Die intensive Tierhaltung sowie Verbrennungsprozesse im Verkehr, der Industrie und den Haushalten sind Hauptquellen stickstoffhaltiger Luftschadstoffe. Über den Niederschlag gelangt der Stickstoff in Form von Verbindungen wie Ammonium und Nitrat in die Waldökosysteme. Dort können sie zu einem Nährstoffüberangebot führen, das die Stoffflüsse des Ökosystems nachhaltig stört und dem Wald schadet.

Grundsätzlich ist Stickstoff ein notwendiger Pflanzennährstoff: Seine Bedeutung für den Aufbau von z.B. Aminosäuren oder Chlorophyll machen ihn zum Motor des Wachstums. Zu hohe Konzentration des Nährstoffs im Waldboden wirken allerdings negativ. Ein Überangebot kann zur Versauerung des Bodens beitragen und Waldbäume anfälliger gegenüber Schädlingen, Trockenstress und Frost machen. Überdies gefährdet zu viel Stickstoff die natürliche Artenvielfalt im Wald. Auch die Qualität des Grund- und Oberflächenwassers in bewaldeten Gebieten kann darunter leiden. Zur Förderung der Baumvitalität, Stabilisierung natürlicher Stoffkreisläufe und Sicherstellung einer guten Gewässerqualität im Wald sind Daten zum Stickstoffeintrag unerlässlich. Sie sind die Grundlage für die Ableitung, die Umsetzung sowie das Monitoring von Maßnahmen zur Luftreinhaltung in NRW.

Ziel ist es, den Stickstoffeintrag in Waldgebieten in den nächsten Jahren weiter zu reduzieren und unter die allgemein anerkannten, kritischen Belastungsgrenzen (sog. Critical Load für den atmosphärischen Stickstoffeintrag nach CLRTAP (2017, Mapping critical loads for ecosystems, Chapter V)) zu senken.

Im Jahr 2020 wurden 14,8 kg Stickstoff pro Hektar in Form von Nitrat und Ammonium in die nordrhein-westfälischen Waldgebiete eingetragen. Bis Ende der 1980er-Jahre gab es einen Anstieg auf den Höchstwert von 36,1 kg eingetragenem Stickstoff pro Hektar im Jahr 1989. Mitte der 1990er-Jahre kehrte sich diese Entwicklung um und die Stickstoffeinträge sanken mit kleineren Schwankungen auf ihren bisherigen Tiefstwert im Jahr 2020. Gründe für den Rückgang sind die Verringerung der Emissionen aus Verkehr, Industrie und Landwirtschaft. Noch immer führen jedoch insbesondere die intensive Tierhaltung und Düngung in der Landwirtschaft aber auch das Verbrennen fossiler Energieträger in Industrie und Verkehr zu hohen Emissionen. So ist der Trend der Stickstoffeinträge in den Waldboden über die letzten 10 Jahre konstant und eine weitere Senkung der Einträge erforderlich für eine Erholung der Wälder.

Der Teilindikator gibt den atmosphärischen Eintrag von Stickstoff in Waldgebiete in NRW in Kilogramm pro Hektar (kg/ha) an. Dazu erfolgt eine parallele Messung der Stickstoffkonzentration im Niederschlagswasser auf Freiflächen und unterhalb der Baumkronen, in Buchenbeständen auch im Stammablaufwasser. Die Eintragsraten werden aus den Stoffkonzentrationen und den Wassermengen berechnet.

Messorte sind gegenwärtig fünf Waldmessstationen, die sich auf die großen forstlichen Wuchsgebiete und typische Einzelstandorte im Tief- und Bergland verteilen. Durch die geringe Messstellenzahl ist die flächenhafte Repräsentanz eingeschränkt, die Indikatorwerte aber dennoch für die Beobachtung der Entwicklung geeignet.

• Forstliches Umweltmonitoring, LANUV

Ihre natürliche Pufferfunktion ermöglicht es Waldböden, die Auswirkungen von Schadstoffeinträgen abzufedern und einen verträglichen Säuregehalt aufrechtzuerhalten. Dieser ist wichtig für ein gesundes Pflanzenwachstum, eine nachhaltige Waldentwicklung sowie ein leistungsfähiges Ökosystem. Liegen die Einträge aber über einer kritischen Belastungsgrenze, können die Waldböden die Säuren nicht mehr kompensieren. Dies ist mit negativen Folgen für die Vitalität und Funktionsfähigkeit des Waldökosystems verbunden.

Lange spielte Sulfat eine tragende Rolle als potenziell versauernde Komponente und dominierte die Säureeinträge in die nordrhein-westfälischen Waldgebiete. Die Umsetzung von Luftreinhaltungsmaßnahmen hat aber zu einem deutlichen Rückgang der Emissionen von Schwefeldioxid geführt, das eine Vorstufe von Sulfat bildet und bei der Verbrennung fossiler Energieträger entsteht. Inzwischen macht Ammonium, das primär aus der Landwirtschaft stammt, den Großteil der Säureeinträge aus. Die stickstoffhaltige Verbindung trägt damit auch zu einer Überversorgung der Waldböden in NRW mit Nährstoffen bei. Die atmosphärischen Säureeinträge begünstigen eine Versauerung der Böden und verändert so deren chemische und biologische Eigenschaften und somit ihre Funktionsfähigkeit. Dies wirkt sich nicht nur negativ auf die Pflanzen des Waldes aus, sondern beeinflusst auch die für das Ökosystem entscheidende Bodenfauna.. Daher gilt es, den Säureeintrag auch weiterhin zu reduzieren.

Ziel ist es, den Säureeintrag in Waldgebieten in den nächsten Jahren weiter zu reduzieren und unter die allgemein anerkannten, kritischen Belastungsgrenzen (sog. Critical Load für Säureeinträge nach CLRTAP (2017, Mapping critical loads for ecosystems, Chapter V) zu senken.

Im Jahr 2020 betrug der Säureeintrag in die nordrhein-westfälischen Waldgebiete 0,79 Kiloäquivalente pro Hektar. Dies entsprach einem Rückgang von 79 % im Vergleich zum Beginn der Messungen im Jahr 1983. In NRW nahm der Säureeintrag in Wälder Ende der 1980er-Jahre sprunghaft ab. Die sinkenden Einträge setzten sich anschließend kontinuierlich fort. Auch über die letzten 10 Jahre ist der Trend fallend. Der Hauptgrund für den Rückgang der Säurebelastung ist die Senkung der Schwefeldioxid-Emissionen, unter anderem durch strengere Auflagen für große industrielle Anlagen sowie einen geringeren Schwefelgehalt im Heizöl. Die geringeren Säureeinträge haben an vielen Standorten eine Erholung der oberen Schichten des Waldbodens ermöglicht. Allerdings führen die Spätfolgen früherer Einträge in tieferen Bodenschichten und auf versauerungsempfindlichen Standorten zu einer fortschreitenden Verschlechterung des Bodenzustandes, sodass eine weitere Senkung des Eintrags erforderlich bleibt.

Der Teilindikator gibt den atmosphärischen Eintrag von Säuren in Waldgebiete in NRW an. Die Umrechnung in die Einheit Kiloäquivalente pro Hektar (Keq/ha) trägt den spezifischen Säurewirkungen verschiedener Säuren Rechnung. Die Messung der Säurekonzentration erfolgt im Niederschlagswasser parallel auf Freiflächen und unterhalb der Baumkronen, in Buchenbeständen auch im Stammablaufwasser. Die Eintragsraten werden aus den Stoffkonzentrationen und den Wassermengen berechnet.

Messorte sind gegenwärtig fünf Waldmessstationen, die sich auf die großen forstlichen Wuchsgebiete und typische Einzelstandorte im Tief- und Bergland verteilen. Durch die geringe Messstellenzahl ist die flächenhafte Repräsentanz eingeschränkt, die Indikatorwerte aber dennoch für die Beobachtung der Entwicklung geeignet.

• Forstliches Umweltmonitoring, LANUV