Ökologische Belastungsgrenzen - Aktualisierung und Präzisierung der Erfassung von ökologischen Belastungsgrenzen und ihrer Überschreitungen im Freistaat Sachsen – Fortschreibung der Critical Loads/Level- Untersuchungen bis 2006

Mit dem Critical Loads/Levels-Konzept wurde ein europäischer Ansatz verwirklicht, der einerseits die Notwendigkeit zur Verminderung des Eintrags von Luftschadstoffen verdeutlicht, andererseits die Beurteilung des Erfolgs von Luftreinhaltemaßnahmen erlaubt. Im vorliegenden Heft werden für Sachsen die Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen hinsichtlich des Säure- und Stickstoffeintrages für die Rezeptoren Wald und naturnahe waldfreie Ökosysteme dargestellt. Diese liegen für den Zeitraum 1990 - 2006 im Landesplanungsmaßstab (1:200.000) vor. Danach sind viele sächsische Ökosysteme einer ernst zu nehmenden kritischen Belastung insbesondere durch oxidierte und reduzierte Stickstoffverbindungen aus der Atmosphäre ausgesetzt. Das vorliegende Heft richtet sich insbesondere an Institutionen, die an Planungen im Landes-, Regional- und lokalen Maßstab beteiligt sind, aber auch an Naturschutzverbände, Eigentümer und Nutzer des Waldes sowie Forschungseinrichtungen und die interessierte Öffentlichkeit

Ökologische Belastungsgrenzen von Ökosystemen: Entwicklung von ökologischen Belastungsgrenzen – Critical Loads – verschiedener Ökosysteme in Abhängigkeit von Klimawandel und Luftschadstoffen im polnisch-sächsischen Grenzraum

Klimawandel und Luftverschmutzung stellen zwei der größten Herausforderungen zum Schutz der Ökosysteme und zum Erhalt der biologischen Vielfalt dar. Zur Bewertung der Auswirkungen im polnisch-sächsischen Grenzraum dient das Konzept der ökologischen Belastungsgrenzen – Critical Loads (CL) genannt. CL beschreiben Grenzwerte für luftgetragene Schadstoffeinträge (Stickstoff und Schwefel), bei deren Einhaltung keine schädigenden Wirkungen auf empfindliche Ökosysteme zu erwarten sind. Der Bericht dokumentiert die für verschiedene Ökosystemtypen in Abhängigkeit von Klima- und Depositionsänderungen ermittelten CL sowie deren Überschreitung. Während die Belastungssituation durch versauernd wirkende Stoffeinträge zu vernachlässigen ist, stellt die Eutrophierung aufgrund von Stickstoffeinträgen ein hohes Risiko für die Ökosysteme dar. Maßnahmen zur Luftreinhaltung der letzten Jahrzehnte bewirken, dass der Anteil von Ökosystemen zunimmt, in denen CL eingehalten werden. Dem gegenüber erhöht sich allerdings die Empfindlichkeit der Ökosysteme hinsichtlich Eutrophierung durch die prognostizierten klimatischen Änderungen deutlich

Ökologische Belastungsgrenzen unter Einfluss des Klimawandels

Mit ökologischen Belastungsgrenzen, den sogenannten Critical Loads, wird die Wirkung von Luftschadstoffen auf die Umwelt berechnet. Die Differenz zwischen den Critial Loads und den aktuellen Stoffeinträgen zeigt, inwieweit sensible Ökosysteme wie Wälder, Moore, Heiden, Wiesen z.B. gegenüber dem Eintrag von Schwefel- und Stickstoffverbindungen vor Versauerung und Eutrophierung geschützt oder gefährdet sind. Der Bericht aktualisiert die Erhebungen aus dem Jahr 2006, erstellt und kartiert Prognosen für 2100. Bereits 2006 wurden auf einem Drittel der Rezeptorflächen in Sachsen die kritischen Belastungsgrenzen für Versauerung nicht mehr überschritten. Auf zwei Drittel der Flächen hat sich - im Vergleich zu den Ergebnissen aus den 1990er-Jahren - die Höhe der Critical-Loads-Überschreitung deutlich vermindert. Geringere Fortschritte sind bei der Verminderung der Belastung durch zu hohe Stickstoffeinträge zu verzeichnen. Diese bleiben ein andauerndes Umweltproblem. Während sich bis 2100 die prognostizierten Schadstoffeinträge vermindern, erhöhen sich bedingt durch den Klimawandel die Critical Loads sowohl für versauernde als auch für eutrophierende Einträge. In Folge dessen ist bis 2100 mit einer weiteren Abnahme der Überschreitung von Belastbarkeitsgrenzen zu rechnen. 2100 werden 56 Prozent der sensitiven Ökosysteme hinsichtlich Versauerung bzw. 45 Prozent hinsichtlich Eutrophierung hinreichend geschützt sein. Der Anteil an Rezeptorflächen, die sowohl vor versauernden als auch vor eutrophierenden Einträgen geschützt sind, wird von unter 2 Prozent im Jahr 2006 auf über 12 Prozent im Zeitraum bis 2100 steigen. Größere Fortschritte beim Schutz der Ökosysteme erfordern verstärkt Maßnahmen zur Reduzierung von Stickstoffemissionen

Klimaprojektionen, Luftverschmutzung und Belastungsgrenzen von Ökosystemen: Klimawandel, Luftverschmutzung und ökologische Belastungsgrenzen von Ökosystemen im polnisch-sächsischen Grenzraum

Im Rahmen des regionalen Klimaprojektes KLAPS werden Klimawandel, Luftverschmutzung und ökologische Belastungsgrenzen im polnisch-sächsischen Grenzraum untersucht. Mit dem vorliegenden Bericht liegt eine umfassende Analyse über die zukünftig mögliche klimatische und lufthygienische Entwicklung bis zum Jahr 2100 vor. Aufbauend auf den projizierten Klima- und Emissionsszenarien werden sowohl die Entwicklung als auch Überschreitung von Belastungsgrenzen von Ökosystemen (Critical Load) dargestellt. Redaktionsschluss: 30.10.201

Modelling study of soil C, N and pH response to air pollution and climate change using European LTER site observations

Current climate warming is expected to continue in coming decades, whereas high N deposition may stabilize, in contrast to the clear decrease in S deposition. These pressures have distinctive regional patterns and their resulting impact on soil conditions is modified by local site characteristics. We have applied the VSD+ soil dynamic model to study impacts of deposition and climate change on soil properties, using MetHyd and GrowUp as pre-processors to provide input to VSD+. The single-layer soil model VSD+ accounts for processes of organic C and N turnover, as well as charge and mass balances of elements, cation exchange and base cation weathering. We calibrated VSD+ at 26 ecosystem study sites throughout Europe using observed conditions, and simulated key soil properties: soil solution pH (pH), soil base saturation (BS) and soil organic carbon and nitrogen ratio (C:N) under projected deposition of N and S, and climate warming until 2100. The sites are forested, located in the Mediterranean, forested alpine, Atlantic, continental and boreal regions. They represent the long-term ecological research (LTER) Europe network, including sites of the ICP Forests and ICP Integrated Monitoring (IM) programmes under the UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (LRTAP), providing high quality long-term data on ecosystem response. Simulated future soil conditions improved under projected decrease in deposition and current climate conditions: higher pH, BS and C:N at 21, 16 and 12 of the sites, respectively. When climate change was included in the scenario analysis, the variability of the results increased. Climate warming resulted in higher simulated pH in most cases, and higher BS and C:N in roughly half of the cases. Especially the increase in C:N was more marked with climate warming. The study illustrates the value of LTER sites for applying models to predict soil responses to multiple environmental changes

Ökologische Belastungsgrenzen - Aktualisierung und Präzisierung der Erfassung von ökologischen Belastungsgrenzen und ihrer Überschreitungen im Freistaat Sachsen – Fortschreibung der Critical Loads/Level- Untersuchungen bis 2006

Mit dem Critical Loads/Levels-Konzept wurde ein europäischer Ansatz verwirklicht, der einerseits die Notwendigkeit zur Verminderung des Eintrags von Luftschadstoffen verdeutlicht, andererseits die Beurteilung des Erfolgs von Luftreinhaltemaßnahmen erlaubt. Im vorliegenden Heft werden für Sachsen die Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen hinsichtlich des Säure- und Stickstoffeintrages für die Rezeptoren Wald und naturnahe waldfreie Ökosysteme dargestellt. Diese liegen für den Zeitraum 1990 - 2006 im Landesplanungsmaßstab (1:200.000) vor. Danach sind viele sächsische Ökosysteme einer ernst zu nehmenden kritischen Belastung insbesondere durch oxidierte und reduzierte Stickstoffverbindungen aus der Atmosphäre ausgesetzt. Das vorliegende Heft richtet sich insbesondere an Institutionen, die an Planungen im Landes-, Regional- und lokalen Maßstab beteiligt sind, aber auch an Naturschutzverbände, Eigentümer und Nutzer des Waldes sowie Forschungseinrichtungen und die interessierte Öffentlichkeit

Ökologische Belastungsgrenzen - Aktualisierung und Präzisierung der Erfassung von ökologischen Belastungsgrenzen und ihrer Überschreitungen im Freistaat Sachsen – Fortschreibung der Critical Loads/Level- Untersuchungen bis 2006

Mit dem Critical Loads/Levels-Konzept wurde ein europäischer Ansatz verwirklicht, der einerseits die Notwendigkeit zur Verminderung des Eintrags von Luftschadstoffen verdeutlicht, andererseits die Beurteilung des Erfolgs von Luftreinhaltemaßnahmen erlaubt. Im vorliegenden Heft werden für Sachsen die Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen hinsichtlich des Säure- und Stickstoffeintrages für die Rezeptoren Wald und naturnahe waldfreie Ökosysteme dargestellt. Diese liegen für den Zeitraum 1990 - 2006 im Landesplanungsmaßstab (1:200.000) vor. Danach sind viele sächsische Ökosysteme einer ernst zu nehmenden kritischen Belastung insbesondere durch oxidierte und reduzierte Stickstoffverbindungen aus der Atmosphäre ausgesetzt. Das vorliegende Heft richtet sich insbesondere an Institutionen, die an Planungen im Landes-, Regional- und lokalen Maßstab beteiligt sind, aber auch an Naturschutzverbände, Eigentümer und Nutzer des Waldes sowie Forschungseinrichtungen und die interessierte Öffentlichkeit

Rule-based classification and mapping of ecosystem services with data on the integrity of forest ecosystems

BACKGROUND: The state of ecosystems influences their services for humans. Therefore, the European Union aims to assess and map ecosystem conditions and ecosystem services at the level of the Union and the Member States to implement maintenance or protection measures, if necessary.This paper examines the relationship between forest ecosystem conditions and ecosystem services at the national level, using Germany as an example. The aim is to create a methodology that allows users to understand and predict how the potential supply of selected ecosystem services might change over time under the influence of climate change and atmospheric nitrogen deposition, and that is reproducible, unlike previous approaches. To this end, the methodology was operationalised in a quantitative and rule-based manner. METHODS AND RESULTS: The multitude of forest ecosystem types were grouped into 78 classes according to the degree of similarity of their ecological characteristics that influence the provision of ecosystem services. Thereby, ecoclimatic, soil hydrological and nutrient balance characteristics and 12 potential ecosystem service capacities were taken into account. Three potential ecosystem services were quantified for representatives of the ecosystem type classes. The ecosystem service classification was mapped for all of Germany. CONCLUSIONS: The methodology presented enables a transparent and thus a reproducible classification of current and future ecosystem service

Atmospheric Deposition and Element Accumulation in Moss Sampled across Germany 1990–2015: Trends and Relevance for Ecological Integrity and Human Health

Deposition of N and heavy metals can impact ecological and human health. This state-of-the-art review addresses spatial and temporal trends of atmospheric deposition as monitored by element accumulation in moss and compares heavy metals Critical Loads for protecting human health and ecosystem’s integrity with modelled deposition. The element accumulation due to deposition was measured at up to 1026 sites collected across Germany 1990–2015. The deposition data were derived from chemical transport modelling and evaluated with regard to Critical Loads published in relevant legal regulations. The moss data indicate declining nitrogen and HM deposition. Ecosystem and human health Critical Loads for As, Ni, Zn, and Cr were not exceeded in Germany 2009–2011. Respective Critical Loads were exceeded by Hg and Pb inputs, especially in the low rainfall regions with forest coverage. The Critical Load for Cu was exceeded by atmospheric deposition in 2010 in two regions. Human health Critical Loads for Cd were not exceeded by atmospheric deposition in 2010. However, the maximum deposition in 2010 exceeded the lowest human health Critical Load. This impact assessment was based only on deposition but not on inputs from other sources such as fertilizers. Therefore, the assessment should be expanded with regard to other HM sources and specified for different ecosystem types