标题：Beurteilung des Ozonrisikos für die Waldregionen Bayerns am Beispiel des Jahres 2002 und des Extremtrockenjahres 2003 auf der Basis der externen Ozonexposition und der internen Ozonaufnahme
摘要：Hintergrund und Ziel Auch in Zukunft wird die Belastung der Wälder Bayerns durch erhöhte bodennahe Ozonkonzentrationen undvermehrte Sommertrockenheit infolge des Klimawandels zunehmen. Für ein solches Szenario werden Ertragseinbußen prognostiziert. Die Wirtschaftsbaumart Buche (Fagus sylvatica L.) wird im Klimawandel aufgrund ihrer breiten ökologischen Amplitude als sehr anpassungsfähig eingeschätzt, wegen der Kombinationswirkung der Einflussgrößen Trockenheit und Ozonbelastung ist die Buche jedoch besonders hohen Risiken ausgesetzt. Ziel der Studie ist es, das überregionale Risiko für Bayerns Wälder durch die Ozonbelastung anhand verschiedener Bewertungskonzepte insbesondere in einem extremen Trockenjahr am Beispiel 2003 im Vergleich mit einem klimatisch durchschnittlichen, eher feuchten Jahr (2002) zu ermitteln. Darüber hinaus werden die verwendeten Bewertungskonzepte diskutiert und Weiterentwicklungen für eine mehr standortspezifische Risikobeurteilung empfohlen. Material und Methoden Die Untersuchung wurden an elf bayerischen Waldklimastationen und zwei forstlichen Forschungsstandorten durchgeführt, welche das Spektrum typischer Waldbestände in unterschiedlichen Höhenlagen, bei unterschiedlichen Temperatur- und Niederschlagsverhältnissen in Bayern repräsentieren. Für die Ozonrisikobewertung wurden die derzeit üblichen Bewertungsstandards verwendet, welche entweder auf der Berechnung der kumulativen externen Ozonexponierung (externe O3-Exposition) basieren (MPOC, Critical Level AOT40phen) oder welchen die Berechnung der ozonflussbasierten und phytomedizinisch relevanten Ozonaufnahme über die Stomata, d. h. der tatsächlichen Ozondosis, zugrunde liegt (Critical Level AFst>1,6,). Zudem wurden ozonbedingte Blattsymptome erhoben. Die zugrunde gelegte Datenbasis greift auf kontinuierlich aufgezeichnete Ozonkonzentrationen und meteorologische Daten von Waldstandorten und möglichst nahe gelegenen Luftüberwachungsstationen zurück. ErgebnisseFür Bayerns Wälder konnte gemäß der Ergebnisse sowohl zu den expositionsbasierten Indices AOT40phen und MPOC als auch zum ozonflussbasierten Index AFst>1.6ein hohes Risiko für ozonbedingte Wuchsbeeinträchtigung während des klimatisch durchschnittlichen, eher feuchten Jahres 2002 und im extremen Trockenjahr 2003 festgestellt werden. Die Schwellenwerte der verwendeten Konzepte wurden in beiden Jahren auf allen Flächen, meist schon zu Beginn der Vegetationszeit, deutlich überschritten. Die ermittelten Schwellenwertüberschreitungen der Critical-Level-Konzepte prognostizieren 5 %ige Wachstumseinbußen. Es konnten nur vereinzelt sehr geringfügig ausgeprägte ozonbedingte Schadsymptome an Blättern festgestellt werden. Diskussion Gegenüber den Indices zur Bestimmung der externen Ozonexposition zeigte jener des internen Ozonflusses bei Trockenheit deutliche Unterschiede bei der Einschätzung des Risikos: Während die externe Ozonexposition über das gesamte Flächenspektrum ein hohes Risiko anzeigte, war die tatsächlich über die Stomata aufgenommene Ozondosis und somit das Risiko auf allen Flächen in beiden Untersuchungsjahren auf trockenen Standorten bei langanhaltender Wasserlimitierung deutlich geringer als an feuchten Standorten. Die Wasserverfügbarkeit im Boden war für die tatsächlich aufgenommene Ozondosis ausschlaggebend. Aus der ozonflussbasierten Modellierung geht somit hervor, dass es, je nach Wasserverfügbarkeit, sowohl zu synergistischen als auch zu antagonistischen Wirkungen von Trockenheit und Ozonbelastung auf die Bäume kommen kann. An wasserlimitierten, trockeneren Standorten ist eine eingeschränkte Transpiration, gleichzeitig aber auch eine geringe Ozonaufnahme zu erwarten. Folgerungen, Empfehlungen und Ausblick Die Bestimmung der tatsächlichen Ozondosis infolge der Ozonaufnahme durch die Spaltöffnungen ist für eine realistische standortspezifische Risikoeinschätzung besser geeignet als jene der externen Ozonexposition und wird zur Verwendung bei Risikobewertungen empfohlen. Die prognostizierten 5 %igen Wachstumseinbußen stehen zunächst im Widerspruch zu den allseits beobachteten Zuwachssteigerungen in den vergangenen Jahrzehnten. Eine flächendeckende und statistisch abgesicherte Überprüfung des Ozonrisikos auf den Zuwachs steht ebenso aus wie eine gezielte Validierung von aktuellen Ozonrisikoschwellenwerten und deren Anwendbarkeit im Freiland. Spezifische Zuwachsanalysen von neu erhobenen und retrospektiven Daten könnten diese Lücke füllen. Als neuartiger Ansatz liefert die auf Xylemflussmessung gestützte Ermittlung der Bestandestranspiration standortspezifische Ursache–Wirkungs-bezogene Ergebnisse sowohl zur Ozonaufnahme als auch zum Wasserverbrauch von Waldbeständen und somit schließlich auch für die realistische Einschätzung des regionalen O3-Risikos. Wesentliche zukünftige Ziele sind die Verbesserung der Ozonflussmodellierung durch Einbeziehung boden- bzw. wasserhaushaltsrelevanter Standortseigenschaften sowie die oben erwähnte verbesserte Abschätzung der Kronen- bzw. Bestandestranspiration. Außerdem ist die Etablierung von standort- bzw. klimaspezifischen Schwellenbereichen für Waldbäume und deren Validierung in realen Waldbeständen eine dringende Notwendigkeit für die Entwicklung aussagekräftiger Modellvorhersagen für das O3-Risiko für Wälder.
关键词：Bavaria ; Critical level concepts ; Climate change ; Drought ; External and internal ozone exposure and dose ; Forest ; Ozone ; Ozone-induced foliar damage ; Water availability
