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Stickstoffeinträge in Waldökosysteme

Der Stoffeintrag wird auf den Flächen des intensiven forstlichen Umweltmonitorings mittels Depositionssammlern erfasst. Diese stehen, gleichmäßig verteilt im Bestand und auf einer zugehörigen Freifläche und erfassen durchgehend den Niederschlag. Eine Teilprobe wird im Labor auf eine Vielzahl umweltrelevanter Stoffe untersucht, unter anderem Stickstoffverbindungen. Die Bestimmung von reduziertem und oxidiertem anorganischem sowie organischem Stickstoff erlaubt Rückschlüsse über Ursprung des Stickstoffs. Auch die Wirkung auf das Ökosystem unterscheidet sich. Aus den Stickstoffkonzentrationen lassen sich mit den Niederschlagsmengen die eingetragene Stoffmenge abschätzen.

Der Vergleich der Deposition im Bestand und auf den Freiflächen erlaubt, die Bedeutung des Kronenraums für den Stoffeintrag zu bestimmen. Durch den Auskämmeffekt der Baumkrone gelangt neben der im Niederschlag gelösten Form auch gas- und partikelförmiger Stickstoff in das Ökosystem. Dadurch ist der Stoffeintrag in den Wald größer als im offenen Gelände. Der Niederschlag im Waldbestand setzt sich aus Kronentraufe und Stammabfluss zusammen. Der Stammabfluss macht bei glattrindigen Baumarten wie der Buche einen erheblichen Anteil des Bestandesniederschlages aus. Er wird auf den Level-II-Flächen getrennt gemessen. Kronentraufe bezeichnet den Niederschlag, der durch das Kronendach fällt. Hierbei kommt es zu Austauschprozessen mit den Blättern und Nadeln: so wird Stickstoff von der Baumkrone aufgenommen. Die im Bestand gemessenen Werte unterschätzen daher häufig den Stickstoffeintrag in den Wald. Um diesen Effekt zu korrigieren werden verschiedene Rechenverfahren angewendet, die sogenannten Kronenraummodelle.

Hier können verschiedene gemessene und berechnete Stickstoffeinträge für den Bestand und die Freiflächen, für Nadel- und Laubwälder verglichen werden. Die dicke Linie zeigt den Median der Flächen, die Werte der Einzelflächen können zusätzlich angezeigt werden. Nadelwald (Fichte, Kiefer, Douglasie, Lärchen) und Laubwald (Buche, Eiche) können getrennt oder gemeinsam betrachtet werden.

Folgende Messgrößen können verglichen werden:

Anorganischer Stickstoff im Bestand (Kronenraumbilanz) entspricht dem Mittelwert von zwei Rechenmodellen (Ulrich (1994) und de Vries et al. (2001)). Mit „Unsicherheitsinterval des Medians“ kann der Bereich zwischen den Ergebnissen der beiden Modellierungen angezeigt werden. Diese Werten werden zur Bewertung kritischer Eintragsraten herangezogen.

N-NO3 im Bestand ergibt sich aus dem Stickstoffeintrag mit Kronentraufe und Stammabfluss.

N-NH4 im Bestand ergibt sich aus dem Stickstoffeintrag mit Kronentraufe und Stammabfluss.

Gesamtstickstoffeintrag im Bestand (Kronenraumbilanz) ergibt sich aus anorganischem Stickstoffeintrag im Bestand und organischem Stickstoff auf der Freifläche.

N-NO3 auf Freiflächen im Wald wird aus Niederschlagsmenge und Konzentration berechnet.

N-NH4 auf Freiflächen im Wald wird aus Niederschlagsmenge und Konzentration berechnet.

Organischer Stickstoff auf Freiflächen im Wald wird als Differenz aus Gesamtstickstoff und der Summe von N-NO3 und N-NH4 berechnet.

Gesamtstickstoff auf Freiflächen im Wald wird aus Niederschlagsmenge und Konzentration berechnet.

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