Risiko-Einschätzung der chronisch erhöhten Ozonbelastung mittels Free-Air-Begasung von Buchen (Fagus sylvatica) und Fichten (Picea abies) eines forstlich begründeten Mischbestandes

In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss chronisch erhohter Ozonbelastung auf Buche (Fagus sylvatica L.) und Fichte (Picea abies (L.) Karst. ) eines forstlich begrundeten, gut mit Nahrstoffen und Wasser versorgten, ca. 60 Jahre alten Mischbestandes (Kranzberger Forst/Freising) uber einen Zeitraum von drei Jahren untersucht. Ziel war die Quantifizierung chronischer O 3 -Wirkung auf Altbaume. Hierzu wurde die O 3 -Empfindlichkeit biochemischer, physiologischer und struktureller Baumparameter zwischen einem experimentell, durch "Free-Air-Begasung" chronisch erhohten O 3 -Regime (2xO 3 ) und dem unveranderten O 3 -Regime (1xO 3 = Kontrolle) der Bestandsluft verglichen. Die Reaktionen von Photosynthese, Transpiration, stomatarer Regulation und struktureller Differenzierung von Blattern und Asten sowie biochemischen Parametern (freie und konjugierte 1-Aminocyclopropan-1-carbonsaure (ACC); freie Polyamine, Salicyl- und Gentisinsaure) auf die O 3 -Regime wurden hinsichtlich Konsistenz je Baumart sowie innerhalb der Sonnen- und Schattenkronen gepruft. Auf dieser Basis wurde eine okologisch relevante Risiko-Einschatzung der am Waldstandort herrschenden, chronischen O 3 -Belastung fur adulte Bestandsbaume erarbeitet. Das momentan in der UNECE verwendete Ozon-Flux-Modell (Level II-Konzept) nach Emberson et al. (2000a, b) wurde fur die adulten Buchen und Fichten im Kranzberger Forst parametrisiert und gegenuber aus Gaswechselmessungen abgeleiteten Ozonaufnahmen an Buchen- und Fichtenasten validiert. Grenzwertkonzepte basierend auf AOT40 (= akkumulierte Ozondosis uber einer Konzentration von 40 nl l -1 ) und O 3 -Flux wurden anhand der Befunde der vorliegenden Studie hinsichtlich okologischer Relevanz bewertet. Besonderes Augenmerk galt der Bestimmung der O 3 -Empfindlichkeit von Sonnen- gegenuber Schattenlaub und dem Vergleich zwischen Befunden an den Altbaumen und Literaturangaben uber junge Holzpflanzen. Vorschlage fur eine Weiterentwicklung des O 3 -Flux-Konzeptes zur Festlegung von "Critical Levels for Ozone" fur Waldbaume auf der Basis von Dosis/ Effekt-Beziehungen wurden erarbeitet. Als Fazit ergibt sich: 1. Fichte reagierte in dieser Fallstudie nicht wesentlich unempfindlicher auf Ozon als Buche. 2. Sonnen- und Schattenlaub von Buche und Fichte reagierten in unterschiedlichen Parametern auf Ozonstress. Ein genereller Unterschied in der Empfindlichkeit zwischen Sonnen- und Schattenlaub war nicht festzustellen. 3. Trotz Uberschreitung des bestehenden Grenzwertes fur Ozonbelastung bei Waldbaumen (AOT40 = 10 µl l -1 h pro Vegetationsperiode) traten wahrend der dreijahrigen Dauer der Studie keine Einbusen im radialen Stammzuwachs der untersuchten adulten Buchen und Fichten auf. 4. Die adulten Buchen und Fichten im Kranzberger Forst waren somit weniger ozonsensitiv als fur Jungstadien in der Literatur angegeben wird. 5. Die Ozonaufnahme (d.h. der O 3 -Flux) als Mas fur die physiologisch effektive O 3 -Dosis spiegelt das Gefahrdungsrisiko der Waldbaume eher wider als der auf O 3 -Exponierung basierende AOT40. Folgerungen: Aus dem Vergleich der Baumreaktionen zwischen den beiden Ozonregimen wird deutlich, dass unter derzeit herrschender Ozonbelastung die Existenz der 50 - 60-jahrigen Buchen und Fichten im Kranzberger Forst nicht kurzfristig gefahrdet ist. Allerdings zeigten die Ozonempfindlichkeiten von Photosynthese, biochemischen Parametern und Blattlebensdauer Ansatzpunkte einer Beeintrachtigung durch Ozon unter dem chronisch erhohten O 3 -Regime. Auf dieser Basis wird gefolgert, dass chronische Risiken durch Ozon fur adulte Buchen und Fichten nicht ausgeschlossen werden konnen.