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Zusammenfassung Heft 14


Freiburger Bodenkundliche Abhandlungen

Schriftenreihe des

Institut für Bodenkunde und Waldernährungslehre
der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br.
Schriftleitung: F. Hädrich


Heft 14


João B. Silva Ferraz


Standortsbedingungen, Bioelementversorgung und Wuchsleistung
von Fichtenbeständen (Picea abies Karst.) des Südschwarzwaldes



Freiburg im Breisgau 1985

ISSN 0344-2691


Zusammenfassung:

In den Wuchsbezirken des Südschwarzwaldes wurden 47 Fichtenreinbe-stände ausgewählt mit dem Ziel, die Beziehungen zwischen Ernährungszustand, Belastungsgrad, Standortsfaktoren und Wuchsleistung zu untersuchen. Die Standorte liegen alle im Grundgebirgs-Schwarzwald auf Graniten und Gneisen bzw. der daraus im Periglazial entstandenen Solifluktionsschuttdecken.
Um ein möglichst umfassendes Bild der Ernährungs- bzw. Belastungssituation der Fichte in diesem Gebiet zu erhalten, wurden Bestände auf sehr verschiedenen Standorten ausgewählt. Die Höhenlage variiert zwischen 450 und 1250 m ü.NN. Die Mehrzahl der Bestände befindet sich auf Hanglagen und in verschiedenen Expositionen. Die Durchschnittswerte des Jahresniederschlags, der Temperatur und der Länge der Vegetationsperiode betragen für die kolline Höhenlage 1072 mm; 9.2 °C; 172 Tage und für die hochmontane Höhenlage 1819 mm; 4.2 °C; 82 Tage.
Das Alter der Bestände liegt überwiegend zwischen 40 und 60 Jahren. Es sind Aufforstungen nach naturnahem Wald oder in der 1. bzw. 2. Generation nach Weidfläche oder landwirtschaftlicher Nutzung.
Die meisten Bestände stocken auf sehr tiefgründigen Braunerden und deren Subtypen. Vereinzelt treten Ockererde, Podsol, Stagnogley und Pseudogley auf. Alle Böden haben saure bis sark saure Reaktion und mäßige bis geringe Basensättigung. Die physiologische Gründigkeit ist bei Podsol, Podsol-Braunerde, Stagnogley und Pseudogley niedrig; bei Ockererde und Moderbraunerden mittel und bei Mullbraunerden hoch.
Bestimmt wurden die Gehalte der Elemente N, P, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Pb, Cd, Be und AI in den Nadeln des 1. und 4. Jahrgangs (1. und 4.Jg.) sowie in der obersten Streulage. An 15 ausgewählten Standorten wurden die Gehalte dieser Elemente auch in den Humuslagen und Mineralbodenhorizonten ermittelt. Für diese Standorte wurden auch die Humus- und Elementvorräte berechnet.
Das Wachstum der Fichte wird im Südschwarzwald primär durch das Klima bestimmt, wobei die wichtigste Einflußgröße die Temperatur ist. Der Einfluß der Exposition ist in erster Linie ein Temperatureffekt. Dasselbe gilt für die Humusform. Da die Niederschläge in Normaljahren stets ausreichend sind, differenzieren sie das Wachstum kaum. Eine Abhängigkeit der Wuchsleistung vom ph-Wert und dem C/N- sowie C/P-Verhältnis im Oberboden ist erkennbar.
Die N- und K-Versorgung der meisten Fichtenbestände ist gut; Mangel tritt nicht auf. Nach Stratifizierung nach der Höhenlage wird ein über die Temperatur bzw. die N-Mineralisierung deutbarer Einfluß auf die N-Spiegelwerte erkennbar.
Nur bei N sind die Gehalte der Streulage mit denen der Nadeln des 1. und 4.Jg. korreliert.
Die Versorgung mit P ist sehr gut. Mit zunehmendem Gehalt gleichen sich die P-Werte der beiden untersuchten Nadel Jahrgänge an. Die älteren Nadeln weisen eine Beziehung zu den P-Vorräten in der Feinerde auf.
Die Granit-Standorte haben größere P-Vorräte als die auf Gneis. Dies wirkt sich aber kaum auf die P-Ernährung der Fichte aus.
Die Ca-Ernährung ist angespannt, bei schlechter Versorgung ist die Akkumulation in den älteren Nadeln stark reduziert. Die Werte des 4. Nadel Jahrgangs differenzieren die Versorgung besser als die jüngeren Nadeln. Die Gehalte der Streulage stehen in Beziehung zu denen des 4. Nadel Jahrgangs.
Die Ca-Spiegelwerte hängen von den Ca-Vorräten der Feinerde ab. Engere Beziehungen bestehen zwischen den Ca .,  -Vorräten und den Ca-Gehalten der älteren Nadeln.
Der mittlere Ca-Gehalt (4.Jg.) beträgt an wärmeren trockenen Standorten mehr als das Doppelte als an kühl-feuchten.
Die Mg-Versorgung der Nadeln des l.Jg erscheint meist ausreichend. Aus den niedrigen Werten der älteren Nadeln wird jedoch eine angespannte bis mangelhafte Versorgung deutlich. Je besser die Versorgung desto geringer wird der Unterschied zwischen den Gehalten der beider, Jahrgänge.
Die Gehalte der Streulage sind von denen der lebenden Nadeln kaum abhängig.
Die Gehalte des l.Jg. hängen von den Mg,-Vorräten der Feinerde ab. Die Vorräte im Oberboden der Gneis-Standorte sind höher als auf Granit. An Standorten mit hohen Temperaturen während der Vegetationsperiode (hohe Transpirationsintensität) haben die älteren Nadeln höhere Mg-Gehalte.
Die Mn-Ernährung ist sehr gut und erreicht den Bereich des Luxuskonsums. Die Streuung der Nadelspiegelwerte ist groß. Die Gehalte hängen nicht von den Vorräten, sondern von der Mn-Mobilitat ab. Diese ist auf Granit-Standorten mit niedrigem pH-Wert größer als auf Gneis.
Bestände auf alten Waldböden weisen niedrigere Mn-Spiegelwerte auf als in Aufforstungen nach Weide.
Die Versorgung mit Fe ist meist sehr gut. Der Fe-Gehalt der älteren Nadeln ist nur bei niedrigeren Gehalten von dem der jüngeren Nadeln abhängig. Bei höheren Gehalten (l.Jg.) wird das Ausmaß der Anreicherung vom Bodentyp bzw. der Fe-Verfügbarkeit bestimmt. Von den lebenden Nadeln bis hin zur Streu steigen die Gehalte um etwa das Zehnfache an.
Die Fe-Versorgung wird durch die Verfügbarkeit weit stärker beeinflußt als durch die Fe-Vorräte im Boden. Die Fe-Spiegelwerte steigen mit dem Podsolierungsgrad der Braunerden an.
Die Ernährung mit Cu liegt kanpp über, vereinzelt auch unterhalb der Mangelgrenze. Eine Beziehung zur Wuchsleistung wurde aber nicht festgestellt.
Bei ausreichender Ernährung zeigt sich eine Abnahme der Cu-Gehalte vom 1. zum 4.Jg. Nahe der Mangelgrenze ist es umgekehrt. Zwischen den Cu-Gehalten im Oberboden und in den Nadeln (l.Jg.) besteht eine signifikante positive Korrelation.
Die höheren Gehalte der Streulage dürften durch Cu-Immissionen bedingt sein und angesichts der teilweise schlechten Cu-Versorgung positiv zu werten sein.
Die Zn-Ernährung ist weithin als angespannt einzustufen. In einigen Beständen der Hochlagen liegt sie schon int Mangelbereich. Trotzdem wurden keine Mangelsymptome oder Abnahmen der Wuchsleistung festgestellt.
Aussagen über den Zn-Ernährungszustand sind nur durch den Vergleich der Gehalte des 1. mit dem 4.Jg. möglich. Vorratsunterschiede bzw. die Verfügbarkeit von Zn im Boden machen sich nur in den Gehalten der älteren Nadeln bemerkbar.
Die Co-Gehalte beider Nadeljahrgänge unterscheiden sich wenig. Die relativen Gehalte des 4.Jg. machen deutlich, daß eine Co-Anreiche-rung bei niedrigem Gehalt im 4.Jg. am größten ist.
Die große Variationsbreite der Gehalte beider Jahrgänge ist auf die Abhängigkeit von Bodenfaktoren wie Azidität und Wasserhaushalt zurückzuführen. Dies ist auch der Grund, warum auf den Granit-Standorten, trotz niedriger Co-Vorräte, die Spiegelwerte deutlich höher sind.
Bestände mit geringen Transpirationsraten (Hochlagen) weisen niedrige Co-Gehalte in den älteren Nadeln auf. Die älteren Nadeln spiegeln die Standortseigenschaften besser wider als die jüngeren.
Die Pb-Gehalte steigen mit dem Nadelalter d.h. der Expositionsdauer deutlich an. Die vorliegenden Werte sind höher als die in späteren Untersuchungen. Ursache ist die heute geringere Pb-Belastung der Atmosphäre.
Aufgrund der starken Bindung von Pb an die organische Substanz weisen die Streu- und Humuslagen die höchsten Gehalte auf. Diese Akkumulation dürfte weitgehend immissionsbedingt sein. Standorte mit hohen Niederschlägen haben geringere Pb-Gehalte in den Nadeln (l.Jg.).
Am Westrand des Schwarzwaldes und an Standorten, die stark unter Einfluß von Berg-/Talwindsystemen stehen, wurden deutlich höhere Pb-Gehalte in den älteren Nadeln festgestellt. Insgesamt sind die Werte als niedrig einzustufen.
Die Cd-Werte lassen ebenfalls auf eine geringe Immissionsbelastung der Standorte schließen. Auch hier weist die Streulage die höchsten Gehalte auf. Im Gegensatz zu Pb sind die Werte der älteren Nadeln niedriger als die der jüngeren. Da Cd maßgeblich über die Wurzel aufgenommen wird unterliegt dem Einfluß des Humusgehaltes und der Azidität. Die niedrigen Gehalte (l.Jg.) in Beständen der Hochlagen weisen auf eine stärkere Cd-Auswaschung aus den Nadeln hin.
Immitiertes Cd spiegelt sich in den Gehalten der jüngeren Nadeln offenbar deutlicher wider als in den älteren.
Die Gehalte an Be variieren stark. Die Akkumulation im 4.Jg. steht in deutlicher Beziehung zu den Gehalten der jüngeren Nadeln. Obwohl Be kaum an die organische Substanz gebunden wird, hat die Streulage die höchsten Gehalte.
Die höheren Be-Gehalte der Böden auf Granit zeichnen sich auch in den Gehalten der Nadeln ab.
Die Al-Gehalte nehmen mit dem Nadelalter zu. Der Akkumulationsprozeß verläuft ziemlich linear.
Höhere Nadelwerte sind auf die höhere Al-Mobilität in den stärker sauren Böden zurückzuführen.
Die Al -Gehalte in der Feinerde differenzieren deutlich zwischen Granit- und Gneis-Standorten. Die stärkere Al-Mobilisierung in den Gneisböden ist auch aus den dort höheren Al-Gehalten beider Nadeljahrgänge abzulesen.
Bestände mit größerer Durchwurzelungstiefe weisen auch höhere Al-Gehalte auf. Bei ähnlich hohem Angebot im Boden wird Al umso mehr passiv aufgenommen, je besser das Wachstum der Bestände ist. Es sind keine Schadwirkungen von Al auf die Bäume erkennbar.
Ferner wurden die Beziehungen zwischen den Gehalten der einzelnen Bioelemente in den Nadeln untersucht. Es zeigen sich deutlich positive Korrelationen zwischen N und K. Negative Beziehungen bestehen zwischen N und Ca bzw. Mg. Der Antagonismus zwischen K und Ca bzw. Mg kommt klar zu Ausdruck.
K ist auch positiv mit Fe und Al korreliert.
Zwischen Ca - Mg und auch Zn besteht eine enge positive Korrelation. Die Antagonisten Ca und AI sind nur schwach negativ korreliert. Weitere positive Korrelationen bestehen für Fe - Al; Zn - Pb; Zn -Cd; Zn - Co und Pb - Cd.
Da die Nährelementversorgung der Bestände weit überwiegend ausreichend ist, lassen sich kaum Beziehungen zu den Wuchsleistungsparametern feststellen. Außerdem werden sie durch den starken Einfluß der Höhenlage überdeckt. Dennoch sind N und K mit dem Wachstum der letzten 5 und 10 Jahre (ih5  bzw. ih10) positiv korreliert.
Bei einer Stratifizierung der Daten nach Höhenlagen zeigt sich auch eine Abhängigkeit der Oberhöhe im Alter 50 (H050) von den N-Gehalten (l.Jg.).
Bemerkenswert sind die mehrfach auftretenden positiven Beziehungen zwischen Al-Gehalt und Wuchsleistungsparametern. Sie sprechen deutlich gegen einen direkten negativen Einfluß dieses Elements auf das Fichtenwachstum.
Die Humusformen sind klar nach Höhenlagen differenziert. Wärme und Wasser bestimmen in erster Linie die Humusform und -mächtigkeit. Auf den basenarmen Graniten sind die Moderauflagen mächtiger als auf den Gneisen und zeigen z.T. Tendenz zur Rohhumusbildung. Der Einfluß früherer landwirtschaftlicher Nutzung ist noch lange erkennbar. Bestände auf ehemaligem Ackerland haben günstigere Humusformen. Weide, Waldweide und Streunutzung zeigen hingegen einen negativen Einfluß auf die Humusbildung.
Das verbreitete Vorkommen des großen Regenwurms Lumbricus badensis ist hier maßgebend für die Bildung der günstigen Humusformen.
Die Humusvorräte steigen deutlich mit der Höhenlage an. Anthropogene Einflüsse können sich sowohl positiv als auch negativ auf die Höhe der Humusvorräte auswirken. Bei ungünstiger Humusform ist ein hoher Anteil des Gesamtvorrats in der Humusauflage gespeichert. Bei günstigen Humusformen erreicht dieser Anteil höchstens 5 %.



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