An drei niedersächsischen Standorten (Sandkrug seit 1999, Wibbese seit 2019 und im Glanebachtal seit 2024) untersuchen wir die Effekte von waldbaulichen Maßnahmen auf die Sickerwasserqualität (u. a. Bodenversauerung, Nitratausträge mit dem Sickerwasser) und die Sickerwassermenge. Den aktuellen Sachstandsbericht sowie den Abschlussbericht des MuP-Projektes im Glanebachtal finden Sie im Downloadbereich am Ende dieses Artikels.
Durch die jahrzehntelange Luftschadstoffbelastung insbesondere durch Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx) und Ammoniak (NH3) haben sich große Mengen von Säuren und Stickstoff in den Waldböden angereichert. Während die atmosphärischen Schwefelbelastungen in den vergangenen zweieinhalb Jahrzehnten deutlich zurückgingen, gefährden hohe Stickstoffeinträge immer noch Waldböden und das dort entstehende Sicker- und Grundwasser. Auch hohe Nadelholzanteile der Wälder können langfristig das Risiko erhöhter Nitratkonzentrationen steigern, da sie mit ihren immergrünen Nadeln besonders viel luftbürtigen Stickstoff auskämmen. Seit dem Dürrejahr 2018 steht außerdem die Menge des unter Wald gebildeten Sickerwassers für die Grundwasserneubildung im Fokus. An drei Waldstandorten in Niedersachsen werden die Effekte waldbaulicher Maßnahmen, die zur Verbesserung der Sickerwasserqualität und zur Erhöhung der Sickerwassermenge diskutiert werden, untersucht.
Hier zeigten sich anfänglich nur geringfügige Auswirkungen: nach einem anfänglich kurzfristig deutlichen Anstieg der Nitratausträge blieb die Qualität des in 2 Messtiefen (1,2 m und 2,0 m) untersuchten Sickerwassers mit Nitratkonzentrationen unter 5 mg l-1 nahezu unverändert auf leicht erhöhtem Niveau. Nur die Sulfat- und Aluminiumkonzentrationen stiegen als Folge der Kalkungs- und Umbaumaßnahmen auch längerfristig.
Acht Jahre nach Beginn der Untersuchungen wurden der zuvor bereits gekalkte Kieferbestand und der Buche-Voranbau erneut gekalkt, um der sehr hohen Bodenversauerung und Basenarmut entgegenzuwirken. Dies führte erwartungsgemäß zu einem Anstieg der Nitratkonzentrationen: Im gekalkten Kiefernbestand stieg die im Sickerwasser gemessene Nitratkonzentration auf über 10 mg l-1 an. Im Buchen-Voranbau stiegen die Nitratkonzentrationen ebenfalls leicht an, sie blieben jedoch unter 5 mg l-1. Dies unterstreicht bereits die positive Wirkung der Unterbaumaßnahme auf die Qualität des Sickerwassers. Nach etwa drei Jahren sanken die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser wieder auf das vor der Kalkung gemessene Niveau ab. Regelmäßige Boden- und Nadeluntersuchungen belegen zudem die Bedeutung der Bodenschutzkalkung für die Minderung der Bodenacidität zumindest im Auflagehumus sowie für die Ernährung des Baumbestandes.
Zwischenzeitlich erforderlich gewordene Durchforstungen der Versuchsflächen in den Jahren 2012 und 2022 führten wiederum zu einem Nitratanstieg im ungekalkten und gekalkten Kiefernbestand: Während die Nitratkonzentrationen im ungekalkten Kiefernbestand zwischenzeitlich auf bis zu 17 mg l-1 anstiegen, wurden im gekalkten Kiefernbestand bis über 25 mg l-1 gemessen. Im Buchen-Voranbau lagen die gemessenen Nitratkonzentrationen trotz der durchgeführten Durchforstungen nahezu bei Null. Erst zuletzt stiegen auch hier die Nitratkonzentrationen leicht an, jedoch auf deutlich geringerem Niveau.
Der Buchen-Voranbau wirkt sich auch vorteilhaft auf die Konzentrationen der basischen Nährelemente aus: Die Gehalte der für die Baumvitalität wichtigen basischen Nährelemente Magnesium, Kalzium und Kalium nahmen im Sickerwasser langsam zu. Dagegen sanken in dem bislang ungekalkten Kiefernbestand die Kalzium-Konzentrationen sukzessive auf nun extrem niedrige Werte, so dass bei den gleichzeitig hohen Aluminium-Konzentrationen im Sickerwasser ein Niveau erreicht ist, das Schädigungen der Baumwurzeln immer wahrscheinlicher werden lässt. Zur Aufrechterhaltung der Baumvitalität wäre auch hier eine Bodenschutzkalkung notwendig. Zur Minderung der damit einhergehenden Nitratbelastung sollte dieser – besonders in sensiblen Wasserschutzgebieten – die Einrichtung eines Laubholz-Unterbaus vorausgehen.
Die im Jahr 2019 begonnenen Untersuchungen zum Effekt des Buchen-Voranbaus auf die Menge des unter Wald gebildeten Sickerwassers lassen erste Aussagen zu: Auf Basis von Messungen der Kronentraufe, des Stammabflusses und der Bodenfeuchte in verschiedenen Tiefen konnte die Sickerwasserrate im ungekalkten Kiefern-Reinbestand sowie im mit Buche unterbauten Kiefernbestand berechnet werden. Die Untersuchungen zeigen, dass sich die Sickerwassermenge mit der Auflichtung des Kiefern-Oberstands in Folge einer Durchforstung temporär erhöht. Durch das sich schnell wieder schließende Kronendach der Kiefer sowie durch den wüchsigen Buchen-Voranbau konnte (noch) keine nachhaltige Erhöhung der Sickerwassermenge festgestellt werden. Hier bleibt abzuwarten, wie sich die Sickerwassermenge in Folge von zukünftigen Durchforstungen des Kiefern-Oberstands und des zunehmenden Stammabflusses der Buchen zukünftig verhält.
Effekte der unterpflanzten Baumart auf die Sickerwasserwasserqualität konnten wegen der hier überall sehr niedrigen Nitratgehalte (noch) nicht festgestellt werden: Die Nitratkonzentrationen lagen hier bisher durchweg unter der chemisch-analytischen Nachweisgrenze. Auch bezüglich der festgestellten Sickerwassermengen lässt sich in diesem frühen Umbaustadium noch kein signifikanter Effekt der unterbauten Baumart feststellen.
Weiterführende und zusammenfassende Informationen zu den bisher im Rahmen der an den Standorten Sandkrug und Wibbese durchgeführten Untersuchungen erzielten Ergebnissen finden Sie hier und hier.
Im Rahmen des Modell- und Pilotprojekts wurden vier Versuchsflächen eingerichtet, in denen Messungen zur Sickerwasserqualität und -menge durchgeführt werden. Die Versuchsflächen umfassen mit einer kalamitätsbedingten Blößefläche und drei Jungbeständen (Lärchenreinbestand, Fichtenreinbestand und Buchen-Ahorn-Mischbestand) vier realistische Szenarien der zukünftigen Waldentwicklung. Aufgrund der Kürze der Messungen sind belastbare Aussagen zur Sickerwasserqualität in den vier Beständen noch nicht möglich. Eine durchgeführte Nmin-Untersuchung deutet jedoch darauf hin, dass die N-Einträge insbesondere unter Nadelwald erhöht sind. Die zur Ermittlung der Sickerwassermenge durchgeführten Messungen und Berechnungen zeigen einen deutlichen Sickerwassermengenvorteil des Laubholz-Mischbestands gegenüber dem Fichtenreinbestand. Der Lärchenreinbestand stellt sich ersten Messungen zufolge ähnlich positiv wie der Laubholzmischbestand dar. Dieser Befund muss jedoch zukünftig durch weitergehende Untersuchungen abgesichert werden. Mit Hilfe einer flächenhaften Modellierung wurde zudem die Entwicklung der Sickerwasserspende im gesamten WSG Glanebachtal berechnet, wenn kalamitätsbedingte Blößeflächen wiederbestockt und ältere Fichtenbestände umgebaut werden. Unter der Annahme verschiedener waldbaulicher Szenarien zeigte sich ein deutlicher Sickerungsvorteil von laubabwerfenden Baumarten (bspw. Buche oder Lärche) gegenüber immergrünen Baumarten (bspw. Douglasie). Die detaillierten Ergebnisse finden Sie im Abschlussbericht des Modell- und Pilotprojekts.
Die im Rahmen des Modell- und Pilotprojekts erarbeiteten grundwasserschutzorientierten Waldumbaumaßnahmen werden zurzeit in einem Folgeprojekt auf ausgewählten Flächen umgesetzt. Die in den bereits instrumentierten Versuchsbeständen (Kalamitätsfläche, Lärchenreinbestand, Laubholz-Mischbestand und Fichtenreinbestand) durchgeführten Messungen zur Sickerwassermenge und -qualität begleiten die in diesem Folgeprojekt durchgeführten Maßnahmen und verdeutlichen die baumartenspezifischen Unterschiede.
Der Jahresbericht 2023 der Sickerwasseruntersuchungen in Sandkrug und Wibbese sowie der Abschlussbericht Glanebachtal steht als PDF-Datei im Downloadbereich zur Verfügung.
