Nationalparkverwaltung
Bayerischer Wald

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Forschung im Nationalpark Bayerischer Wald

Forsthydrologisches Monitoring im Einzugsgebiet Große Ohe

Pegelanlage Taferlruck (Foto: Beudert)

Laufzeit: seit Januar 1976
Forschungsverbund aus Bayerischem Landesamt für Umwelt (LFU), Bayerischer Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF), Wasserwirtschaftsamt Deggendorf (WWA DEG) und Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald (NPV)
Projektleitung: Lothar Zimmermann (LWF), Wolfgang Sprenger (LFU), Burkhard Beudert (NPV)

Mit dem Bau der Pegelanlage Taferlruck und der Einrichtung von Messnetzen zu Niederschlag, Schneehöhe und Schneedichte waren im Jahr 1977 die Grundlagen für das hydrologische Monitoring im 1900 ha großen Einzugsgebiet der Großen Ohe gelegt. Die zentrale Fragestellung galt den Veränderungen im Wasserhaushalt auf Einzugsgebietsebene, wenn sich aus dem Wirtschaftswald ohne lenkende Maßnahmen des Menschen ein Naturwald entwickelt. Die Einführung von zunächst hydrochemischen Untersuchungen und später hydrochemischen Monitoringprogrammen in den 1980er Jahren waren Konsequenz aus den negativen Wirkungen schwefelsaurer Depositionen auf Waldgesundheit, Grundwasserbeschaffenheit und die Fließgewässerbiozönosen. Die Ergebnisse der grundlegenden hydrologischen und hydrochemischen Auswertungen sind in einer eigenen Schriftenreihe1 dokumentiert.

Der aktuelle Klimawandel hat durch Erwärmung, Zunahme von Stürmen und damit Begünstigung von Holz nutzenden Insekten (Borkenkäfer) das Vegetationskleid auch im Einzugsgebiet Große Ohe deutlich schneller und großflächiger verändert, als dies ursprünglich angenommen werden konnte.

Daraus ergaben sich drängende Fragen nach den Konsequenzen für das Niederschlags-Abflussverhalten bei flächig veränderter Vegetationsdecke, insbesondere das Rückhaltevermögen für Niederschläge und die Abflussbildungsprozesse betreffend, die in einem Projekt im Rahmen der High Tech Offensive Bayern (HTO 33-7) mit unterschiedlichen Modellansätzen bearbeitet wurden (KLÖCKING et al. 2005). Gegenüber dem Referenzszenario (kein Borkenkäferbefall) stieg die Gebietsverdunstung mit dem flächigen Auftreten abgestorbener Fichtenbestände bis um 10% (Forellenbach) bzw. 15% (Markungsgraben) des Gebietsniederschlags an, der Gebietsabfluss erhöhte sich um diesen Anteil. Ebenso gab es Indizien für erhöhte Anteile schneller Abflusskomponenten mit zunehmendem Totholzflächenanteil. Für Schmelzhochwässer wurde in sehr stark betroffenen Einzugsgebieten (Markungsgraben) eine Vorverlegung gegenüber dem Referenzszenario festgestellt, die einer veränderten Schneedeckendynamik zugeordnet wurde.

In späteren Untersuchungen mit zusätzlichen Datensätzen (Schmidt 2008) konnten jedoch keine dauerhaft veränderten Anteile der Abflusskomponenten (Grundwasser, Interflow) auf Jahresbasis gefunden werden.

Aktuelle Analysen der Abflussdynamik der Großen Ohe sowie des Markungsgrabens und des Forellenbachs lassen einen Trend zu erhöhten Abflüssen im Winterhalbjahr erkennen, ohne dass die Scheitelabflüsse betroffen sind. Deutlich ausgeprägter ist der Trend zu erhöhten Niedrigwasserabflüssen im Sommerhalbjahr in allen untersuchten Bächen, besonders stark im betroffenen Markungsgrabengebiet, als Reaktion auf die verringerte Gebietsverdunstung und die erhöhte Grundwasserneubildung.

Literatur

Klöcking, B., Schwarze, R., Beudert, B., Suckow, F. Lasch, P., Badeck, F., Pfützner, B., 2005. Auswirkungen des Borkenkäferbefalls auf den Wasser- und Stoffhaushalt zweier Gewässereinzugsgebiete im Nationalpark Bayerischer Wald. Nationalpark Bayerischer Wald (Hrsg.), Schriftenreihe Wasserhaushalt und Stoffbilanzen im naturnahen Einzugsgebiet Große Ohe, Grafenau, Heft 8, ISSN 0937-0056.

Schmitt, S., 2008. Tracerhydrologische Untersuchungen zu Veränderungen im Wasser- und Stoffhaushalt von Einzugsgebieten im Nationalpark Bayerischer Wald infolge borkenkäferinduzierten Absterbens von Fichtenbeständen. Unveröffentlichte Diplomarbeit an der TU Dresden, Institut für Hydrologie und Meteorologie, 157 S., Dresden.

Schwarze, R., Beudert, B., 2009. Analyse der Hochwassergenese und des Wasserhaushalts eines bewaldeten Einzugsgebietes unter dem Einfluss eines massiven Borkenkäferbefalls. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 53 (4), pp. 236-249.

DOC-Monitoring in Fließgewässern des Einzugsgebiets Große Ohe

Laufzeit: seit 1983
Projektbearbeiter: Alejandro Spitzy (ZMAW, Universität Hamburg), Burkhard Beudert (NPV)
Projektleitung: Lothar Zimmermann (LWF), Burkhard Beudert (NPV)

Gelöste organische Kohlenstoffverbindungen (DOC) sind eine wichtige Lebensgrundlage für heterotrophe Gewässerökosysteme wie den Rachelsee. Sie bestehen zu einem großen Teil aus organischen Säuren, die beim unvollständigen Abbau der Streu in den organischen Auflagen der Böden anfallen und in die Bäche ausgewaschen werden können.

Organische Säuren regulieren neben den Mineralsäuren, die aus der Atmosphäre eingetragen und/oder durch mikrobielle Umsetzungen im Boden erzeugt werden, die Gewässerazidität und die Wirkung von Schwermetallen auf Lebewesen im Gewässer. Darüber hinaus sind gelöste organische Substanzen in zur Trinkwassergewinnung genutzten Systemen unerwünscht, weil sie den Aufbereitungsaufwand erhöhen.

Vor dem Hintergrund stark reduzierter saurer Depositionen aus der Atmosphäre, der Dynamik in der Zusammensetzung der Vegetationsdecke mit den dadurch angestoßenen biochemischen Prozessen und dem laufenden Klimawandel sollen die langen Datenreihen der DOC-Konzentrationen im Auslauf des Rachelsees und drei untersuchten Bächen im Hinblick auf Unterschiede in der räumlichen und zeitlichen Dynamik und auf langfristige Trends untersucht werden.

Literatur

Spitzy, A., Köhler, H. 1999. Jahreszeitlicher Verlauf von DOC-Austrägen aus dem Einzugsgebiet der Großen Ohe, in: Nationalpark Bayerischer Wald (Hrsg.): Einzugsgebiet Große Ohe – 20 Jahre hydrologische Forschung im Nationalpark Bayerischer Wald. Schriftenreihe Wasserhaushalt und Stoffbilanzen im naturnahen Einzugsgebiet Große Ohe, Grafenau, Heft 7, S. 117-124.

Beudert, B., Bässler, C., Foullois, N., Klöcking, B., Spitzy, A., Zimmermann, L., 2012 (in Vorbereitung). Monitoring des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) in Gewässern des Einzugsgebiets der Großen Ohe. Nationalpark Bayerischer Wald (Hrsg.), Schriftenreihe Wasserhaushalt und Stoffbilanzen im naturnahen Einzugsgebiet Große Ohe, Grafenau, Heft 9.