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Angewandte
Pflanzenbiologie

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Stickstoffbelastung

Der erhöhte Stickstoffeintrag ist ein sehr wichtiger vom Menschen verursachter Belastungsfaktor für den Schweizer Wald. Der Eintrag von Stickstoffverbindungen aus der Luft in den Wald hat sich seit den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts nahezu verdreifacht und überschreitet stellenweise den Eintrag von 30 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr deutlich. Ohne langfristig unerwünschte Auswirkungen ertragen Wälder aber nur 10-20 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr (Critical Load).

GüllendruckfassStickstoffdeposition in der Schweiz
   Links: Zwei Drittel des in den Wald eingetragenen Stickstoffs stammen aus der Landwirtschaft.
   Rechts: Modellierte Stickstoffeinträge in Waldökosysteme im Jahr 2013.

Als Indikator für die Stickstoffsättigung eines Ökosystems gilt die Auswaschung von Nitrat ins Grundwasser. Waldökosysteme gelten als stickstoffgesättigt, wenn mehr als 4-5 kg Stickstoff im Flachland bzw. mehr als 1-2 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr im Gebirge das Ökosystem via Sickerwasser verlässt. In Flächen des Mittellandes werden Nitratfrachten im Sickerwasser zwischen 11 und 33 kg, im Voralpenraum zwischen 7 und 25 kg und im Südtessin gar 54 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr gemessen. Somit ist in 58% der 40 IAP-Flächen mit Bodenlösungsmessungen der Stickstoffaustrag höher als der genannte Grenzwert für die Auswaschung.

BC/Al-Verhältnis
   Ein Lysimeter zum Sammeln von Bodenwasser für
    die Analyse der Nitratauswaschung.

Stickstoff fördert das Wachstum der Bäume. Allerdings wird die oberirdische Biomasse stärker gefördert als die Wurzeln, was die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser hemmt. Zudem ist die Wachstumssteigerung nicht linear zum Stickstoffeintrag. Überschreitet der Stickstoffeintrag einen Wert von 25-30 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr, nimmt das Wachstum sogar wieder ab. Grund dafür sind die durch Stickstoff verursachten Nährstoffungleichgewichte. Diese wiederum werden wahrscheinlich durch Stickstoffeffekte auf die Mykorrhizierung verursacht. Im Experiment nehmen Phosphor und - je nach Bodeneigenschaften - auch Kalium und Magnesium mit zunehmender Stickstoffdüngung im Laub ab. Bei den Fichten wurde auch ein Zusammenhang zwischen Stickstoffbelastung und Mortalität gefunden: bei Trockenheit sterben unter hoher Stickstoffbelastung sehr viel mehr Fichten ab als unter niedriger Belastung, da die Bäume vermehrt durch Borkenkäfer befallen werden.
Das IAP ist in die Beurteilungsverfahren der UNECE eingebunden und hat ein Grundlagendokument für die Beurteilung der kritischen Einträge mitverfasst.