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Funktionen des Waldbodens

Wasserfilter und -speicher

In Deutschland gelangen jährlich durchschnittlich 700 mm (= Liter pro Quadratmeter) Niederschlag auf die Erdoberfläche. Etwa 70 % dieser Menge gehen über Verdunstungsprozesse an die Atmosphäre zurück. Darin sind die Verdunstung aufgrund der Fotosynthese, die Verdunstung des im Kronenbereich gespeicherten Wassers und die Verdunstung des Bodens enthalten. Der restliche Anteil des Niederschlages bildet neues Grundwasser.

Zahlreiche Hohlräume, die aufgrund von Wurzeln und Bodenlebewesen entstehen, saugen das Wasser schwammähnlich auf und geben es nur langsam an das Grundwasser ab. Dadurch werden schädliche Stoffe, wie z.B. Schwermetalle und Luftschadstoffe, aus dem Wasser herausgefiltert und es kann sauberes Trinkwasser gewonnen werden. Laubwälder haben dabei generell eine stärkere Filterwirkung als Nadelwälder, da sich Blätter schneller zersetzen lassen als Nadeln. Die Humusauflage unter Laubwald ist daher mächtiger, kann mehr Stoffe aufnehmen und sie damit dem Wasser entziehen.

Die zahlreichen Hohlräume im Waldboden sorgen des Weiteren für eine hohe Wasserspeicherkapazität. Die humusreichen oberen 10 cm des Waldbodens können in kurzer Zeit bis zu 50 l Niederschlagswasser aufnehmen und speichern. Damit ist der Wald in der Lage Niederschlagsspitzen abzuschwächen und einen wichtigen Beitrag zum Hochwasserschutz zu leisten. Das gefilterte und gespeicherte Wasser aus dem Wald macht etwa 70 % des bundesweit gewonnen Trinkwassers aus. Der Wald ist damit unser größter Süßwasserspeicher.

(Foto: SDW)

 

Nährstofflieferant und Kohlenstoffspeicher

Die Bodenfruchtbarkeit hängt von biologischen (Organismen), chemischen (Nährstoffvorräte) und physikalischen (Wasser, Luft) Faktoren ab. Die abgestorbenen Pflanzenteile der organischen Auflage werden von verschiedenen Organismen des Waldbodens zersetzt. Die dort gebundenen Nährstoffe werden durch diesen Prozess freigesetzt und gelangen mit dem Sickerwasser in die Tiefe. Das Bodenwasser bewegt sich auch in horizontaler Richtung, sodass es die Nährstoffe nicht nur vertikal verteilt. Über das Wasser werden Stickstoff, Kalium, Calcium, Magnesium, Schwefel und Phosphor – die für das Pflanzenwachstum wichtigen Hauptnährelemente – von den Pflanzen aufgenommen und innerhalb der Pflanze verteilt. Abgestorbene Pflanzenteile fallen zu Boden und bringen die Nährelemente somit wieder in den Kreislauf ein.

Durch Nähr- oder Schadstoffeinträge von außen, wird dieses System immer wieder beeinflusst. Beispielsweise kämmen die Baumkronen diese Stoffe aus der Luft aus. Sie reinigen dadurch die Luft, bringen jedoch auch Luftschadstoffe und eine erhöhte Konzentration an Stickstoff in den Nährstoffkreislauf ein. Stickstoff ist zwar ein lebensnotwendiger Baustein aller Lebewesen, zu hohe Konzentrationen führen jedoch zu Stickstoffauswaschungen in Form von Nitrat in das Grundwasser. Hier führt es zu einer schnelleren Versauerung der Böden und zu einer Belastung unseres Trinkwassers. Durch den Eintrag von Nähr- und Schadstoffen kommt das Nährstoffgefüge im Boden aus dem Gleichgewicht. Die Ionen der Nährelemente Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium (Basenkationen) werden durch Aluminium-, Eisen- und Mangan-Ionen (Säurekationen) ersetzt. Bei diesem Prozess spricht man von der Bodenversauerung. In der Folge sinkt der pH-Wert ab und verändert damit das Milieu für Wurzeln und Lebewesen. Eintragungen durch den sauren Regen (durch Luftschadstoffe abgesenkter pH) und eine übermäßige Nutzung der Biomasse führten in den letzten Jahren dazu, dass der Oberboden stärker versauerte als der Unterboden. Dies ist vor allem für junge Bäume, deren Wurzeln nicht bis in den Unterboden ragen, problematisch.

Die abgestorbenen Pflanzenteile bringen neben Nährstoffen auch Kohlenstoff in den Kreislauf zurück. Bei der Zersetzung der Pflanzenreste gelangt ein Teil des Kohlenstoffs als CO2 in die Luft, der andere Teil wird im Humus gespeichert. Aktuell sind 850 Mio. t Kohlenstoff in deutschen Waldböden gespeichert. Etwa 65 % dieses Kohlenstoffes sind dabei alleine in den oberen 30 cm des Mineralbodens gespeichert! Zurzeit nimmt dieser Speicher sogar jedes Jahr zu, denn Waldböden binden pro Jahr 8 Mio. t CO2 aus der Erdatmosphäre.

(Foto: Andreas Hermsdorf  / pixelio.de)

 

Wichtiger Lebensraum

Eine Hand voll Waldboden beherbergt mehr Lebewesen als es Menschen auf der Erde gibt. Dazu zählen Tiere, Pilze, Bakterien und Algen.

Beeindruckend

In 0,3 m³ (1x1 m, 30 cm tief) Waldboden befinden sich:
• 2,5 Billionen Mikroorganismen: Bakterien, Pilze, Algen
• 1 Millionen Fadenwürmer
• 100.000 Milben
• 50.000 Springschwänze
• 25.000 Rädertiere
• 10.000 Borstenwürmer
• 100 Käferlarven
• 100 Zweiflüglerlarven
• 80 Regenwürmer
• 50 Schnecken
• 50 Spinnen
• 50 Asseln

Unter den Tieren gibt es sowohl größere, mit dem bloßen Auge erkennbare Exemplare, wie z.B. Regenwürmer, Spinnen und Gliederfüßler, als auch winzige Einzeller und Milben, die nur unter einem Vergrößerungsglas sichtbar werden. Zusammen zerkleinern sie die abgestorbenen Pflanzenteile der organischen Auflage und durchwühlen den Boden. Sie leisten damit einen wichtigen Beitrag für den Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt des Bodens.
Die Pilze haben ebenfalls eine große Bedeutung für die Zersetzung organischen Pflanzenmaterials. Viele von ihnen haben sich darauf spezialisiert, Lignin (Bestandteil verholzter Pflanzen), Cellulose und Keratin aufzuspalten und zu verwerten. Des Weiteren übernehmen einige Pilze im Waldökosystem noch eine ganz besondere Rolle. Sie gehen eine Symbiose mit den Waldbäumen ein. Diese Zusammenarbeit, von der beide Seiten profitieren, nennt man Mykorrhiza. Der Pilz umhüllt dabei die Feinwurzeln des Baumes mit einem Fadengeflecht (Mycel), welches in den Boden hinausstrahlt. Durch die so vergrößerte Wurzeloberfläche gelangt der Baum einfacher an Wasser und Nährstoffe. Im Gegenzug erhält der Pilz Kohlenhydrate, die der Baum durch Photosynthese erzeugt. Ungefähr ein Drittel unserer heimischen Großpilze sind Mykorrhizapilze. Die meisten von ihnen sind an eine bestimmte Baumart gebunden, sodass man auch viele unserer Speisepilze, wie z.B. Pfifferlinge, Steinpilze und Trüffel, nur dort findet. In Deutschland sind die Wurzeln der Waldbäume durchweg mit Mykorrhiza-Pilzen besetzt.