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Chemische Zusammensetzung zweier quellnaher Waldbäche im Hochschwarzwald — Abflussabhängige Variabilität und Einfluss einer Bodenkalkung

Chemical composition of first-order forest streams in the upper Black forest — variability related to runoff dynamics and soil liming

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Forstwissenschaftliches Centralblatt vereinigt mit Tharandter forstliches Jahrbuch Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

In zwei kleinen Wassereinzugsgebieten im Hochschwarzwald wurde im Zeitraum 1989–1998 die zeitliche Dynamik der Wasserqualität in Abhängigkeit von der Abflussmenge untersucht. In einem der Einzugsgebiete war 1990 eine forstübliche dolomitische Kalkung (4 t ha−1) erfolgt. Für eine episodische Versauerung bei hohen Abflüssen ist in erster Linie die Mobilisierung von Nitrat verantwortlich. Säurepufferung und Kationenzusammensetzung sind stark an die zeitlich variablen Fließwege im Einzugsgebiet gekoppelt. Die Bodenkalkung bewirkte nur verhältnismäßig geringe Veränderungen der Wasserqualität. Allerdings war die Säureneutralisationskapazität bei Spitzenwerten des Abflusses tendenziell leicht erhöht. Trotz kalkungsbedingter verstärkter mikrobieller Aktivität und Nitrifikation in den Oberböden blieben die Nitrat-Konzentrationen im Bachwasser nahezu unverändert. Angesichts der veränderten Depositionssituation, wonach der S-Eintrag in jüngster Vergangenheit stark zurückgegangen ist, der N-Eintrag aber anhält, ist mittel- bis langfristig mit einer weiteren Verbesserung der N-Verfügbarkeit in Wäldern zu rechnen. Somit besteht ein zunehmendes Risiko für NO3 −-Auswaschung nach Kalkung. Diese Entwicklung ist bei der künftigen Planung großflächiger Waldkalkungen zu beachten.

Summary

In two small watersheds in the upper Black Forest (SW Germany) the temporal variation of water quality in relation to runoff dynamics was investigated during the period of 1989 through 1998. In 1990, one of the two watersheds was limed according to forest management practice (4 t dolomite ha−1). Episodic acidification during high-flow conditions is primarily due to the mobilization of nitrate. Acid buffering and cation composition were related to the time-variable flow paths in the watershed. The effects of soil liming on water quality were relatively small. Nevertheless, the acid neutralizing capacity during peak runoff events tended to be slightly improved. Even though microbial activity and nitrification were enhanced in the top-soils as a result of liming, the nitrate concentrations in the stream increased only slightly. With regard to recent changes in the atmospheric deposition pattern (distinct decline in S while N endures) in the middle to long term a better availability of N in forests can be expected. As a consequence, there is an increasing risk of NO3 − leaching after liming. This development should be taken into account when large-scale liming operations in forests are planned in the future.

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Authors and Affiliations

  1. Lehrstuhl für Bodenökologie, BITÖK, Universität Bayreuth, Dr.-Hans-Frisch-Str. 1-3, 95440, Bayreuth

    Martin Armbruster

  2. Institut für Biogeochemie und Meereschemie, Universität Hamburg, Junglusstraße 6, 20355, Hamburg

    Hayo Köhler

  3. Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Technische Universität Dresden, Pienner Str. 19, 01735, Tharandt

    Karl-Heinz Feger

Authors
  1. Martin Armbruster
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  2. Hayo Köhler
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  3. Karl-Heinz Feger
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Armbruster, M., Köhler, H. & Feger, KH. Chemische Zusammensetzung zweier quellnaher Waldbäche im Hochschwarzwald — Abflussabhängige Variabilität und Einfluss einer Bodenkalkung. Forstw Cbl 119, 249–262 (2000). https://doi.org/10.1007/BF02769141

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