Entwicklung der Schwefel-Ernährung in mitteleuropäischen Fichtenökosystemen von der Überschussversorgung zum potentiellen Mangel

• Antragstellerin: Dr. Dorit Julich
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426668836

In den 1970-90-er Jahren verursachte die stark erhöhte atmosphärische Deposition von Schwefel (S) merkliche negative Auswirkungen auf Waldökosysteme in Nord- und Mitteleuropa. Schwefel wurde in Folge dessen überwiegend als Überschuss-Nährelement bzw. als Schadstoff betrachtet. Es wurde von einer für das Waldwachstum langfristig ausreichenden S-Versorgung ausgegangen. Neuere Beobachtungen in mitteleuropäischen Wäldern zeigen einen starken Rückgang der S-Vorräte im Waldboden sowie deutlich reduzierte S-Gehalte in Blättern/Nadeln verschiedener Baumarten, insbesondere für Fichte. Dies wird auf den erheblichen Rückgang der atmosphärischen S-Deposition zurückgeführt, die mit einer Erholung der früher stark belasteten Systeme einherging. Das in Folge veränderte S-Angebot wird zunehmend durch systeminterne Kreisläufe (Mineralisierung) und der Nachlieferung aus dem mineralischen Ausgangsgestein bestimmt. Beeinflussend auf den Ernährungszustand (v.a. hinsichtlich der Stöchiometrie von Nährelementen in Pflanze und Boden) wirken zudem weitere Umweltfaktoren wie der Klimawandel mit steigender atmosphärischer CO2-Konzentration und Temperatur. Vor diesem Hintergrund untersucht das beantragte Projekt die zeitliche Entwicklung der S-Ernährung in Fichtenwäldern von einer Überschussversorgung hin zu einem potentiellen Mangel unter Berücksichtigung der Kopplung mit anderen Nährstoffkreisläufen (v.a. C, N, P) und damit aufkommender Nährstoffungleichgewichte. Angewandt wird eine Kombination mehrerer analytischer Methoden (klassische Elementanalyse, SEM/EDX, IRMS) an archiviertem und aktuellem Probenmaterial verschiedener Ökosystemkompartimente (Nadeln, Baumringe, mineralischer Oberboden, organische Auflage). Die verschiedenen Standorte in Deutschland umfassen Fichtenbestände, deren S-Versorgungszustand in seiner zeitlichen Entwicklung hinsichtlich der Quantität (Einträge) und Qualität (atmosphärische/lithogene Quellen) stark unterschiedlich ist. Mit Hilfe der ermittelten Gehalte und Nährstoffverhältnisse ('ökologische Stöchiometrie') der einzelnen Systemkompartimente sollen zeitliche Veränderungen der S-Versorgung nachvollzogen werden und damit eine Beurteilung der Entwicklung der ökosystemaren S-Ernährung in Hinblick auf eine mögliche Unterversorgung und Nährstoffungleichgewichte ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Karl-Heinz Feger; Professor Dr. Stefan Julich