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Projektbereiche LTER Zöbelboden
Meteorologie
Meteorologische Messungen sind ein zentrales Element bei der Dauerbeobachtung von Ökosystemen, da Stoff- und Energieflüsse von klimatischen Rahmenbedingungen wie Temperatur, Niederschlag und Einstrahlung etc. abhängen. Außerdem sind meteorologische Dauerbeobachtungen für die Abschätzung von Wirkungen des Klimawandels wichtig. Am Zöbelboden werden meteorologische Standardparameter auf einer Freifläche und einem 40 m hohen Messturm in hoher Auflösung erhoben. Spezielle Instrumente erfassen Nebelereignisse im unteren und oberen Bereich des Projektgebietes.
Luftchemie
Auf Basis österreichischer Umweltgesetze (IG-L) und pan-europäischer Messprogramme zur Evaluierung von Emissionsreduktionen (EMEP) laufen am Zöbelboden intensive Dauermessungen der Luftqualität.
Stoffeinträge
Neben der Geländeform beeinflussen Typ und Aufbau der Vegetationsdecke maßgeblich die effektiven atmosphärischen Stoffeinträge in Ökosysteme. So differieren am Integrated Monitoring Standort Zöbelboden die Jahreseinträge von Stickstoff zwischen Hochwaldbeständen und Freiflächen um 40-60%. Aber auch zwischen den unterschiedlichen Waldbeständen bedingen die Zusammensetzung der Baumarten, der Bestandesaufbau und das Relief Unterschiede bis zu 30%.
Konkret erfasst werden die Stoffeinträge auf einer Freifläche und in typischen Fichten- und Buchenbeständen. Aufgrund der Häufigkeit von Nebelereignissen liegt ein Untersuchungsschwerpunkt auf Stoffeinträgen über Nebelwasser. Neben effektiven Messungen werden auch Eintragsmodelle herangezogen.
Stoffhaushalt
Für einen langfristigen Schutz von Wäldern und deren Funktionen ist ein ausgeglichener Stoffhaushalt notwendig. Schadstoffeinträge und Klimawandel verändern den Stoffhaushalt von Wäldern. Aufgrund der natürlichen Variabilität und der oft langsamen Reaktionen ist eine Einschätzung der Folgen nur auf Basis der Erfassung des Stoffhaushalts über lange Zeiträume möglich.
In zwei Waldtypen wird mittels komplexer Messsysteme zusätzlich zum Stoffeintrag der Transport im Boden und Austrag ins Bodenwasser gemessen. Zusätzlich wird der Stoffaustrag aus dem gesamten Einzugsgebiet kontinuierlich erhoben. Durch Modellbildung sollen in Zukunft die Stoffflüsse für das Einzugsgebiet abgebildet werden, um Prognosen bei geänderten Rahmenbedingungen erstellen zu können.
Boden
In Wäldern sind die Stoffumsätze zu einem wesentlichen Teil an den Boden gebunden. Daher bilden sich Änderungen des Stoffhaushalts im bodenchemischen Zustand ab. Viele Schadstoffe, wie beispielsweise Schwermetalle, werden im Boden langfristig gespeichert und wieder abgegeben. Regelmäßige Bodeninventuren im gesamten Projektgebiet dienen der Beschreibung des Nährstoffzustandes und der Speicherung bzw. der Auswaschung von Schadstoffen.
Biomonitoring
Viele Pflanzen reagieren sehr spezifisch auf atmosphärische Schadstoffeinträge. Aufgrund dieser Reaktion kann auf die Art und Menge von Stoffeinträgen oder den Zustand des Ökosystems geschlossen werden. Die Akkumulation von Schwermetallen in Moosen ist ein Beispiel dafür. Ein weiteres Beispiel stellt die Bewertung der Nährstoffsituation von Waldbäumen auf Basis der Analyse von Blättern und Nadeln dar.
Standortsmonitoring und Waldökologie
Je nach Bodentyp und Baumartenzusammensetzung reagieren Wäldökosysteme unterschiedlich auf Schadstoffeinträge und Klimawandel. In einem diesbezüglich sehr vielfältigen Untersuchungsgebiet dienen forstliche Standortstypen und Forstinventuren zur Definition von möglichen Reaktionstypen. Zusätzlich sind Waldbestände aufgrund der Alterung von Bäumen, der Störungen durch Wind, Schnee und Schädlingen einer „natürlichen“ Dynamik ausgesetzt. Dieses „natürliche Hintergrundrauschen“ muss erfasst werden, um „unnatürliche“ Trends zu erkennen.
Bioindikation mit Pflanzen, Tieren
Der durch Schadstoffeinträge und Klimawandel geänderte Stoffhaushalt hat Folgen für die Organismen. Aufgrund der Reaktion von Pflanzen und Tieren kann auf Veränderungen des Ökosystems geschlossen werden - wir sprechen von „Bioindikation“. Eine umfassende Ursache-Wirkungsanalyse ist daher nur mittels zusätzlicher Erfassung der Lebewesen eines Ökosystems möglich. Zentrales Element der Bioindikation im Untersuchungsgebiet sind Dauerbeobachtungsflächen der Vegetation, epiphytischer und bodenlebender Moose und Flechten sowie der Vogelwelt. Diese Daten werden in regelmäßigen Abständen erhoben.
Geologie, Hydrogeologie und Wasserhaushalt
Das zentrale Ziel des „Integrated Monitoring“ ist die Beschreibung der Ursache-Wirkungsbeziehungen in Ökosystemen bei unnatürlichen Schadstoffeinträgen und deren Reduktion. Um relevante Information für politische Entscheidungen zur Emissionsreduktion zu erhalten, wird das gesamte Wassereinzugsgebiet als Reaktionseinheit herangezogen und nicht nur einzelne isolierte Waldbestände. Gerade in Karstgebieten mit oft komplizierten Wasserabflussprozessen sind intensive geologische und hydrogeologische Untersuchungen notwendig.
Datenmanagement
Die konsistente Beschreibung und Speicherung von Daten des ökologischen Langzeitmonitorings ist aufgrund der Vielfalt der zu messenden Parameter eine stete Herausforderung. Alle Daten des Integrated Monitoring Zöbelboden werden in einer eigens dafür entwickelten Datenbank gespeichert. Weiters sind die räumlichen Daten in Form einer Geodatenbank verfügbar.
