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Ozon
Ozon ist ein starkes Pflanzengift. Aufgrund von Begasungsversuchen mit jungen Forstpflanzen, an denen das IAP mitgewirkt hat, hat die UNECE Grenzwerte (Critical Levels) auf der Basis von konzentrationsbasierten Summen (AOT40, Stundenwerte oberhalb des Grenzwertes von 40 ppb) und Ozonaufnahme durch die Spaltöffnungen (PODy, Phytotoxische Ozon-Dosis mit einem Schwellenwert von y nmol/m/s) festgelegt. Der erstere Grenzwert beträgt für den Wald 5 ppm/h. Der zweite ist für Buchen und Fichten unterschiedlich. Der Grenzwert für Buchen liegt bei 4 mmol/m², was einer Wachstumsreduktion um 4% entspricht. Für Fichten gilt ein Grenzwert von 8 mmol/m². Bei diesem Wert ist das Wachstum um 2% vermindert.
Bronzeverfärbung bei Buchen infolge Ozoneinwirkung.
Für Waldflächen in der Schweiz mit einem Laubholzanteil von ≥10% wurde eine mittlere Ozonaufnahme für die Buche von 13.5 mmol/m² geschätzt, was einer Wachstumsreduktion von 13.5% entspricht. Für die Flächen mit einem Nadelholzanteil von ≥10% beträgt die mittlere Ozonaufnahme 25 mmol/m, mit einer geschätzten Wachstumsreduktion von 6.3%.
Dosis-Wirkungskurve für Ozonbegasungsexperimente mit Birke (Betula pendula) und Buche (Fagus sylvatica).
Links: Beziehung mit AOT40.
Rechts: Ozonaufnahme gemäss Mapping Manual (UNECE 2010) und Schwellenwert 1 (POD1).
Ozonaufnahme von Buchen (links) und Fichten (rechts) in Schweizer Waldflächen mit einem Laubanteil von mindestens 10%.
Die kartierten Flusswerte wurden ohne Berücksichtigung des Bodenwassers berechnet. Der Critical Level für Birke und Buche
beträgt 4 mmol/m², für Fichte 8 mmol/m².
Ozon hemmt unter anderem die Versorgung der Wurzeln mit Kohlenstoffen aus den Blättern und Nadeln . Damit werden weniger Reservestoffe im Herbst in die Wurzeln eingelagert. Die Bildung von Feinwurzeln und die Vitalität der Wurzelpilze sind dadurch beeinträchtigt. Dies wiederum kann zu Nährstoffmangel in den Bäumen führen. In unseren Dauerbeobachtungsflächen wurde eine Beziehung zwischen Ozonbelastung und Phosphorkonzentration in den Blättern beobachtet.
Interessant ist auch, dass saugende Insekten von den Veränderungen unter Ozonbelastung profitieren können. Der Zucker aus der Photosynthese, der nicht mehr aus dem Laub wegtransportiert werden kann, ist eine willkommene Mahlzeit für sie. Es kann daher bei Buchen und Fichten ein stärkerer Befall mit Blatt-, Trieb- und Gallenläusen beobachtet werden.