Beierkuhnlein, C; Durka, W: Beurteilung von Stoffausträgen immissionsbelasteter Waldökosysteme Nordostbayerns durch Quellwasseranalysen, Forstwissenschaftliches Centralblatt, 112, 225-239 (1993)
Abstract:

In den nordbayerischen Mittelgebirgen Frankenwald und Fichtelgebirge wurden zwischen 1989 und 1991 insgesamt 400 Waldquellen zum Teil mehrfach beprobt. Die sich aus den Wasseranalysen ergebende Datengrundlage ermöglicht eine differenzierte Beurteilung der zeitlichen und räumlichen Variabilität im Quellwasserchemismus.

Allgemein hohe SO4-Konzentrationen (SO4-Mittel = 200 µMol/l) in den Quellwässern deuten auf eine insgesamt starke Immissionsbelastung hin, welche räumlich weiter spezifiziert werden kann. Besonders hohe SO4-Konzentrationen (SO4-Maximum = 965 µMol/l) finden sich im nördlichen Frankenwald und in den nordöstlichen Teilen des Fichtelgebirges sowie in sich östlich anschließenden Gebieten.

Die Waldquellen des aus Graniten und Phylliten aufgebauten Fichtelgebirges sind insgesamt saurer (durchschnittlicher pH = 5,31) als jene des aus basenreichen Tonschiefern aufgebauten Frankenwaldes (durchschnittlicher pH = 6,31). Die höheren pH-Werte des Frankenwaldes sind zum Teil geogen bedingt, es werden allerdings auch geringere Niederschlagsmengen erreicht, so dass die natürlichen Verwitterungsabläufe zu einer geringeren natürlichen Versauerung geführt haben. Versauerungserscheinungen konzentrieren sich heute dort auf die Hochlagen ehemals grenznaher Gebiete. Allgemein liegen die pH-Werte und die Ca- und Mg-Konzentrationen über denen des Fichtelgebirges. Dagegen werden niedriger K-Konzentrationen beobachtet. Einhergehend mit niedrigen pH-Werten sind die Al-Konzentrationen in beiden Gebieten stark erhöht und erreichen im Fichtelgebirge, welches eine besonders deutliche Höhenabhängigkeit der Versauerung zeigt, maximal 189 µMol/l.

Als Arbeitshypothese war davon ausgegangen worden, dass über die sich in der Gewässerversauerung widerspiegelnden Reaktion der Ökosysteme Schlüsse auf Immissionssituation und Sensitivität der untersuchten Waldgebiete gezogen werden können. Tatsächlich sind extrem niedrige pH-Werte und erhöhte Sulfatkonzentrationen der Quellwässer auf Gebiete erhöhter Säuredepositionswahrscheinlichkeit konzentriert und nicht in erster Linie durch Substrat oder Höhenlage zu erklären. Die vorliegenden Daten elauben es daher von einer Ver-sauerung, d.h. von einem zeitlichen Prozess zu sprechen.

Durch die große Zahl untersuchter Quellen ist eine räumlich detaillierte Beurteilung der Quellwasserversauerung ermöglicht. Immissionsbelastete Waldgebiete können auf diese Weise identifiziert werden, schon bevor offensichtliche Waldschäden in Erscheinung treten.

Summary

Element output appraisal from forest ecosystems of northeastern Bavaria, under stress from atmospheric deposition, by hydrochemical spring water analysis

In the mountainous regions of northeastern Bavaria (Germany), 400 forest springs in the Fichtelgebirge and the Frankenwald were sampled between 1989 and 1991. The resulting hydrochemical data characterize the variability of spring water chemistry in space and time. Springs are regarded as output of forest ecosystems which can indicate deposition climate and ecosystem reaction to acidic deposition.

In both areas high sulfate concentrations (SO4 mean = 200 µMol/l) in spring waters indicate the impact of acidic deposition. The highest sulfate concentrations (SO4 max = 965 µMol/l) were reached in the northern parts of the Frankenwald and the eastern parts of the Fichtelgebirge.

The springs of the Fichtelgebirge, which is dominated by granites and phyllites, are generally far more acidified (pH mean = 5.13) than those of the Frankenwald (pH mean = 6.31), which consists mainly of schists and does not receive comparable precipitation amounts. Acidification in the Frankenwald is concentrated at higher elevations close to the former East German border. In the Fichtelgebirge low pH is common to upper region above 800 m altitude and, accompanied by high concentrations of Al, reaching 189 µMol/l.

Due to the comparatively base-rich parent material, the Frankenwald springs reach higher concentrations of Ca and Mg but lower concentrations of K than those of the Fichtelgebirge.

From the large number of investigated forest springs a detailed geographical picture of spring water acidification can be constructed. Forest springs can be used to identify sensitive forest ecosystems before damages become obvious in forest canopies.
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