Der Boden des Jahres 2024 – Waldboden

Auch für 2024 wurde ein Boden des Jahres gewählt. Und er steht vor dem gleichen Problem wie der Boden des Jahres 2023. Denn genauso wenig wie es „den“ Ackerboden gibt, gibt es den Waldboden. Vielmehr gibt es eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Böden. Das fängt schon damit an, dass auch die Wälder, die auf diesen Böden stehen, in ihrer Naturnähe, ihrer Nutzung und ihrer Artenzusammensetzung oft sehr unterschiedlich sind. Wenn man dann noch die unterschiedlichen Ausgangsgesteine und die verschiedenen Phasen der Bodenentwicklung berücksichtigt, kann es schnell unübersichtlich werden. Bei aller Vielfalt haben Waldböden aber auch viele Gemeinsamkeiten. Dazu gehören zum Beispiel die Mineralisierung der Streu und die im Vergleich zu vielen anderen Böden geringe Überformung durch den Menschen. Und doch macht der Waldboden auf einige ganz zentrale Leistungen aufmerksam, die Böden für uns erbringen.

Vielfältiger Waldboden

Bleiben wir zunächst bei der Vielfalt der Waldböden. Sieht man von sehr jungen Bodenbildungen ab, so dürften die meisten Böden Mitteleuropas im Laufe ihrer Entwicklung einmal Waldboden gewesen sein. Dabei hat der Wald, der auf ihnen stand, ihre Entwicklung entscheidend beeinflusst.

Es bildeten sich Humusauflagen in sehr unterschiedlicher Form, wobei durch die tiefe Durchwurzelung der Bäume auch Humus im Unterboden gebildet wurde. Darüber hinaus wird der Waldboden in der Tiefe durch Bodenlebewesen wie Pilze oder Mikroorganismen und andere Bodentiere belebt. Vor allem die größeren Bodentiere haben durch ihre Aktivitäten wie Graben und Wühlen, aber auch durch ihre Ausscheidungen einen großen Einfluss auf die Bodenstruktur. Im Zusammenspiel mit den Pflanzenwurzeln, aber auch mit Tonmineralen bildet sich ein spezifisches Bodengefüge mit einem hohen Anteil an Grobporen und kleinen, aber stabilen Gefügebestandteilen.

Der durchwurzelte Bodenraum ist in Waldböden in der Regel deutlich größer und tiefgründiger als in Böden unter Grünland oder Ackerland.

Dabei ist die Vielfalt der Bodenformen unter Wald meist größer als unter landwirtschaftlich genutzten Böden. Der Wasserhaushalt kann von mäßig feucht bis trocken reichen. Waldböden können auch basisch bis stark sauer sein. Hinsichtlich der Nährstoffversorgung reichen sie von nährstoffreich bis sehr nährstoffarm. Je nach Ausgangssituation können sie auch von nahezu stein- und grusfrei bis extrem stein- und grusreich (bis > 85 %) reichen.

Auch nachdem der Mensch den Wald gerodet und den Boden anderweitig genutzt hat, haben die Böden oft zumindest einen Teil ihrer Eigenschaften bewahrt.

Wald kann auf einer Vielzahl von Bodentypen stehen. Die mengenmäßig häufigsten sind jedoch die folgenden vier Bodentypen

Braunerden

Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und der Staatlichen Geologischen Dienste der Länder lassen sich etwa 70 verschiedene Bodentypen unterscheiden. Im mäßig kühlen und feuchten Klima Mitteleuropas überwiegen die Braunerden mit ihren Übergängen zu anderen Bodenklassen.

Die namensgebende Färbung der Braunerden entsteht durch Verwitterung und Verbraunung. Dabei entstehen Eisenoxidverbindungen, die intensiv braun oder rötlich gefärbt sind.

Stauwasserböden

Gut 10 % der Waldböden sind Stauwasserböden. Hier führt ein zeitweiliger Wasserüberschuss im Boden zu Sauerstoffmangel. Meist finden sich auf diesen Böden Waldgemeinschaften mit Stieleiche und Hainbuche, also Baumarten, die mit den Standortbedingungen gut zurechtkommen.

Podsole

Podsole sind nährstoffarme, saure Böden. Der Name stammt aus dem Russischen und bedeutet „Ascheboden“. Dies bezieht sich auf die grau-weiße Farbe, die Podsolhorizonte aufweisen und die ein wenig an Asche erinnert. Die Humussäuren aus der Streuauflage sorgen für die Bleichung des Oberbodens. Humus, Nährstoffe und Eisenverbindungen werden ausgewaschen und in tiefere Bodenbereiche verlagert. Podsol findet man vorwiegend unter Nadelwald oder Heide.

Lessivés

Die Lessivés mit ihrer Tonverlagerung in tiefere Bodenzonen sind zwar grundsätzlich auch für den Ackerbau geeignet, machen aber immerhin noch ca. 8 % der Böden unter Wald aus.

Wo gibt es Waldboden

Damit sind wir bei der Verbreitung der Waldböden. Wie könnte es anders sein, hängen die Waldböden mit der Verbreitung der Wälder zusammen. In Deutschland beträgt der Waldanteil rund 30 %, wobei die Verteilung sehr ungleichmäßig ist. So weisen Gebiete mit gut ackerfähigen Böden, wie z.B. Lößböden, meist nur einen Waldanteil von unter 10 % auf. In anderen Gebieten mit für den Ackerbau deutlich weniger geeigneten Böden, wie nährstoffarmen oder stau- bzw. grundwassergeprägten Böden, oder in schwer zugänglichen Gebieten der Mittelgebirge und der Alpen kann der Waldanteil dann schnell auf über 60 % ansteigen.

Größere zusammenhängende Waldgebiete finden sich dann oft auch in Gebieten, die für den Ackerbau wenig geeignet sind. Beispiele hierfür sind der Pfälzer Wald, der Schwarzwald, der Spessart und der Odenwald. Auch der Harz, der Bayerische Wald, der Thüringer Wald, der Solling oder das Erzgebirge sind großflächig bewaldet.

Wie hat sich der Waldboden entwickelt?

Die heutigen Wälder und mit ihnen die Waldböden in Deutschland sind im Vergleich zu früheren Epochen nur noch vergleichsweise kleine Reste. Dabei begann die Entwicklung zumindest hier in Mitteleuropa unmittelbar nach der Eiszeit und dem Rückzug der Gletscher. Damals entstanden aus den weitgehend baumlosen Tundren und Steppen der Eiszeit unter dem zunehmend gemäßigten atlantischen und kontinentalen Klima lichte, parkartige Wälder, zunächst aus Kiefern und Birken. Später entwickelten sich im Zuge der Klimaerwärmung zunehmend Laubmischwälder.

Von etwa 8000 bis etwa 3000 dominierten Eichenmischwälder mit Haselnussanteilen auf unvernässten Standorten, danach wurden die Wälder unter dem Einfluss der Buche dichter und dunkler. Spätestens ab der Römerzeit dominierte die Buche auf feuchten bis mäßig trockenen, sauren bis neutralen Böden mit einem Waldbedeckungsgrad von ca. 80 %.

Umwandlung von Waldboden in Ackerboden

Mit der Römerzeit begann auch eine erste Phase der verstärkten landwirtschaftlichen Nutzung der Böden in unserem Raum. Die Menschen rodeten die Wälder und wandelten die Waldböden in Ackerland um. Damit nahm der Einfluss des Menschen auf die Bodenentwicklung stetig zu. Auch Wälder, die nicht gerodet wurden, wurden zunehmend vom Menschen genutzt. Waldweide, Streunutzung und Holznutzung beeinflussten auch die Entwicklung der verbliebenen Waldböden.

Im Laufe der Jahrhunderte nahm der Waldanteil ab und betrug im 18. Jahrhundert in Mitteleuropa weniger als 20 %. Erst danach stieg er wieder auf die heutigen 30 % an.

Entwicklungsgeschichte

Auch bei den Waldböden ist die Entwicklungsgeschichte sehr eng mit der Vegetationsentwicklung verknüpft. Letztlich sind wohl alle mäßig feuchten bis trockenen und nicht zu sauren Böden zumindest hier in Mitteleuropa von der Waldentwicklung beeinflusst.

Lange Zeit sorgte das Gleichgewicht zwischen lebender und abgestorbener Biomasse für stabile Bodenverhältnisse. Humusbildung und Mineralisation sowie die jeweilige biologische Aktivität sorgten für grobporige Oberböden mit tief reichenden Vorräten an organischem Kohlenstoff.

Die menschliche Nutzung der Wälder führte dagegen seit dem Mittelalter zu einer Verarmung der Böden. Aus den stark genutzten Wäldern entwickelten sich zunehmend Zwergstrauchheiden, deren Humusauflage aus Rohhumus bestand. Dies förderte vor allem auf nährstoffärmeren Standorten die Podsolierung.

Humusformen

Wie bereits erwähnt, stellt sich in Gebieten, in denen der Mensch die Streu nicht entfernt, ein Gleichgewicht zwischen der anfallenden Streu und ihrer Zerkleinerung und Mineralisierung ein. Es entsteht eine Streuschicht, aus der sich Humus bildet. Entweder als Humus im Mineralboden oder als Humusauflage. Der größte Teil wird mit der Zeit mineralisiert und kann so von den Pflanzen wieder als Nahrung aufgenommen werden.

Welche Humusform sich bildet, hängt vor allem von der Abbaubarkeit der Streu, der Verfügbarkeit von Sauerstoff und der Aktivität der Mikroorganismen und Bodentiere ab. Auch das Klima und die Lichtverhältnisse spielen eine wichtige Rolle. Auf durchlüfteten Böden sind folgende Humusformen anzutreffen:

• Mull: Mull zeichnet sich durch eine hohe biologische Aktivität und eine gute Nährstoffversorgung aus. Die anfallende Streu wird von Bodenorganismen rasch abgebaut und von Wühlern wie Regenwürmern in tiefere Bodenschichten verlagert.
• Moder: Auf sauren Böden und bei schlecht zersetzbarer Streu entsteht eine Humusform, die Moder genannt wird. Die Aktivität der Bodenlebewesen ist eingeschränkt, der Name leitet sich von dem häufig auftretenden modrigen Geruch ab, der durch Pilze verursacht wird.
• Rohhumus: Ist der Boden stark versauert, bildet sich Rohhumus. Diese Humusform findet sich häufig in Nadelwäldern. Die Streu wird nur sehr verzögert und unvollständig abgebaut.

Wenn die Standorte dagegen nass und ohne ausreichende Versorgung mit Sauerstoff sind, findet man andere Humusformen wie:

• Anmoor
• Moorhumusformen

Streunutzung und ihr Einfluss

Meist lässt der Mensch den Wald aber nicht in Ruhe, sondern nutzt seine vielfältigen Ressourcen. Dabei spielt nicht nur das Holz der Bäume als Bau- und Brennholz eine Rolle, auch die Streu wurde vor allem in früheren Zeiten gerne genutzt. Wird die Streu jedoch regelmäßig entfernt, kann dies zu einer zunehmenden Versauerung der betroffenen Böden führen. Da gleichzeitig das Nährstoffangebot abnimmt, werden nährstoffliebende Arten zunehmend zurückgedrängt, während sich anspruchslosere Arten durchsetzen. Die Wälder wandelten sich zu lichten Birken-Kiefernwäldern oder zu Heiden mit Besenheide und Heidelbeere. Diese Heideflächen finden wir heute noch in Gebieten, in denen früher die Streu übermäßig genutzt wurde. Viele Menschen haben jedoch vergessen, dass dies nicht der natürliche Zustand ist, sondern heute oft mit großem Aufwand an Menschen und Maschinen immer wieder neu hergestellt werden muss.

Was gefährdet den Waldboden?

Die Wälder wurden immer mehr zugunsten von Grünland und Ackerland zurückgedrängt. Die verbliebenen Wälder befanden sich meist auf Flächen, die sich weder als Grünland noch als Acker eigneten. Aber auch diese dienten als Waldweide und lieferten vielfältiges Nutzholz zum Bauen oder als Energieträger. Bodendegradation war die Folge.

Gefährdung durch Nutzung

Die Nutzung beeinflusste auch die Zusammensetzung der Wälder. Schnell wachsende Baumarten wie Kiefer oder Fichte dienten als Bauholz oder zur Herstellung von Holzkohle. Viele Laubwälder wurden noch bis in die 1950er Jahre als Niederwälder genutzt. Hier wuchsen bevorzugt Stieleichen oder Traubeneichen zur Gewinnung von Eichenlohe. Dabei veränderten die Bäume auch den Boden. So führte die Streu von Nadelbäumen wie Kiefern und Fichten zu Moder oder moderartigem Rohhumus und förderte damit zusätzlich die Versauerung.

Klimawandel

Heute kommt der vom Menschen verursachte Klimawandel hinzu. Extreme Hitze, oft verbunden mit langen Trockenperioden, setzt vielen Bäumen zu. Auf einer Fläche von der Größe des Saarlandes (ich liebe diese Größenangabe!) haben Trockenheit und Krankheiten dem Wald bereits so zugesetzt, dass er abgestorben ist. Diese Flächen findet man fast überall, besonders aber z.B. im Harz, aber auch im Rothaargebirge.

Auf den entstandenen Kahlflächen ist der Waldboden schutzlos der Witterung ausgesetzt. Die Folge ist die Auswaschung von Nährstoffen und die Freisetzung von Kohlendioxid.

Stoffeintrag

Waldböden sind, wie viele andere Böden auch, durch den zunehmenden Stoffeintrag über die Atmosphäre gefährdet. Wir Menschen neigen dazu, die Atmosphäre und die Flüsse quasi als billige Mülldeponie zu betrachten und alles, was wir eigentlich loswerden wollen, dort abzuladen. Das ist auch kein so neues Phänomen. Früher war die Luftverschmutzung durch Schwermetalle und Schwefeldioxid (saurer Regen) sehr hoch. Dank der Anstrengungen in diesem Bereich hat sich die Situation zumindest soweit gebessert, dass die Gehalte an vielen Stellen zurückgegangen sind. Die Belastung mit Blei oder Arsen ist jedoch vielerorts noch zu hoch.

Ähnliches gilt für Stickstoff. Dabei ist Stickstoff eigentlich ein wichtiger Pflanzennährstoff. Durch die hohen Einträge über die Luft kommt es aber zu einer Überversorgung in den Nadeln und Blättern der Bäume. Zudem kann überschüssiger Stickstoff ins Grundwasser ausgewaschen werden und dort zu einer Nitratbelastung führen.

Bodenschutz

Die Sensibilisierung für die Luftreinhaltung hat bereits zu ersten Erfolgen geführt. Aber auch ganz konkrete Maßnahmen wie die Kalkung können der Bodenversauerung entgegenwirken. Dank dieser Maßnahmen sind die pH-Werte seit 1990 vielerorts wieder leicht angestiegen. Ob sich dieser positive Trend fortsetzt, wird die derzeit laufende dritte Bodenzustandserhebung zeigen.

Was bringt uns der Waldboden?

Aber was nützt uns der Waldboden, abgesehen davon, dass er natürlich die Bäume des Waldes beherbergt und ernährt? Das ist doch schon eine ganze Menge, oder? Ja, das ist eine ganze Menge. Wir können diese Bäume sehr vielfältig nutzen. Aber auch darüber hinaus bringt ein gesunder Waldboden viel.

Waldboden als Klimaschützer

Nach der lebenden Biomasse im Wald ist der Waldboden der zweitgrößte Kohlenstoffspeicher. In Deutschland sind dies rund 1 Mrd. t Kohlenstoff, die in den Waldböden bis zu einer Tiefe von 90 cm gespeichert sind. Allein in den Jahren 1990 bis 2012 haben die Waldböden in Deutschland schätzungsweise rund 400 kg Kohlenstoff pro Hektar im Mineralboden aufgenommen. Der Auflagehumus verlor im gleichen Zeitraum rund 20 kg Kohlenstoff pro Hektar.

Wasserspeicher

Das Wasserspeichervermögen der Waldböden ist relativ hoch, auch wenn darüber viele Mythen kursieren. So heißt es, dass Waldböden pro 10 cm Bodenmächtigkeit gut 50 mm Wasser aufnehmen können. Dass also gut 50 % des Bodenvolumens als Speicher zur Verfügung stehen. Das ist aber mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit deutlich zu hoch gegriffen.

Dazu muss man wissen, dass die Festsubstanz eines Waldbodens etwa 30 bis etwa 50 % des Volumens ausmacht, der Rest ist Porenvolumen. Davon sind die Feinporen, also Poren mit einem Durchmesser von weniger als 2 µm, ständig mit Wasser gefüllt. Hier sind die Kapillarkräfte so stark, dass die Pflanzen dieses Wasser nicht nutzen können.

Anders verhält es sich mit den Mittelporen, also den Poren mit einem Durchmesser von 2 bis 10 µm. Auch sie sind bei ausreichender Wasserversorgung des Bodens zumindest teilweise gefüllt. Aus ihnen beziehen die Pflanzen ihr Wasser.

Für die Aufnahme von Niederschlagswasser stehen daher meist nur die Grobporen (10 – 50 µm) und die Gröbstporen (> 50 µm) sowie Teile des Mittelporenraumes zur Verfügung. Darüber hinaus kann ein Boden in der Regel ohnehin nicht vollständig mit Wasser gesättigt werden, da große Teile der größeren Poren > 10µm Durchmesser durch die Schwerkraft schnell entwässert werden. Auch wenn in der Regel deutlich weniger als die genannten 50 mm Wasser pro 10 cm Bodenmächtigkeit aufgenommen werden können, stellt der Waldboden einen wirksamen Hochwasserschutz dar.

Hochwasserschutz

Denn die Speicherfähigkeit des Bodens spielt für das Abflussverhalten eine geringere Rolle als z.B. der freie Raum zum Zeitpunkt eines Niederschlagsereignisses.

Untersuchungen z.B. des LfU in Bayern haben auch gezeigt, dass Waldvegetation den Oberflächenabfluss deutlich reduziert und verzögert. Dadurch kann bei Starkregenereignissen die Hochwasserspitze im Vergleich zu Grünland oder auch versiegelten Siedlungsflächen deutlich gedämpft werden.

Schutz vor Erdrutschen

Der Wald bremst nicht nur den Wasserabfluss, sondern auch die Neigung des Hanges, sich talwärts zu bewegen. Bäume und ihre Wurzeln stabilisieren Steilhänge deutlich, vergleichbar mit einfachen technischen Verbauungsmaßnahmen.

Bei extremen Starkregenereignissen können Makroporen wie Wurzelröhren oder Tierbaue regelrecht als Überdruckventile wirken, durch die das Hangwasser rasch abgeleitet wird. Diese Möglichkeit fehlt in der Regel in Böden unter Grünland, so dass hier der Porenwasserdruck stark ansteigen und zu Rutschungen führen kann.

Waldboden ist mehr eben ein sehr vielseitiger Untergrund.