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Experiment zu Nährstofflimitation

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Bereits eine geringe Nährstoffzugabe stimuliert das Wachstum von Bäumen und Halbsträuchern im Übergangsgebiet der Baumgrenze und verändert das alpine Ökosystem. Das zeigt ein weltweit einzigartiges Experiment unter Leitung von SLF-Forschenden.

 

Grundsätzlich weiss man, dass tiefe Temperaturen (5° Grad und tiefer) wachstumslimitierend für Pflanzen an der Baumgrenze sind. Nun hat eine Langzeitstudie gezeigt, dass nur schon eine geringe Beigabe von Nährstoffen wie sie z.B. über die Luft eingetragen werden, das Wachstum fördern und somit das ökologische Gleichgewicht beeinflussen kann.

Die heutige Baumgrenze in der Schweiz auf ca. 2000m. ü. M. ist das Ergebnis der sogenannten kleinen Eiszeit im 19. Jahrhundert und der landwirtschaftlichen Nutzung, u.a. mit Baumrodungen bis Mitte des 19. Jahrhunderts. Auf dem Stillberg, einer Versuchsfläche des SLF auf 2000m. ü. M., wurden seit 1950 auf einer Fläche von 5 Hektaren (ha) rund 92‘000 Bäume (Arven, Bergföhren, Lärchen) gepflanzt. Auf Teilflächen am Stillberg hat ein Forschungsteam unter der Leitung des SLF-Experten Christian Rixen ein Düngungsexperiment mit Bäumen (Lärchen und Bergföhren) durchgeführt, das in seiner Art weltweit einzigartig ist.

 

Im Zeitraum von 12 Jahren (2004-2016) wurde ein relativ geringe Menge Nährstoffe hinzugefügt, u.a. Stickstoff (N), 15-30 kg pro Hektar und Jahr. Während Lärchen nach zwei Jahren relativ schnell reagierten und ein erhöhtes Wachstum zeigten, brauchten Bergföhren länger und wuchsen erst nach 5-6 Jahren mehr. Auch Sträucher wie Heidelbeeren reagierten bereits nach wenigen Jahren und zunehmend nach längerer Dauer des Experimentes auf die Düngung.

 

Die Studie zu experimenteller Düngung an der Baumgrenze zeigte:

  • Nur schon eine geringe Menge Nährstoffe, wie sie z.B. über die Luft in Ökosysteme eingetragen werden, hat einen Einfluss auf das Wachstum von Pflanzen an der Baumgrenze.
  • Der critical load – das Mass, das die Empfindlichkeit der Ökosysteme gegenüber Einträgen und Konzentrationen von Luftschadstoffen angibt – liegt im Übergangsgebiet (Ökoton) der Baumgrenze bei unter 15 kg N/ha und Jahr.

Die Ergebnisse dieser Longitudinalstudie zeigen also, dass die alpine Baumgrenze ein sehr fein austariertes Ökosystem ist, das sensibel auf kleine Mengen Nährstoffbeigabe reagiert. Nährstoffeinträge aus der Luft im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung werden vermutlich das Wachstum an der Baumgrenze erhöhen.

 

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