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Stickstoffeinträge in Waldökosysteme

Der Stoffeintrag wird auf den Flächen des intensiven forstlichen Umweltmonitorings mittels Depositionssammlern erfasst. Diese stehen im Waldbestand sowie auf einer zugehörigen Freifläche und erfassen durchgehend den Niederschlag an mehreren gleichmäßig verteilten Punkten.

Eine Teilprobe des gesammelten Niederschlags wird alle zwei Wochen im Labor auf eine Vielzahl umweltrelevanter Stoffe, unter anderem Stickstoffverbindungen, untersucht. 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, gemeinsam 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 in das offene 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: es 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.

Die App ermöglicht es verschiedene Zielgrößen zu veranschaulichen und zu vergleichen. Über das Menü links kann eine Zielgröße ausgewählt werden, die in blau dargestellt wird. Einige der Werte hängen von der Vegetation ab. Deshalb ermöglicht die App das getrennte Anzeigen von Nadel- bzw. Laubwald.

Durch die Auswahl von "Zielgrößen vergleichen" wird eine zweite Zielgröße in grün angezeigt. So können zum Beispiel die Messungen im Bestand mit den Messungen auf der Freifläche oder Messungen im Nadel- mit Messungen im Laubwald verglichen werden.

Die Größenordnungen der gemessenen Werte unterscheidet sich stark. So kommt organischer Stickstoff in kleineren Mengen vor als anorganischer Stickstoff. Der Schieber ermöglicht bei Bedarf die Anpassung des angezeigten Wertebereichs.

Folgende Zielgrößen werden bestimmt bzw. berechnet:

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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