Studie: Waldböden erholen sich langsam von saurem Regen

Vor dem „Clean Air Act“ der Vereinigten Staaten von 1970 waren die Regenfälle im ganzen Land sauer. Wenn Niederschläge vom Himmel fielen, vermischten sie sich mit Gasen aus Industrieanlagen, Emissionen von Autos, Kohle und fossilen Brennstoffen. Dadurch wurde das Wasser säurehaltig – auch „saurer Regen“ genannt.

Neben der Luftverschmutzung, die Pflanzen und Menschen schadet, schadet dieser saure Regen auch unseren Böden. Selbst trockene Ablagerungen dieser sauren Emissionen können für Menschen, Pflanzen, Boden und Wasser schädlich sein. Saure Böden können Nährstoffe binden, so dass Pflanzen sie nicht mehr aufnehmen können. Außerdem können Mikroben im Boden und Pflanzen Schäden davontragen.

Einen positiven Effekt hatte der saure Regen jedoch, denn der gebundene Schwefel führte dem Boden einige Nährstoffe zu. Der Nutzen der Sulfate war jedoch vernachlässigbar und die Gesamtauswirkungen der Verschmutzung erforderten eine Regulierung.

Die Erholung von saurem Regen ist ein langsamer Prozess

Jennifer Knoepp hat zusammen mit dem US Forest Service untersucht, wie sich die Verringerung der Luftverschmutzung und des sauren Regens nach dem „Clean Air Act“ auf die Wälder in den südlichen Appalachen auswirkt. Ihr Interesse gilt insbesondere der Erholung der Böden, wenn die Luft sauberer wird. Knoepp stellte ihre Arbeit auf der internationalen Jahrestagung der American Society of Agronomy, der Crop Science Society of America und der Soil Science Society of America im November in San Antonio als Sergei A. Wilde Distinguished Lectureship on Forest Soils vor.

Sowohl der „Clean Air Act“ von 1970 als auch seine Überarbeitung von 1990 regulierten die Emissionen in den Vereinigten Staaten, was zu einer verbesserten Luft- und Wasserqualität führte. Aber was ist mit dem Boden – der „Haut“ der Erde – die Nahrung und Schutz bietet und die größte biologische Vielfalt der Welt beherbergt?

„Wir haben im Laufe der Zeit erhebliche Bewegungen von Sulfat aus den Böden festgestellt“, sagt Knoepp. „Sulfat bewegt sich aus den Oberflächenböden in den Untergrund. Darüber hinaus zeigen die Flüsse in unserem Untersuchungsgebiet eine verbesserte Wasserqualität. Böden und Flüsse weisen jedoch immer noch chemische Ungleichgewichte auf.“ Dies deutet darauf hin, dass die Erholung von jahrzehntelangem sauren Regen ein langfristiger Prozess ist.

Saubere Luft führt zur Verbesserung der Böden

Um die Böden und das Wasser zu bewerten, nahmen die Forscher Proben von 24 hochgelegenen Fichten-Tannen-Waldstandorten und zwei Wassereinzugsgebieten in den südlichen Appalachen. Die Standorte repräsentieren eine Region im Südosten der USA mit hohen Höhen- und Niederschlagsgradienten sowie einer hohen Biodiversität.

Bodenproben von 24 Standorten wurden im Labor mir früheren Proben verglichen. Foto: Jennifer Knoepp

Das Forschungsgebiet umfasst Standorte innerhalb des Great Smoky Mountain Nationalparks und am südlichen Ende des Blue Ridge Parkway. Die Ergebnisse können analog auf andere Waldgebiete mit ähnlichen Luft- und Bodenbedingungen übertragen werden.

Jüngste Bodensammlungen wurden mit archivierten Bodenproben aus den 80er und 90er Jahren verglichen. Das Forschungsteam analysierte sowohl die neu gesammelten als auch die archivierten Proben auf „extrahierbares Sulfat“.

Alle Daten wurden verwendet, um die langfristige Reaktion der Wälder in den südlichen Appalachen auf Veränderungen der Sulfatablagerung zu bestimmen, die nach der Umsetzung der Änderung des Clean Air Act im Jahr 1990 auftraten.

Die Daten zeigen, dass der Sulfatgehalt der Niederschläge und Flüsse nach der Umsetzung der Gesetzes-Novelle zur Luftreinhaltung zurückging. Sie zeigen zudem, dass das vollständig reversible Sulfat in den Oberflächenböden zurückgegangen ist. Unterirdische Böden zeigen entweder keine Veränderung oder einen Anstieg des teilweise reversiblen Sulfats.