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| Das "Diagnoseprofil" - Veränderungen in Waldökosystemen während einer 10jährigen Beobachtung | |
| Neumann, M., Stefan, K., Fürst, A., Jandl, R., | |
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Das "Diagnoseprofil" - Veränderungen in Waldökosystemen während einer 10jährigen Beobachtung
The "Diagnoseprofil" Changes in forest ecosystems during 10 years of assessment Teil A: Neumann M.: Entstehung des Projekts und Aufnahmeumfang der Diagnoseprofilfläche Teil B: Neumann M.: Entwicklung des Kronenzustands auf den Diagnoseprofilflächen Teil C: Neumann M.: Zuwachsleistung auf den Diagnoseprofilflächen Teil D: Stefan K. & Fürst A.: Nadelanalytische Ergebnisse der Diagnoseprofile Teil E: Jandl R., Kilian W., Englisch M. und Mutsch F.: Bodenkundliche Untersuchungen auf den Diagnoseprofilflächen Teil F: Jandl R., Neumann M. und Stefan K.: Gesamtwertung der Ergebnisse der Diagnoseprofile Teil A: Entstehung des Projekts und Aufnahmeumfang der DiagnoseprofilflächenKurzfassungIn ausgewählten, als besonders gefährdet angesehenen Gebieten Österreichs wurden 1984 Flächen zur Beobachtung der Waldzustandsentwicklung angelegt. Die Kriterien für die Auswahl und die Lage der Flächen wird beschrieben und die in der 10jährigen Projektlaufzeit durchgeführten Aufnahmen werden aufgelistet. AbstractIn 1984 plots were selected in areas of Austria where a deterioration of forest condition was assumed. In the frame of a project "Diagnoseprofile" the development of forest condition was monitored over 10 years. The criteria for selection and the situation of the plots as well as the assessments carried out is described. EinleitungEnde 1983 wurden an der Forstlichen Bundesversuchsanstalt Vorarbeiten zur regionalen Erfassung des Waldzustandes an Hand von Kronenzustandserhebungen begonnen. Zu Beginn der Überlegung bestand die Absicht, in ausgewählten, als besonders gefährdet angesehenen Gebieten auf einzelnen Flächen entsprechende Erhebungen durchzuführen. Die Ergebnisse können daher nicht als repräsentativ für ganz Österreich angesehen werden. Der dort erhobene Kronenzustand sollte jedoch als Indikator für allgemeine Zustandsveränderungen verwendbar sein. Weiters sollten die Flächen zu gemeinsamen Untersuchungsobjekten verschiedener Fachgebiete werden, um dadurch Informationen über den Zustand und die Veränderung der erfaßten Parameter zu erhalten sowie Grundlagen für kausalanalytische Aussagen zu erbringen. Dieser Absicht wurde 1984 durch die Installierung des Gemeinschaftsprojektes Intensivbeobachtungsflächen/Diagnoseprofile der FBVA als Zusammenarbeit der Institute für Waldbau, Standortskunde (jetzt Forstökologie), Ertrag und Betriebswirtschaft (jetzt Waldwachstum und Betriebswirtschaft) sowie Immissionsforschung und Forstchemie Rechnung getragen. Für die 1984 begonnene österreichweite Waldzustandsinventur lieferten die Diagnoseprofile methodische Grundlagen und dienten in einzelnen Fällen als Einschulungsflächen, ebenso bildeten die Bodenuntersuchungen im Zuge dieses Projekts eine wesentliche Voraussetzung für die Waldbodenzustandsinventur im Rahmen des Waldschaden-Beobachtungssystems. Der Universität für Bodenkultur wurden für das Projekt Österreichische Waldzustandserfassung mittels Methoden der Fernerkundung und dem Österreichischen Bundesinstitut für Gesundheitswesen für das Projekt Digitale Analyse von Bilddaten zur Waldschadenserhebung Grundlagendaten in Form von Kronenkartierungen und -klassifizierungen einzelner Flächen zur Verfügung gestellt. Auswahlkriterien und Aufnahmeumfang
Auf diesen 57 Flächen wurde nach der ertragskundlichen und standortskundlichen Erstaufnahme zweimal pro Jahr der Kronenzustand erhoben. Die ertragskundliche Aufnahme wurde auf allen Flächen vorgenommen: Vom Probeflächenmittelpunkt aus wurde eine Winkelzählprobe mit Zählfaktor 1 durchgeführt und von jedem ausgewählten Baum der BHD gemessen. Von den fünf stärksten wurde zusätzlich die Höhe gemessen und das Alter der Fläche bestimmt. Auf den zu Ende der Außenaufnahmen noch beobachteten 31 Flächen wurde eine zweite BHD-Messung an allen Probebäumen im Jahr 1993 (bzw. 1995 im Zillertal) durchgeführt. Auf den zwei Flächen am Bärenstein (D15 und D16) und einer Fläche in Windischgarsten (D32) wurden Stammanalysen (vgl. Neumann, 1993) durchgeführt. Auf vier Flächen in Windischgarsten (D35, D36, D40 und D41) wurden von allen Probebäumen Bohrkerne entnommen (Tabelle A-1). Auf 13 Flächen wurden eingehende Vegetations- und Bodenaufnahmen durchgeführt und Bodenproben zu 3 Terminen geworben (siehe E.4.1). Auf 11 Flächen wurden im Rahmen des Projekts von 3 Bäumen Nadelproben gewonnen und bei 4 Flächen ein Baum zusätzlich zur Bioindikatoruntersuchung beerntet. Da diese speziellen Nadelprobenahmen nur kurze Zeit durchgeführt werden konnten, war es naheliegend auch Ergebnisse aus dem Bioindikatornetz miteinzubeziehen. Bei den Flächen im Zillertal erfolgten die Nadel- und Bodenanalysen im Rahmen des Projektes Höhenprofil Zillertal. Bei der Auswahl der Flächen wurde versucht, einerseits Gebiete mit bekannter Immissionseinwirkung (z.B. Raum Ranshofen) zu untersuchen und andererseits auch Gebiete, in welchen nach Ansicht des örtlichen Forstpersonals der Waldzustand zu Besorgnis Anlaß gab (z.B. Windischgarsten) miteinzubeziehen. Weiters war die Auswahl durch die beabsichtigte Befliegung im Westteil Oberösterreichs bestimmt, dafür lieferten die Flächen terrestrische Referenzdaten. Außerdem sollten die Flächen in unmittelbarer Nähe zu bestehenden Bioindikatorpunkten liegen oder auf bereits bestehenden Versuchsflächen der FBVA eingerichtet werden (Düngungsversuchsflächen in Helfenberg, Karlstift und Sierning, Produktionsvergleichsfläche Guttenbrunn), um dadurch vorhandene Ergebnisse von Nadel- und Bodenanalysen mehrfach nutzen zu können. Eine Übersicht über die Lage aller Flächen und eine generelle Standortsbeschreibung geben Tabelle A-1 und A-2. Die Flächen sollten in Beständen mit Fichtendominanz liegen, nicht zu dicht geschlossen sein und keine mechanischen Beschädigungen (Schälschäden bzw. Wipfelbrüche) aufweisen. Nach 5 Jahren (d.h. im Herbst 1988) wurde der Aufnahmeumfang für die Kronenzustandserhebungen deutlich reduziert. Zu diesem Zeitpunkt wurden 24 Flächen ausgeschieden, deren Beobachtungskollektiv durch Durchforstungseingriffe wesentlich verändert worden war. Die ausgeschiedenen Flächen sind in Tabelle A-1 besonders gekennzeichnet. Fläche D63 bei Wieselburg wurde 1992/93 vollständig genutzt und die Flächen D05 und D07 im Weilhartforst wurden durch Windwurf 1989/1990 und deren Folgewirkungen so stark beeinträchtigt, daß die Beobachtung auf Fläche D07 1991 beendet wurde und auf Fläche D05 nur mehr einzelne Bäume bis zum Versuchsende beobachtet wurden. Die Fläche D39 in Windischgarsten wurde 1993/94 genutzt. Der Aufnahmeumfang zu den einzelnen Erhebungsterminen ist in Tabelle A-3 getrennt nach Baumarten dargestellt. 1986 bis 1988 wurde der Kronenzustand von beinahe 2600 Bäumen aufgenommen, nach 1988 reduzierte sich das Beobachtungskollektiv auf weniger als 1500. Die Bodenuntersuchungen wurden auf 13 Flächen durchgeführt, auf zwei Flächen wurden Zusatzproben aus einem Vergleichsbestand geworben. Zusätzlich werden 7 Flächen aus früheren Untersuchungen miteinbezogen. Ein Schwerpunkt der Bodenuntersuchungen wurde in den Weilhartforst und in das daran nordöstlich angrenzende Gebiet gelegt, da dort eine überdurchschnittlichen Belastung durch Schadstoffeinträge angenommen wurde. Bodenproben wurden in den Jahren 1984/85 und 1990 gezogen. Die Auflagehorizonte wurden bei allen Probenahmeterminen volumengerecht nach genetischen Horizonten geworben. Aus allen Auflagehorizonten wurde eine Mischprobe je Probefläche erzeugt. An 6 Standorten des Innviertels (D02, D05, D06/1, D06/2, D09, D11 und D13) wurden im Jahre 1984 Proben zu drei Zeitpunkten gezogen, um die jahreszeitliche Entwicklung beurteilen zu können. Im Wald- und Mühlviertel wurden 6 Flächen des Diagnoseprofils (Probeflächen D51, D57/1, D57/2, D58; D16, D18), sowie zusätzlich zwei Flächen am Bärnstein (401 und 403) untersucht. Weiters werden hier 5 Flächen aus der Gegend von Windischgarsten miteinbezogen, die jedoch aus anderen Untersuchungen stammen (201, 204, 301, 302, 303). In der Region Mostviertel liegen 2 Punkte (D81 und D82). Auf der Fläche (D82) wurde versucht, durch 25 Probenahmen Informationen über die räumliche Variation von Bodenparametern zu erfassen.
Teil B: Entwicklung des Kronenzustands auf den DiagnoseprofilflächenKurzfassung
AbstractOn selected plots the crown condition was monitored by defoliation assessments twice a year in spring and late summer. By these assessments no substantial deterioration of forest health could be stated within this period. The mean annual mortality of 0,08 % only corresponds well with other findings. No positive effect of fertilizing on crown condition could be found on some permanent observation plots of fertilization experiments.
Teil C: Zuwachsleistung auf den DiagnoseprofilflächenKurzfassung
Der Durchmesser- bzw. Radialzuwachs erwiesen sich nur bedingt als Weiser für die Leistungsfähigkeit bzw. für den Gesundheitszustand eines Baumes geeignet. Der Kreisflächenzuwachs ist als Zustandsparameter aussagekräftiger. Doch selbst für diesen ist der Zusammenhang mit Kronenverlichtung nur schwach. Es konnte zwar in fast allen Fällen eine Abnahme des Kreisflächenzuwachses mit Zunahme der Kronenverlichtung festgestellt werden, jedoch sind die Zusammenhänge nur in Einzelfällen signifikant. Stark verlichtete Bäume, die im Beobachtungszeitraum einen Kronenzustandsmittelwert von mehr als 1,50 aufwiesen, hatten überwiegend geringeren Zuwachs. Diese Grenze gilt jedoch nicht generell, sondern ist von mehreren Faktoren vor allem von der Art der Erhebung abhängig. AbstractIn 1984 plots were selected in areas of Austria where a deterioration of forest condition was assumed. In the frame of a project "Diagnoseprofile" the development of forest condition was monitored over 10 years. The criteria for selection and the situation of the plots as well as the assessments carried out is described. Increment data from dendrochronological studies and two dbh measurements were carried out in order to analyse the correlation between crown condition and increment. In one area the dendrochronological study reveals good correlation of increment with the development of air pollution. In another one it could be shown that the unknown effect for the bad crown condition have had taken place some years before. Radial increment is not a perfect parameter to assess growth performance. The increment of basal area is more reliable. But even for this the correlation with crown condition is not a general one. Although a decrease of basal area increment was often found with increasing defoliation, only some correlations were significant. Severely defoliated trees, showing a higher mean defoliation degree than 1,50 over the observation period, react with decrease of increment. This limit should be taken as a general one as it is strongly influenced by the way of crown assessment.
Teil D: Nadelanalytische Ergebnisse der DiagnoseprofileKurzfassung
Um die langfristige Entwicklung auf den einzelnen Flächen nadelanalytisch bewerten zu können, wurden darüber hinaus die Ergebnisse vom Bioindikatornetz und von Düngungsversuchsflächen in die Auswertung eingebunden. Zwischen den einzelnen Diagnoseprofilflächen konnten zum Teil deutliche Unterschiede bei einzelnen Parametern festgestellt werden, die sich jedoch nicht im Kronenzustand widerspiegeln. AbstractIn 1984, 1985 an 1986 needle-analytical investigations were carried out on the diagnosis-profile plots. The contents of sulphur, fluorine and major nutrients were determined, the nutrient ratios were calculated, and these data were evaluated. To allow a long-term needle-analytical assessment of the development on the individual plots were integrated in the evaluation of the results. In some cases, the results of the individual diagnosis profiles showed marked differences for some parameters which, however, do not show in the state of the canopy.
Teil E: Bodenkundliche Untersuchungen auf den DiagnoseprofilflächenKurzfassung
AbstractWith widely observed symptoms of forest decline in the early 80-ies and the threat of rapid and irreversible soil acidification, soil chemical investigations were included in the project ‘diagnosis-profile’ in 1984. Primary goal was to establish methods to assess the impact of acidic deposition on forest soils. The experimental sites located along two gradients should represent sites with different deposition loads. Seasonal changes in soil chemical parameters were assessed in 1984, long-term soil changes were experimentally assessed by comparing soil chemical data of the years 1984 and 1990. Whereas soil pH changed little, a decline in base saturation during the 5-years observation period was measured. Besides there is some indication for higher nitrogen availability. Seasonal changes of chemical soil properties may be substantial, but no consistent trend was observed. The data set was often not suited to give evidence for statistically significant differences. This results of the projects will have implications for the design and the interpretation of soil monitoring projects. Additional outcome of our project were to agree on soil sampling according to predefined soil depths and to archive soil samples for later corrections of laboratory inconsistencies.
Teil F: Gesamtwertung der Ergebnisse der DiagnoseprofileKurzfassung Das Projekt "Diagnoseprofile" wurde in den 80er Jahren begonnen als eine rasche Zunahme der Waldschäden erwartet wurde. Damals bestand weitgehend Übereinstimmung darüber, daß die Wälder durch hohe Luftbelastung generell geschädigt wären. Dementsprechend wurden Beobachtungsflächen entlang von bekannten Depositionsgradienten ausgewählt und die Zuwachsleistung, die Entwicklung des Kronenzustandes, der Stoffgehalte in den Nadeln und der chemischen Bodenparameter beobachtet. Spätere Untersuchungen zeigten, daß dieser monokausale Ansatz der Komplexität von Waldökosystemen nicht gerecht werden kann. Der Kronenzustand als Parameter für den Waldzustand blieb vergleichsweise konstant und war eher durch einzelne Sturmereignisse beeinflußt als durch Veränderungen der Immissionssituation. Die Zuwachsleistung ergab ebenfalls keine Hinweise auf eine allgemeine Zustandsverschlechterung . Die Nadelanalysen machten deutlich, daß während des untersuchten Zeitraumes keine Überversorgung mit Stickstoff zu verzeichnen war. Die Bodenanalysen zeigten eine Abnahme der Basensättigung. Im ganzen zeigte das Projekt, daß komplexe Hypothesen nicht durch einfache Erhebungen generell bewiesen werden können, auch wenn diese auf einer Vielzahl von Standorten wiederholt werden. Abstract[Overall conclusions from the results of the diagnosis profile]. The project was started under the premises of the early 80-ies when a rapid decline of the vitality of European forests was expected. There was a general agreement that forests were stressed by high loads of atmospheric pollutants. The experimental design was chosen accordingly by selecting forest stands along already known gradients of deposition loads and by monitoring crown condition, increment, nutrient content in needles and soil chemical parameters. Later investigations have shown that this monocausal concept underestimates the complexity of forest ecosystems. The parameter crown condition remained stable and was rather affected by singular events such as windthrow than by changes in deposition loads. The growth rates of trees yielded no convincing evidence for an ongoing decline. Needle analyses proved that the nitrogen eutrophication of forests is not yet detectable. Chemical soil analysis showed a trend toward lower base saturations. Overall the project shows that a complex hypothesis cannot be tested with simple experiments, even when these experiments are carried out at a variety of sites. Zu Beginn der 80er Jahre gab die Besorgnis um den Zustand und die künftige Entwicklung der Wälder in Österreich Anlaß zur Einrichtung von Monitoringprojekten. Es wurde vermutet, daß der Haupteinfluß von Schwefeleinwirkungen (Schwefeldioxidgehalte der Luft und Sulfatgehalte des Niederschlags) ausgehe. Die Auswirkungen von hohen Belastungen durch Schwefeldioxid durch lokale Emittenten waren bekannt: Im unmittelbaren Einflußbereich von Industrieanlagen traten einerseits eine Erhöhung der Nadelspiegelwerte und andererseits auch meßbare Zuwachsverminderungen (Halbwachs, 1982) auf. Ulrich et al. (1980) zeigte dann, daß über den lokalen Bereich hinausgehende Sulfateinträge auch durch Ferntransport wesentlich zur Bodenversauerung beitragen können. Gleichzeitig ergaben Erhebungen des Kronenzustandes Hinweise auf eine generell abnehmende Vitalität der Wälder (Schöpfer & Hradetzky, 1983) und eine Beeinträchtigung der Zuwachsleistung (Schöpfer & Hradetzky, 1986). Eine erste Befassung mit den Ursachen der festgestellten Symptome auf der Basis von Inventurdaten ergab den indirekten Nachweis, daß die maßgebliche Ursache der Walderkrankung in der Schadstoffbelastung der Luft zu suchen sei (Schöpfer & Hradetzky, 1984; Schöpfer & Hradetzky, 1985). Auf dieser Ursachen-Wirkungsvermutung aufbauend, wurde das Diagnoseprofil konzipiert. Als Untersuchungsgebiete wurden Regionen gewählt, die Ferntransporteinfluß vermuten ließen (Mühlviertel und Waldviertel) bzw. durch lokale Emittenten (Gebiet um Braunau) beeinflußt waren. Auch die Festlegung der Untersuchungsparameter entsprach der ursprünglich vermuteten Ursachen-Wirkungsbeziehung: An den Untersuchungsstandorten sollten die bodenchemischen Eigenschaften, die Elementgehalte in den Nadeln, der Kronenzustand und die Zuwachsleistung in einem Zeitraum von 10 Jahren beobachtet werden. Es wurde erwartet, daß durch die Schadstoffeinträge einerseits die Waldvitalität und der Zuwachs abnehmen und andererseits die Böden versauern und die Schwefelgehalte der Nadeln ansteigen würden. Die pessimistische Einschätzung der Situation ließ deutliche Veränderungen der genannten Parameter im beabsichtigten Beobachtungszeitraum erwarten. Es wurde angenommen, daß im 'Labor Natur' innerhalb kurzer Zeit die Folgen der Destabilisierung der Waldökosysteme klar erkennbar würden. Diese Hypothese unterliegt nun, nach mehr als 15 Jahren intensiver Forschungsarbeit, der Kritik und würde nach dem derzeitigen Wissensstand auch nicht mehr in dieser Form formuliert werden. Nach heutigem Kenntnisstand sind die Zusammenhänge im Waldökosystem deutlich komplexer, so daß der monokausale Ansatz mit Schwefel als Alleinverursacher von Waldschäden nicht lange hielt. Innerhalb weniger Jahre wurden besonders in Europa und Nordamerika viele Untersuchungen von Waldstandorten begonnen. Die destabilisierende Wirkung von hohen Stickstoffeinträgen (Nihlgard, 1985) und die Schadwirkung von Ozon (Krapfenbauer, 1987) wurden im Laufe der Zeit als belastende Faktoren erkannt und waren Gegenstand späterer Projekte (NITREX; Wright & Tietema, 1995). Die angeführten Versuchsansätze unterschieden sich vom Diagnoseprofil darin, daß in diesem ausgewählte Regionen mit vergleichsweise einfachen Methoden untersucht wurden, während jene oft intensiv untersuchte Einzelstandorte teilweise auch einzelne Bäume zum Thema hatten. Man erwartete, durch die Erstellung von Input/Output-Budgets von Nähr- und Schadstoffen die entscheidenden Hinweise auf die Mechanismen des ''Waldsterbens'' zu erhalten. In einigen Fällen wurde die Untersuchungspalette noch um den Chemismus des Bodenwassers erweitert (Übersicht Bredemeier, 1987). Ein anderer gewählter Versuchsansatz war die künstlich herbeigeführte Versauerung von Waldböden durch das Aufbringen hoher Frachten von saurem Regen (z.B. Tamm 1991). Dieser Ansatz wurde verfeinert, indem der natürliche Niederschlag durch ein Dach vom Waldboden abgehalten wurde, während der Waldboden künstlich beregnet wurde (vgl. Bishop & Hultberg, 1995, Lamersdorf et al., 1997). Ähnliches wurde mit Open-top Kammern versucht, bei denen Schadgase bei sonst freilandähnlichen Bedingungen zu einem sehr großen Teil ausgeschlossen wurden (Seufert et al., 1997). All diese Studien haben der Forstwissenschaft viele Erkenntnisse und Impulse geliefert, dennoch blieben die Kausalketten, die zu Veränderungen der Baumvitalität führen, weiterhin unbekannt. Mittlerweile wird bezweifelt, ob die Kenntnis der Stoffflüsse diese Antworten überhaupt liefern kann. Vermehrt wird nun versucht, den aktuellen Waldzustand mit Hilfe der geschichtlichen Entwicklung der Waldbewirtschaftung zu verstehen bzw. für die Waldökosysteme critical loads/critical levels abzuleiten (Freer-Smith, 1998). Auf den Beobachtungsflächen sind zwischen 1984 und 1994 keine wesentlichen Verschlechterungen im Kronenzustand aufgetreten. In diesem Zeitraum wurde der Waldzustand eher durch die katastrophalen Windwurfereignisse beeinflußt (Schadauer, 1991), während anthropogen bedingte Schadstoffeinträge geringe Auswirkungen auf den Waldzustand hatten. Obwohl für die untersuchten Regionen durch die Nährstoffquotienten (siehe D.2.2.3) eine überdurchschnittliche Belastung sowohl durch Schwefel als auch durch Stickstoff belegt wird, findet sich keine entsprechende Verschlechterung des Waldzustandes. Die Entwicklung unterscheidet sich nicht wesentlich von der gesamtösterreichischen (Kristöfel, 1997). Die Zuwachsuntersuchungen an Hand der Jahrringanalysen konnten regional interessante Hinweise auf die zeitliche Abfolge der Zuwachsbeeinträchtigung liefern. In der Umgebung von Braunau konnte eine auffällige Übereinstimmung der Zuwachsdepression mit der Emissionsentwicklung festgestellt werden. Die Analyse der Zuwachsverläufe der Flächen am Bärnstein zeigte eine Differenzierung der Bäume einige Jahre bevor diese anhand der Kronenverlichtung evident wurden. Die Stratifizierung nach Kronenverlichtung ergab relative Zuwachsverluste erst bei stärkerer Kronenverlichtung, größenordnungsmäßig den Ergebnissen von Steyrer (1996) entsprechend. Generell erreichten die Zuwachswerte in der Untersuchungsperiode jedoch normales Niveau, die Zuwachsbeeinträchtigung betrifft also nur die stärker verlichteten Bäume innerhalb eines Bestandes. Nur auf einzelnen Flächen (Umgebung von Braunau) sind die Zuwachsbeeinträchtigungen so stark, daß der Gesamtzuwachs reduziert wird. Die unverändert bleibenden Zuwachsraten der Wälder stehen nur scheinbar im Widerspruch zum Befund der Bodenverschlechterung. Gleichzeitig mit der Abnahme der Nährstoffversorgung der Böden treten Prozesse auf, welche der Verminderung des Zuwachses entgegenwirken. So erhalten die Bestände mehr Stickstoff als jemals zuvor, gleichzeitig steigt der Partialdruck des Kohlendioxids in der Luft und eine Tendenz zur globalen Erwärmung wird zunehmend wahrscheinlich. Auch erscheinen positive Auswirkungen der österreichweit feststellbaren Abnahme der Schwefelemissionen gerade in Teilen des untersuchten Gebietes durchaus wahrscheinlich. Aufgrund der Nadelanalysen ist für die Untersuchungsstandorte des Diagnoseprofiles keine generelle Stickstoffeutrophierung feststellbar. Regional läßt sich unter Einbeziehung des umfangreicheren BIN-Datensatzes (vgl. Stefan & Fürst, 1998) in den Bezirken Braunau und Rohrbach eine Erhöhung der Stickstoffgehalte der Nadeln feststellen. In den Bezirken Zwettl und Melk trat eine gegenteilige Entwicklung auf, in den Bezirken Waidhofen und Kirchdorf ist keine Veränderung erkennbar. Ähnliches gilt für die Ernährung der Wälder mit Calcium und Magnesium: Aufgrund der chemischen Nadeldaten ist die generell befürchtete Verarmung an diesen Nährstoffen nicht nachweisbar. Vielmehr hat sich die Ernährungssituation für Calcium und Magnesium nur in den Bezirken Zwettl und Melk verschlechtert. Die längerfristige Veränderung der Nährstoffgehalte ist aus den Ergebnissen der Düngungsflächen Helfenberg und Karlstift, zwei Probeflächen des Diagnoseprofils, belegbar (Stefan, 1991) Aus den 30jährigen Zeitreihen ergibt sich eine Zunahme der Stickstoffversorgung zu Beginn der 90er Jahre (siehe Tabelle D-23 und D-24). Die Bodenuntersuchungen zeigen, daß keine Abnahme des pH-Wertes stattgefunden hat. Die Böden waren bereits zu Versuchsbeginn im Aluminium-Pufferbereich. Es trat jedoch ein erheblicher Verlust austauschbar gebundenen basischen Kationen auf den primär schlecht nährstoffversorgten Standorten des Weilhartforstes, und des Mühl- und Waldviertels auf. Dieser Nährstoffverlust hat bisher zu keinen sichtbaren bzw. analytisch feststellbaren Nährelementmängeln in den Nadeln geführt, die als Folge der ‘Neuartigen Waldschäden‘ verstanden werden könnten. Auch aus den Bodendaten (C:N-Verhältnis) ist keine generelle Tendenz zur Stickstoffeutrophierung der Wälder erkennbar. Auf Basis des verfügbaren Datenmaterials ist zu vermuten, daß die verwendeten bodenkundlichen Parameter (pH-Wert, Basensättigung, C:N-Verhältnis) nur bedingt zur frühzeitigen Identifikation einer Veränderung der Bestandesvitalität geeignet sind. Verluste von basischen Kationen traten in vielen Untersuchungen auf. Stets wurde dafür die Existenz eines 'mobilen Anions' im Boden verantwortlich gemacht. Mobile Anionen (Chlorid, Nitrat, Sulfat) werden in Böden mit negativen Schichtladungen nicht absorbiert. Sie können daher nur in Metallkomplexen (z.B. Jurbanit, Alunit) oder in organischen Bindungen zurückgehalten werden. Aus letzteren werden sie nur mittelfristig gespeichert und im Zuge der Mineralisierung der organischen Substanz freigesetzt und können damit mit einer zeitlichen Verzögerung ausgewaschen werden. Mit diesem Mechanismus wird die trotz Reduktion der Schwefelimmission unvermindert anhaltende Sulfatauswaschung aus Waldökosystemen erklärt (Alewell, 1998). Auf Grund der vorgegebenen Ressourcen bzw. Arbeitskapazitäten mußte die Palette der geplanten Untersuchungen im Zuge des Projektes reduziert werden. So mußte der Aufnahmeumfang bei der Kronenansprache und der Zuwachserfassung um 40 % reduziert werden. Die spezielle Nadelprobenahme beschränkte sich auf die ersten drei Jahre der Projektlaufzeit. Bodenproben wurden wegen des hohen laboranalytischen Aufwandes nur auf einigen ausgewählten Standorten gezogen. Durch die Auswahl der Untersuchungsgebiete (zumindest in den Regionen 1 bis 4) sollten vermutlich von Immissionen stärker belastete und dementsprechend potentiell gefährdete Regionen erfaßt worden sein. Die im Rahmen des Projektes gefundenen Ergebnisse sind daher nicht repräsentativ für das Bundesgebiet und können nicht auf ganz Österreich übertragen werden. Die Tatsache, daß selbst in diesem besonders belasteten Untersuchungsräumen keine generellen Gefährdungen festzustellen waren, läßt jedoch den für ganz Österreich gültigen Schluß zu, daß keine generelle Gefährdung des Waldes durch Immissionen besteht. Nur lokal finden sich in Österreich stärkere Immissionseinwirkungen als in den hier untersuchten Gebieten. Hypothesen wie Stickstoffeutrophierung auf Grund erhöhter Stickstoffeinträge oder Auswaschung von Magnesium aus den Assimilationsorganen hätten sich bei unter gleichbleibenden Immissionsverhältnissen am ehesten in den untersuchten Gebieten mit überdurchschnittlicher Stickstoffversorgung zeigen müssen. In einem ersten Schritt der großräumigen Überwachung wurde durch die Installierung des Bioindikatornetzes und des Netzes der Waldzustandsinventur eine bundesweit flächendeckende Erhebung von Parametern zur Beschreibung des Waldzustands und der Waldernährung begonnen. Durch die gleichzeitig eingerichteten Diagnoseprofile sollte eine erste Annäherung an kausalanalytische Erklärungen gemacht werden. Wesentliche zusätzliche Untersuchungen wie forstpathologische Erhebungen, die Erfassung des Stoffeintrages mit dem Niederschlag und klimatologische Grunddaten waren im Zuge des Projekts nicht durchführbar, obwohl dadurch der Interpretationsspielraum hätte eingeschränkt werden können. Mit den im vorliegenden Text behandelten Datenpool war es uns jedoch nicht möglich, kausale Zusammenhänge zwischen den ‘Neuartigen Waldschäden‘ - exakter ausgedrückt zwischen der erhobenen Kronenverlichtung - und den erfaßten Parametern herzustellen. Die Erfassung einiger der als notwendig erachteten Parameter konnte erst im Zuge des Waldschaden-Beobachtungssystems (Pollanschütz, 1991) bzw. noch später im Rahmen der Intensivbeobachtungsflächen (Neumann & Themessl, 1995) realisiert werden. Erst im Laufe der Auswertung dieser Projekte wird sich zeigen, inwieweit damit Kausalzusammenhänge aufgedeckt werden können (Kristöfel, 1997). Aus dem Projekt Diagnoseprofil wurden wertvolle Erkenntnisse über den Aufbau von Versuchen gewonnen. Die Hypothese, daß sich die Ergebnisse weniger Analysen, die parallel auf vielen Einzelstandorten durchgeführt werden, zu einer Ursachen-Wirkungsbeziehung verdichten lassen, hat sich als unzutreffend erwiesen. Dafür sind 2 Gründe verantwortlich: (1) die Analysedaten der verschiedenen Forschungsdisziplinen, die im Projekt 'Diagnoseprofil' involviert waren, setzen auf verschiedenen Ebenen des Ökosystems an. So beschreiben die gewonnenen Daten der Standortserkundung und der chemischen Bodenanalyse in erster Linie einen Systemzustand. Die jährlich erhobenen Daten der chemischen Nadelanalyse zeigen hingegen eine zeitliche Dynamik. Dabei ist bekannt, daß die Witterung auf die Nadeldaten einen erheblichen Einfluß hat, während dies für die Daten der chemischen Bodenanalyse nicht gilt. Die Daten der Waldwachstumsforschung beschreiben ebenfalls die zeitliche Veränderung des Waldes, wobei diese Daten neben der Witterung besonders von der Waldbehandlung bzw. der Bestandesstruktur beeinflußt werden. Daraus ergibt sich das Problem, daß fast keine Synchronisation der vorliegenden Daten der verschiedenen Disziplinen möglich ist, aus welcher prozeßorientierte Aussagen über die dynamische Entwicklung von Waldökosystemen ableitbar wären. (2) Zwischen den ausgewählten Untersuchungsstandorten bestehen kaum Ähnlichkeiten. Daher kann nicht sicher entschieden werden, ob eine bestimmte Merkmalskombination, die an mehreren Standorten erkannt wurde, als Hinweis für einen Prozeß gewertet werden kann, der auf beiden Standorten in der gleichen Richtung wirkt, oder ob es sich um zufällige Ähnlichkeiten handelt, die innerhalb des zufälligen Schwankungsbereichs von Daten einer bestimmten Standortsgruppe vorkommen. Aus dem oben Gesagten folgernd, nehmen wir an, daß zur Erklärung so komplexer Fragestellungen wie 'Waldvitalität' intensive Untersuchungen an Einzelstandorten mit der gezielten Beeinflussung ausgewählter Faktoren notwendig sind. Ob dieser Forschungsansatz die erhofften Ergebnisse zu liefern vermag, werden erst die Abschlußberichte derzeit laufender Projekte zeigen. Die bisherigen Ergebnisse sind eher ernüchternd. Beispiele aus simulierten Ökosystemen zeigen, daß die Verknüpfungen der Einzelprozesse so komplex sind, daß die Wirkung einzelner externer Prozesse innerhalb des Systems nicht weiterverfolgt werden kann. Bereits nach wenigen Interaktionen von systeminternen Prozessen ergeben sich hochgradig unbestimmte Situationen.
Literatur
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Auf ausgewählten Flächen wurde der Kronenzustand durch Benadelungserhebungen über 10 Jahre hinweg im Frühjahr und gegen Ende des Sommers festgestellt. Anhand der Kronenzustandserhebungen konnte gezeigt werden, daß sich der Waldzustand im Laufe der Zeit nicht generell verschlechtert hat. Die mittlere Mortalitätsrate über den gesamten Beobachtungszeitraum entspricht mit nur 0,08 % durchaus den im Rahmen anderer Untersuchungen festgestellten Werten. Ein positiver Einfluß von Düngung auf den Kronenzustand konnte auf den untersuchten Dauerversuchsflächen nicht festgestellt werden.
Die Untersuchungen des Zuwachsverhaltens im Rahmen der Diagnoseprofile stützen sich einerseits Jahrringmessungen und andererseits eine zweimalige BHD-Messung. In einem Gebiet lassen die Jahrringanalysen Schlüsse auf die zeitliche Entwicklung der Emissionssituation zu. In einem anderen Gebiet blieben die auslösenden Ursachen für den zu beobachtenden schlechten Kronenzustand zwar unbekannt; es konnte jedoch gezeigt werden, daß sie bereits einige Jahre vorher eingewirkt haben müssen.
Drei Jahre hindurch (1984, 1985 und 1986) wurden auf den Diagnoseprofilflächen nadelanalytische Untersuchungen vorgenommen und die Gehalte an Schwefel, Fluor und Hauptnährstoffen bestimmt, die Nährstoffquotienten errechnet, und diese Daten beurteilt.
Im Zuge der Waldschadensforschung und mit der Befürchtung, daß Waldböden infolge hoher Schadstoffeinträge rasch und irreversibel versauern, wurde im Jahr 1984 am ‘Diagnoseprofil’ auch mit bodenkundlichen Untersuchungen begonnen. Zielsetzungen waren die Suche nach Möglichkeiten, die Wirkung von Schadstoffimmissionen auf Waldböden abschätzen zu können. Die Untersuchungsstandorte an zwei Transekten entlang angeordnet, sollten Standorte mit unterschiedlichen Eintragsraten repräsentieren. Die Böden wurden zur Erfassung saisonaler Bodenveränderungen im Jahr 1984 zu drei Jahreszeiten beprobt. Die längerfristige Veränderung chemischer Bodenparameter sollte mit einer Neubeprobung im Jahr 1990 erfaßt werden. Während der pH-Wert der Böden im Untersuchungszeitraum leicht angestiegen ist, wurde bei der Basensättigung teilweise eine Verringerung festgestellt. Außerdem weisen einige Kennwerte auf Verbesserung der Stickstoffverfügbarkeit hin. Zum Teil deutliche saisonale Veränderungen von chemischen Kennwerten sind nicht gerichtet und, sind beim verwendeten Design von der räumlichen Variabilität nicht zu trennen und daher nicht quantifizierbar. Die Struktur des Datenmaterials ist für die statistische Absicherung der gefundenen Bodenveränderungen nur bedingt geeignet. Diese Erkenntnis ist für Design und Interpretation von Bodenmonitoringprojekten von wesentlicher Bedeutung. Es wurden, anhand des vorliegenden Projekts, methodische Ansätze entwickelt, die beim Vergleich von Bodenproben, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten geworben werden, ausschlaggebend sind (z.B. Probenwerbung nach fixen Tiefenstufen, Bodenprobenarchivierung zur rechnerischen Korrektur einer möglichen Drift im Labor).