Ozon- und Stickstoffdeposition: Langzeitwirkung auf artenreiche, sub-alpine Weiden

• Forschungsstelle: ART
• Projektnummer: 08.31.01.03
• Projekttitel Englisch: Long-term effects of combined ozone and nitrogen deposition on sub-alpine pastures
• Kurztitel: Luftschadstoffe und alpine Weiden

Schlüsselwörter (Englisch)

ozone, nitrogen, sub-alpine, soil, carbon, flux, mycorrhiza, critical level, critical load

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Artenreiche, alpine Weiden haben eine grosse Bedeutung für den Erhalt von biologischer Vielfalt. Diese wird zunehmend durch die im Alpenraum stetig ansteigenden Einträge von Luftschadstoffen bedroht, namentlich durch Stickstoffverbindungen in der Nass- und Trockendeposition (Stickoxide, Ammoniak) und durch das bodennahe Ozon. In vielen Gegenden ist mit einer Kombination der Wirkung dieser Stoffgruppen auf die Vegetation zu rechnen: einerseits durch Ozon als direkter Stressfaktor und andererseits durch Eutrophierung und Versauerung der Böden infolge erhöhter Stickstoffeinträge. Die Langzeitfolgen dieser Wirkungsinteraktion sind noch weitgehend unbekannt. Zu den möglichen Auswirkungen gehören langfristig Veränderungen der Produktivität, der Arten-zusammensetzung der Vegetation, sowie im Stoffhaushalt des Bodens. Zur Minderung des Risikos und zum Schutz empfindlicher Ökosysteme orientieren sich die Strategien für Emissionsreduktionen im UNECE-Raum an Critical Levels/Loads. Diese werden aufgrund von geeigneten Sensitivitätsstudien (Feldbeobachtung, Experimente) festgelegt und in Modellen zur Kartierung des Risikos (sog. Maps of Exceedance) verwendet. Zur Weiterentwicklung dieser Strategien zur Luftreinhaltung besteht gemäss UNECE Forschungsbedarf speziell in folgenden Bereichen:

a) Angaben zur Sensitivität von naturnahen Pflanzengemeinschaften alpiner Gebiete auf Ozon und steigende, atmosphärischer Stickstoffzufuhr;

b) Bereitstellung von quantitativen Daten für die Modellierung von Ozonaufnahme und –wirkung für Wiesen-Ökosysteme in erhöhten Lagen;

c) Bestimmung des Critical Level rsp. Critical Flux für Ozon and des Critical Load für Stickstoff für alpine, naturnahe Wiesengesellschaften aufgrund von Langzeitdaten.

Projektziele (Deutsch)

Ziele, die durch nationale und internationale Kooperation im Rahmen des UNECE/ICP Vegetation (International Cooperative Programme) erreicht werden sollen:

1. Abklärung der Frage, in welchem Ausmass und in welcher Art die Kombination von erhöhter Ozon- bzw. Stickstoffbelastung langfristig die Ökosystem-Eigenschaften (Biodiversität, Produktivität, Boden-Organismen, Stoffhaushalt) von artenreichen Alpweiden verändert. Kundennutzen: Beitrag zur Identifikation empfindlicher Ökosysteme in Europa, sowie Information über die Auswirkungen sich ändernder Umweltbedingungen für die Berg-Landwirtschaft zuhanden von Behörden und Öffentlichkeit.

Bestimmung eines Critical Level und Critical Flux für Ozon bei unterschiedlicher Stickstoffzufuhr, sowie Bestimmung eines Critical Load für Stickstoff, mit oder ohne gleichzeitigen Ozoneinfluss. Kundennutzen: Critical Levels/Loads für alpine Vegetation für die Erstellung von Luftschadstoff-Risikokarten durch die UNECE.

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Achermann B, Bobbink R. 2003. Empirical critical loads for nitrogen. Swiss Agency for Environment, Forest and Landscape SAEFL. Berne, Switzerland.

Bassin S, Volk M, Fuhrer J. 2006. Factors affecting the ozone sensitivity of temperate European grasslands: an overview. Environmental Pollution 146: 678–691.

Bassin S, Volk M, Suter M, Buchmann N, Fuhrer J. 2007b. Nitrogen but not ozone affects productivity and species composition of subalpine grassland after 3 yr of treatment. New Phytologist, 175(3): 523-534.

CLRTAP. 2004. Manual on methodologies and criteria for modelling and mapping critical loads and levels and air pollution effects, risks and trends. Convention on Long–Range Transboundary Air Pollution. Online. [http://www.icpmapping.org.]

Fuhrer J. and Booker F., 2003. Ecological Issues Related to Ozone: Agricultural Issues. Environment International, 29(2-3) 141-154.Volk, M., Bungener, P., Montani, M., Contat, F. & Fuhrer, J., 2006: Grassland yield declined by a quarter in five years of free-air ozone fumigation. Global Change Biology 12, 74-83.

Volk M., Geissmann M., Blatter A., Contat F., and Fuhrer J., 2003. Design and Performance of a Free-Air Exposure System to Study Long-Term Effects of Ozone on Grasslands. Atmospheric Environment 37(9-10), 1341-1350.

Projektspezifische Kosten (Deutsch)

Lohnkosten: Infrastruktur: Betriebskosten: Reisespesen:

444'000                -              31'500              14'500