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MAI 1 980 bie ifPRL 1 981

Abb . 3 : Jahresgang der Q-Werte in Fichtennadeln aus dem Hessischen Spessart

4

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l?est11mt-S·Klassen (in mg S/g TS)

Abb . 4 : Q-W�rte in vorjahrigen Fichtennadeln aus dem Hessischen Spessart ( Probenahme Oktober 1 980 ) bzw . aus dem Wiesbadener Stadtgebiet und dem Taunus ( Probenahme Oktober 1 977 )

Auf der Grundlage unserer umfassenden Unter­

suchungen schlagen wir als Bewertung der Schwefelge­

halte 1 , 5jahriger Fichtennadeln vor :

Q > 5 Q = 5 - 2 Q = 2

-Q <. 1 Q <.( 1

Hinweis auf Su lfat-Verarmung bzw . Sulfat-Mangel

kein Hi nweis auf eine SO2-Einwirkung eine Gefahrdung durch SO₂-Einwir­

kung ist mogl ich

Hinweis auf eine begi nnende S0₂ -Einwirkung

starker Hinweis auf eine SO₂ -Einwirkung

sehr starker H inweis auf eine SO₂ -Einwirkung

l ndikation ei ner Belastung durch Schwefeldioxid In Abb . 4 sind die Q-Werte 1 , 5jahriger Fichtenna­

deln aus dem Hessischen Spessart denen aus den Rau­

men Wiesbaden-Stadtgebiet und Taunus gegenuberge­

stel lt. Die Probenahmetermine lagen Ende Oktober 1 980 bzw . 1 977.

Fur die aus den Raumen Wiesbaden-Stadtgebiet und Taunus geworbenen Fichtennadeln liegen ausschl ieBl ich Q-Werte kleiner als 1 vor . l hre Spannweite betragt fur den Taunus 0, 93-0 ,44; im starker SO2-belasteten Raum des Stadtgebietes Wiesbaden schwanken sie zwischen 0 , 65 und 0 , 33 . Es besteht somit eine ausgesprochene anorganische S-Dominan z . Dies ist nach der o . a . Bewer­

tung der S-Fraktionsverhaltnisse als sehr starker Hin­

weis auf eine SO₂-Einwirkung zu werten . Der mittlere Q-Wert fur den Spessart betragt 1 , 1 7 .

Diese Bewertung steht i m Einklang mit den Ergeb­

nissen lufthygienischer U ntersuchungen , die von der Hessischen Landesanstalt fur Umwelt durchgefuhrt wur­

den . Danach lag das gleitende SO₂-Jahresmittel im Wies­

badener Stadtgebiet 1 976 und 1 977 Ober 90 µg/ m³Luft ( vgl . Gasch et al . , 1 988 ) . Der lmmissionswert IWl ( 1 40 µg SO₂/m³ Luft ) wurde in einigen Stadtteilen erreicht, der l mmissionswert IW2 ( 400 µg SO₂/m³ Luft ) uber­

schritten . Fur die Waldbestande des Taunus lag das gleitende Jahresmittel bei ea . 60 µg SO₂/m³ Luft mit Spitzenkon zentrationen bis 250 µg SO₂/m³ Luft .

412

Beurtei lt man den Belastungsgrad der Raume Hessischer Spessart, Wiesbadener Stadtgebiet und Taunus anhand der mittleren Gesamt-S-Gehalte ( 1 752 µg S/g TS, 1 787 µg S/g TS bzw . 1 759 µg S/g TS ) , kommt man z u dem SchluB, daB alle Raume gleicherma­

Ben belastet bzw . unbelastet sind . Urteilt man nach den Q-Werten, so kommt man zu dem Ergebnis, daB das 1 977 im Raum Wiesbaden - Taunus geworbene Nadelma­

terial weitgehend SO₂-geschadigt war, wie auch das auBere Schadbild auswies .

Z USAMMENFASSUNG

Es wurden die organischen und anorganischen Schwefelfraktionen in Fichtennadeln aus verschiedenen Wuchsgebieten Hessens untersucht . Es zeigte sich , daB der Quotient aus organischem und anorganischem Schwefel ( Q-Wert ) einen weitaus besseren l ndikator zur Erkennung der Einwirkung von SO₂ darstellt als der Gesamtschwefel . Danach sind Schadwirkungen bei Q-Werten kleiner als 1 zu erwarten .

L I TERA T U R

Gasch , G . , L. Grunhage, H . -J . Jager u n d K . -F . Wentzel . 1 988 . Das Verhaltnis der Schwefelfrak­

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Air Pollution and Forest Decline (J.B. Bucher and I . Bucher-Wallin, eds.) .

Proc. 14th Int. Meeting for Specialists in Air Pollution Effects on Forest Ecosystems, IUFRO P2. 05 , Interlaken, Switzerland, Oct. 2-8, 1988. Birmensdorf, 1989, p. 413-415.

MEASUREMENTS OF GAS EXCHANGE IN YOUNG SPRUCE SAPLINGS DURING FUMIGATION WITH OZONE IN COMBINATION WITH NITROGEN DIOXIDE AND/OR SULPHUR DIOXIDE AT THE TIME OF SHOOT GROWTH

K . Gross¹ and E. Wagner²

University of Freiburg ( FRG ) Institutes of ¹silviculture and ²Biology II ABSTRACT

Fumigation of spruce plants �ith 03 , NO2 and SO2 during late swnmer can reduce photosyn­

thesis without the plants showing any visible symptoms . Earlier experiments have shown that photosynthesis of spruce plants fumigated with 03 shortly before and during shooting are re­

latively insensitive to this toxic substance.

In order to confirm these observations, spruce saplings ( c . 80-¹00 cm in heigh ) were fumi­

gated with 03 (¹50-¹90 ppb ) , NO2 ( 40-60 ppb ) and/or SO2 ( 80-90 ppb ) for 7-9 hours daily during the period of shooting and for several weeks afterwards. The fumigations were carried out in a small growth chamber under conditions otherwise favourable for gas exchange. It could be shown that the rapid rise in photo­

synthesis associated with shooting was not hindered by the fumigations in any of the ca­

ses measured. Furthermore, subsequent fumi­

gation over a period of weeks did not result in any significant decrease in photosynthesis . From studies on the interaction of mono­

terpenes and 03^, the conclusion can be drawn that ( the increase in) monoterpene production occuring during growth of the young shoots counteracts potential injury by 03^•

INTRODUCTION

Latent effects of the air pollutants on the photosynthetic apparatus of Norway spruce are known since many years ( Keller , ¹977 ) . Fumi­

gation experiments using seven year old spruce plants with mature shoots did show, that re­

duction in photosynthesis was most of the time fully reversible . It was also observed that reduction of photosynthesis due to fumigation with 03^'. recovered already during fumigation just prior and during the development of new shoots ( Gross, ¹987 ) . To verify these obser­

vations individual plants were fumigated for six weeks during shooting and thereafter with simultaneous recording of total gas exchange.

MATERIAL AND METHODS

Material : Potted Norway spruce saplings ( Picea abies ( L . ) Karst . ) , 7 year old and 70 to ¹00 cm in hight .

Equipment : Two ¹ m³ phytotrones for the whole plants separate conditioning for the roots and continuous monitoring of gas exchange.

Experimental conditions : _^{2 _}

Lighting : PAR, ¹,3 mmol .m . sec ¹ ( global ) in the middle of the chamber ( top of plants,

1, 7 mmo1 .m-². sec-l ) . _2WA, ²5 W.m-² ( planar ) ; WB , ²

w. m

( planar ) ; light was from metal halogen lamps closely simulating sun light .

Photoperiod: ¹3 h light , ^{1 1} h dark Air temperature: see figures

Humidity: 6 , 5 Pa/kPa water vapour pressure deficit

Air turbulence: ²-4 m . sec-l during the day Co2 concentration : 320 ppm

Water supply: optimal

Fumigation: 03^: 150-¹90 ppb 7 to 9 h daily NO2^: 40-60 ppb 7 to 9 h daily

( together with 03 only) SO2^: 80-90 ppb 9 to ¹0 h

daily during the day The concentrations of the gases were moni­

tored by analysers for 03^, SO2 and NOx.

RESULTS AND DISCUSSION

Fig. ¹ shows an example of recovery fr2m in­

hibition of photosynthesis by 03 + NO just prior and during shooting . Similar results are presented in Fig. 2-5 .

The increase in net photosynthesis was hardly affected by the different fumigations . Addi­

tional water stress ( Fig. ²) did not induce any damage.

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I. 5

Fig. ¹. Development of net photosynthesis and transpiration in a spruce plant as influenced by fumigation with 03 + NO2 ( air tempera­

ture : ¹8^°C/¹6^°C ) . Eight days before flushing the needles began to recover from the 03 + NO2-induced depression of net photosynthesis still in the presence of 03^• Shortly after the end of the fumigation net photosynthesis reached its original value.

300

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shoot extension

t

photosynthesis and transpiration on vapour pressure deficit after -fumigation plants used in the experiment shown in reduction in net photosynthesis was observed 1-2 weeks after the completion of shooting.

Similarly, after S02 fumigation transpiration was slightly reduced . In Fig. 1-6 , 9 and 10 photosynthesis increase during the course of fumigation . In most of the experiments a net photosynthesis and dark respiration in­

fluenced by a sequence of fumigations with

fumigation probably resulted in conciderable damage as prior to fumigation transpiration in dry air was higher than after fumigation ( Fig . 10) . In all the experiments plants showed a higher respiration during flushing and sub­

sequent shoot growt.h than after completion of growth . No visible damage upon fumigations could be observed .

Im Dokument Air Pollution and Forest Decline Volume II (Seite 39-42)