth.

An illustration showing results of a study on humus profiles of two sample sites is presented. In one case the humus was found to be like white rot mull (mild humus), probably due to a stronger mineralization of organic matter. The second profile was more like a worm mull. Worms expedite breakdown through the mixing of litter with mineral soil.

Shoreline areas of perennial and intermittent pools located in various forest stands were studied with relation to the accumulation of litter and colonization of weed layers by meso- and macro-fauna. The results were compared with those collected for the surrounding forested areas. Some substantial differences were found.

Closely related to the material transport from the streams was the colonization level of the Goldersbach System. A hydrobiological study examined the ecological conditions of the oligochaetae and the seasonal bacteriological colonization changes. Thirty-two species of oligochaetae were found in the streams studied some of which are known indicators of unpolluted, somewhat polluted, and even moderately polluted waters. Two of the species found were formerly unknown to appear in the central European hill country.

An indigenous bacterial flora was found in the running waters of the Goldersbach system. Small increases in surface runoff were found to cause modifications by allochtho- nous forms. The indigenous flora was found to be adapted to oligotrophic conditions and to be mainly responsible for the breakdown of relatively stable organic compounds.

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Autorenverzeichnis

Ltd. Forstdirektor \V:,L1"E• ARNOLD (Naturpark Sch/Snbuch Verwaltung, Forstdirektion Ti~bingen, Sch]ol?, Bebenhausen, 7400 Tiibingen Prof. Dr. GERUARD E1NSELE, Dr. GoTrvs~F,O AGsn-:< Dipl,-Geol. Jos~F BEURI."a(;ER, Dipl.-Geol. WOLF- GANG FLECK, cand. geol. JOHANNES KORNER, Dipl.-Geol. HEL~UT SCI-I:~,tlDT-WIrTTE, Dr. RANDOLF RAvscu Geologisch-Pal~iontologisches Institut, Universitat T(ibingen, Sigwartstr. 10

Prof. Dr. RE~NHaRD AC,ERER, Dr. [NG~m Ko'n'K~-:, KLAUS KUNZWElt.ER. Institut f/it Biologic I, Lehrstuhl Spezielle Botanik, Universit~it T/ibingen, Auf der Morgenstelle 1, 7400 Tiibingen (Prof. Agerer seit 1982 am Institut for Systematische Botanik, M.i~nchen).

Prof. Dr. O'rro KLEI;,, Dipl.-Biol. VOLKER KR..VCm', cand. rer. nat. KAaL-FRmDRIC:a HOFMAN,',a Instirut for Biologie II, Universitlit T0bingen, Auf der Morgenstelte 28, 7400 Tiibingen

Dr. HANS GUNZL, cand. rer. nat. HORST JANZ, EIaA NICKEL, RUDOLF STEGMAYER Insritut for Biologie 1II, Lehrstuhl Spezielle Zoologic, Universifiit Tiibingen, Auf der blorgenstelle 28, 7400 Ti.ibingen

Prof. Dr. H,.a-as-Uz.RmH MOOSMAYr, R, Dr. ()L*,F Scuwar~z Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Wiirttemberg, Sternwaldstrage 16, 7800 Freiburg

Ltd. Forstdirektor Dr. Farrzq"IEL~,~:'r EVERS, Reg.-Biologle-Rat Dr. WtSFRIED BvciilXc,, DR. ALFRED ~.REBS

3 2 4 Buchbesprechungen

Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Wfirttemberg, Abt. Botanik find Standortskunde, Fasanengarten, 7000 Stuttgart 31 (Weilimdorf)

Prof. Dr. SItc~JED MOLLEe Untertfirkheimer Str. 36, 7012 Fellbach (zuvor #.rig bei der FVA Stuttgart, siehe oben')

Dr. WoL~--DmreR La.~CBEIN Schlaitdorferweg 13, 7441 Gr6tzingen-Aich

Prof. Dr. Ut.~.lcH B^Be3- und Frau SIu,:I.I.E PFeI~'FF.R Institut fiir Bodenkunde und Standortslehre, Universit/it Hohenheim, Emil-Wo]ff-Str. 27, 7000 Stutt- gart 70 (Hohenheim)

Buchbesprechungen VYsKov, M.: Biomass of the tree layer of a spruce forest in the Bohemian Uplands. Academia, Praha 1981. 396 S. + Abb.

Im Jahre 1976 verfffentlichte der Autor eine bedeutende Studle fiber die Baum-Biomassen in einem s~idmS.hrischen Auwald. Sie war im Rahmen des Internationalen Biologischen Programms entstanden. Von gleicher Grfindlichkeit abet noch wesentlich umfiinglicher ist die jetzt erschienene Arbeit fiber die Biomasse in Fichtenbest/inden Bfhmens. Sie ist Tell des weltweiten UNESCO-Projektes ,,Man and Biosphere". In drei Best3inden umerschiedlichen Alters (20, 50, 70 Jahre) sind jeweils 5 Biiume aus dee herrschenden, der mltherrschenden und dee unterstS.ndigen Schicht geerntet und ertragskundlich wie produktionsfkologisch erfagt women. Als besonders bemerkenswert tour dem hinzugeffigt werden, dag auch das Wurzelwerk mit bewundernswerter Akkuratesse in die Betrachtung eingeschlossen worden ist. Die an den 45 Probebiiumen erhobenen Daten f(illen die fast 400 Buchseiten. Wenn man dazu bedenkt, dal~ der Autor sich im wesentlichen auf die Darstellung der Resu!tate beschr~inkt und die interpretation dem 6berl~ig~, der mit diesen Zahlen arbeiten will, so wird der augerordentliche Urn fang dee mitgereilten Befunde deutlich.

Damlt Neugier geweckt und das Bemerkenswerte an dieser Schrift deutlieh wird, selen einige dee Daten aus 2 BestSnden bier mitgeteilt:

Bestand 1 Bestand 2

l ' 1 Herr- Mitberr- Unter- Herr- I Mitherr- Unter-

schend schend standig schend 2 schend st~indig

Alter 20 20 IS 53 52 53

H,She, m 13,0' 9,5 7,2 26,1 22,5 i6,5 BHD, cm 17,5 8,4 5,6 29,2 21.5 12.0 Kron enl2inge, m 9,0 5,5 3,2 12,2 8,4 4,5 Kronenbreite, m " 3,4 ,2,0 1,9 5,3 2,7 2,3 Kronenschwerpunkt, m 7,0 5,8 5,! 18,0 16,9 13,5

Wurzeltiefe, m 0.6 0,4 0,3 1.0 0,7 0,5 Wurzelteller, m 5,6 2,4 2,2 5,0 3,4 2,4

Baumgewicht Tr.S., kg 156 23 8 540 257 70 Wurzetgewicht Tr.S, kg 18 2 0,6 74 36 11 Wurzelprozent 12 9 8 14 14 16

' Alle Daten stellen Mittetwerte aus ieweils ffinf Einzelmessungen dar.

Mit diesen Daten sind Hochrechnungen auf Hektarwerte gemacht worden, sowohl Stabilit!itsfiber- legungen als auch Wachstumsbetrachtungen lassen sich anschlieflen. Fiir den Rezensenten ebenso aufschluflreich wie fiberraschend ist dee aul~erordentlich gerinFe Anteit dee Wurzeln an der Gesamt- masse dee B~iume (dee drJtte hier aus Platzgrfinden nicht aufgeffihrte 70j[ihrige Bestand tiegt in dleser

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Wasserhaushalt, Stoffeintrag, Stoffaustrag und biologische Studien im Naturpark Schönbuch bei Tübingen