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Moosmonitoring als Spiegel der Landnutzung?

Stickstoff-und Metallakkumulation in Moosen zweier Regionen Mitteleuropas
  • Winfried Schröder1Email author,
  • Inga Hornsmann1,
  • Roland Pesch1,
  • Gunther Schmidt1,
  • Stefan Fränzle2,
  • Simone Wünschmann2,
  • Heike Heidenreich2 und
  • Bernd Markert2
Environmental Sciences EuropeBridging Science and Regulation at the Regional and European Level200620:226

https://doi.org/10.1065/uwsf2007.10.226

Eingegangen: 21. Juni 2006

Angenommen: 23. November 2006

Publiziert: 24. November 2006

Zusammenfassung

Ziel und Hintergrund

Die Bestimmung der Stickstoff-und Metallgehalte in Moosen gilt der Überprüfung der Hypothese, wonach historische und aktuelle Unterschiede in der Landnutzung zweier mitteleuropäischer Regionen signifikant unterschiedliche Stickstoff-(N) und Metallakkumulationen in terrestrischen Ökosystemen bedingen. Für die Untersuchung sollten zwei Untersuchungsregionen statistisch begründet ausgewählt werden. Die Verteilung der Probenentnahmeorte in den Regionen sollte deren landschaftsökologische Merkmalsausprägungen möglichst gut erfassen und mit vorangegangenen Untersuchungen weitgehend übereinstimmen. Die Zahl der beprobten Standorte sollte für geostatistisch valide Flächenschätzungen ausreichen.

Methoden

Eine mit Classification Trees berechnete ökologische Raumgliederung Europas diente als eine der Grundlagen zur Auswahl der Untersuchungsregionen sowie zur räumlichen Verteilung der Moosprobenentnahmestandorte in ihnen. Die Moosproben wurden nach einer einschlägigen UNECE-Richtlinie entnommen, präpariert sowie mit ICP-MS auf Metalle und mit einem Elementar-Analysator auf Stickstoff qualitätskontrolliert untersucht. Die statistische Signifikanz zeitlicher Unterschiede zwischen Messkampagnen und zwischen den Regionen wurde untersucht. Die räumliche Autokorrelation der Messwerte wurde variogrammanalytisch ermittelt und modelliert. Die Modellvariogramme bildeten die Grundlage für die Flächenschätzungen der Messwerte.

Ergebnisse

Als Untersuchungsregionen wurden die Euroregion Neiße (ERN) und die Weser-Ems-Region (WER) ausgewählt. Die in ihnen platzierten 24 bzw. 30 Probenentnahmestandorte repräsentieren das landschaftsökologische Merkmalsspektrum beider Regionen recht gut. Die Messergebnisse waren hinreichend präzise, um räumliche und zeitliche Trends verlässlich bestimmen zu können. Demnach zeigt sich deutlich, dass sich die in den europäischen Moosmonitoring-Kampagnen 1990, 1995 und 2000 erkennbare Abnahme der Metallakkumulation weiter fortsetzt. Hingegen liegen die Stickstoffgehalte im Vergleich mit skandinavischen Ländern auf einem hohen Niveau. Die Metallbelastungen in den Moosen der ERN übertreffen diejenigen in der WER statistisch signifikant. Demgegenüber verhält es sich mit den Stickstoffgehalten umgekehrt: Diese fallen in der WER deutlich höher als in der ERN aus. Dies reflektiert die hohen Ammoniak-Emissionsraten in der umgebenden Region.

Diskussion

Die Emissionsreduzierungen sind mit sinkenden Depositionen und Akkumulationen von Metallen in terrestrischen Ökosystemen korreliert. Bei der Stickstoffakkumulation lässt sich diese Tendenz jedoch nicht belegen.

Schlussfolgerungen

Das Moosmonitoring ist sehr gut geeignet, die Wirksamkeit umweltpolitischer Maßnahmen stoffspezifisch in räumlicher Differenzierung flächenhaft valide zu erfassen.

Empfehlungen und Ausblick

Die Anreicherung von Stickstoffverbindungen in den Ökosystemen ist nach wie vor ein ernstes Problem. Daraus resultierende Umweltprobleme sind die Eutrophierung von aquatischen Ökosystemen ebenso wie die Veränderung der Biozönosen in terrestrischen Ökosystemen. Die im Moosmonitoring erfassten Daten über die Metallexposition sollten zukünftig mit Daten zur Human-und Ökotoxikologie der Metalle verknüpft werden, um eine flächenbezogene Integration und Bewertung zu ermöglichen. Die Stoffpalette des Moosmonitoring sollte um Organika ergänzt werden.

Schlagwörter

Bioakkumulation Biomonitoring Geostatistik GIS Moosanalytik ökologische Raumgliederung Europas Schwermetalle Stickstoff