Studie warnte schon 2009 vor schweren Fahrzeugen auf Waldböden

Während Holzernte-Fahrzeuge für mehr Sicherheit und Produktivität von WaldarbeiterInnen sorgen, werden ihre Auswirkungen auf den Wald seit jeher kritisch diskutiert. Bereits mit dem Einsatz von Traktoren ab den 1950ern entbrannten Diskussionen um die Verdichtung der befahrenen Waldböden. Ab den 1980ern hielten dann Holzerntemaschinen, wie Harvester und Forwarder Einzug in den Wald. Diese Maschinen bringen teils ein Gewicht von bis zu 40 Tonnen mit sich, welches auf unterschiedlich viele Achsen oder Ketten verteilt wird. Frey et al. haben untersucht, welchen Einfluss diese Verdichtung durch Holzernte-Fahrzeuge auf die Gemeinschaftsstruktur von Bodenbakterien hat.

Deutliche Veränderung im Waldboden messbar

Bakterien erfüllen viele Aufgaben im Boden. Unter anderem mineralisieren sie Kohlenstoff und speichern so CO₂. Sie sind ein wichtiger Teil des Stickstoffkreislaufs. Da Bakterien sehr sensibel auf ihr Umfeld reagieren, können sie auch als Frühindikatoren für Störungen fungieren. Insbesondere sind sie auf eine (grobe) Porenstruktur mit ausreichend Raum für Luft und Wasser angewiesen.

Für die Untersuchung wurden drei Gebiete mit schweren Bodenschäden durch Holzernte-Fahrzeuge ausgesucht. Die untersuchten Flächen befinden sich alle im Schweizer Mittelland und weisen ähnliche Bedingungen in Höhenlage, Klima und Vegetation auf. Die Böden unterscheiden sich in ihrem Anteil an Lehm und organischem Kohlenstoff.  Es wurden vier Kategorien von Bodenschäden ausgewählt. Die Untersuchungsflächen wurden visuell eingeordnet von „0 – keine Schäden“ bis hin zu „3 – starke Schäden“. In Kategorie 0 wurden nur unbefahrene Böden eingestuft, sie diente somit als Kontrollfläche. Die Untersuchungen fanden 2 bis 4 Jahre nach Entstehung der Schäden statt. Die WissenschaftlerInnen nahmen Bodenproben aus verschiedenen Tiefen, um die Bodenstrukturen zu untersuchen und die Bakterienkulturen zu analysieren.

Untersucht wurden Lagerungsdichte, Verteilung der Porengröße, gesättigte Wasserleitfähigkeit, Kohlenstoff aus mikrobieller Biomasse und andere Parameter, um die vorhanden Bakterienkulturen zu identifizieren. Die Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet.

Noch erhebliche Wissenslücken

Auf den schwer geschädigten Flächen waren in allen untersuchten Parametern signifikante Veränderungen zu erkennen. Die Lagerungsdichte war dort deutlich erhöht. Die Luft- und Wasserdurchlässigkeit war auf 10% oder weniger reduziert – in Relation zu den unbefahrenen Böden der Kategorie 0. Die Struktur der Bodenbakteriengemeinschaft war verändert. Bei den leicht geschädigten Böden wiederum konnte eine Veränderung der Struktur der Bodenbakteriengemeinschaft nicht signifikant von den aus ungestörten Böden unterschieden werden. In moderat geschädigten Böden zeigten sich teilweise keine Veränderungen bis hinzu teilweise erheblichen Veränderungen.Die WissenschaftlerInnen stellten fest, dass eine Erhöhung der Lagerungsdichte ab 15% als schädlich eingestuft werden kann. Gleichzeitig merken sie an, dass die Lagerungsdichte kein guter Indikator für die ökologischen Auswirkungen ist, da sich kein linearer Zusammenhang zwischen der Lagerungsdichte und den ökologischen Schäden herstellen lässt. Dies zeigte sich vor allem bei den moderat geschädigten Böden. Teilweise war dort der Verlust der Makroporen erheblich, obwohl die Lagerungsdichte noch nicht deutlich erhöht war. Die Makroporen wiederum ermöglichen den Wasser- und Luftaustausch im Boden. Frey et al. merken an, dass es noch erhebliche Unsicherheiten und Wissenslücken in Bezug auf die komplexen Beziehungen zwischen Bodenverdichtung und mikrobieller Biomasse (nicht nur Bakterien) gibt.

Kommentar

Frey et al. sind 2009 mit die ersten gewesen, die sich die Struktur von Bodenbakterien in befahrenen Böden angeschaut haben. Ihr Papier enthält noch viele offene Fragen. Spannend wäre also zu wissen, ob Bakterien tatsächlich als Frühindikatoren funktionieren. Hierfür müsste geklärt werden, ob die Bedingungen auf den untersuchten Gebieten die Vegetation verschlechtert haben. Interessant ist auch, wie unterschiedlich sich die Bedingungen für Bodenbakterien in den moderat geschädigten Böden entwickelt haben. Die Forschung hat sich seit Veröffentlichung des Papiers verstärkt dem Thema gewidmet.

Im negativen Sinne beeindruckend ist der Verlust der Wasserleitfähigkeit auf schwer geschädigten Böden. Dies hat nicht nur Auswirkungen auf die Bakterienkulturen im Boden. Die Wasserleitfähigkeit ist entscheidend für die Aufnahme von Regen. Auf den schwer geschädigten Flächen war diese um 90% reduziert. In Zeiten des Klimawandels und immer häufigeren Starkregenereignissen zeigt sich, wie wichtig gesunde Böden auch für den Hochwasserschutz sind.

Zu bemerken ist, dass diese Studie vor bereits 15 Jahren vor dem flächigen Einsatz von schweren Erntemaschinen warnte. In ungünstigen Zeiten (mit feuchter Erde) kann das zu schweren Schäden führen. Sommereinsätze und Beseitigung von Kalamitäten im ganzen Land zeigen, dass in eineinhalb Jahrzehnten wenig aus den Ergebnissen der Studie gelernt wurde. Wünschenswert wäre künftig ein maßvoller Einsatz mit großen Abständen zwischen den Rückegassen. Einsätze sollten nur auf trockenem oder gefrorenem Boden erfolgen. Besser wäre das Rücken manuell gefällter Bäume mit Pferden oder Seilwinden, wie es nach wie vor in einigen deutschen Wäldern praktiziert wird.

Autorin: Signe Heins