ihn das Thema des Ressourcensparens primär zu einem Aspekt der Konkur- renzfähigkeit wird. Ein grösserer Res- sourcenbedarf bedeutet unter U mstän- den nämlich einzig, die Kreisläufe an- zukurbeln. Analog dazu kann auch das Ressourcenmanagement der Industrie optimiert werden. Nachhaltige Unter- nehmen werden nicht im traditionell linearen Stoffflussdenken verharren, sondern sie werden ihre Stoffflüsse gezielt in die ökologischen Kreisläufe der Erde einfügen.
Dabei wird ihnen das Prinzip der Multifunktionalität von Stoffen und Produkten einen entscheidenden Schritt weiter helfen. Wie das Blatt nach dem Abwurf vom Baum weitere Funktio- nen übernimmt, wird auch das ökolo- gisch nachhaltige Unternehmen Pro- dukte entwickeln, die in möglichst ge- schlossene Stoffkreisläufe eingebun- den sind, d.h. die nach dem Erfüllen einer ersten Funktion, entweder in be- stehender Form, oder zerlegt in deren Bestandteile oder Ausgangsmateria- lien, weitere wertschöpfende Funktio- nen übernehmen.
Ein weiterer Schritt hin zu nachhalti- gen Wertschöpfungskreisläufen ist die Vernetzung. Sie macht es möglich, die Ressourcenbedürfnisse eines U nterneh- mens mit denjenigen anderer Betriebe zu koppeln. So wie der Baum Destru- enten, bzw. «Zerstörer» für seine Blät- ter braucht, um diese wieder in Nähr- stoffe zerlegt zurück zu erhalten, so ist es auch für ein Industrieunternehmen sinnvoll, sich mit anderen Unterneh- men zu vernetzen. Eine industrieinterne Verflechtung zu betriebsübergreifenden Stoffkreisläufen kann verhindern, dass sich systemfremde Stoffe mit den öko- logischen Kreisläufen vermischen und dadurch das Ökosystem schädigen. Sol- che Beschädigungen können die Wert- schöpfung von Unternehmen grundsätz- lich in Frage stellen, da sie leicht Aus- masse annehmen, die jegliche monetäre Bewertbarkeit übersteigen.
Schliesslich bleibt das Prinzip des Standorteinbezugs zu nennen. Nach- haltige Unternehmen werden immer bestrebt sein, ihren Stoffkreislauf mög- lichst vorteilhaft auf die individuellen Standortgegebenheiten und das damit verbundene Ressourcenangebot anzu- passen. Auch hier dient das Unterneh- men «Baum» als Vorbild. Es greift nur auf Ressourcen oder Energiequellen zu, die vor Ort verfügbar sind. Das schliesst natürlich auch die gewaltigen Stofftransporte mit ein, die z.T. über globale Distanzen hinweg erfolgen.
Allerdings sind diese durchwegs von erneuerbaren Energiequellen getrieben
und finden vorzugsweise in gasförmi- ger oder flüssiger Form statt. Auch die raffinierte Art, wie Bäume die am Standort einfallende Lichtenergie sam- meln und in konzentrierter Form nutz- bar machen, wird die Entwickler nach- haltiger Energiesysteme inspirieren.
Die (Öko-) Systemforschung als Wissensquelle
Wer das Energiesystem eines Baumes erforscht und dessen Gesetzmässig- keiten erkennt, der besitzt beste Vor- aussetzungen dazu, dieses Wissen auch in anderen Zusammenhängen wie z.B.
für Energiesysteme in der Industrie anwenden zu können. Zweifellos sind es die FunktionsmusterundEigenschaf- ten lebender Systeme, welche unserer Gesellschaft im Hinblick auf ihr nach- haltiges Fortbestehen die Massstäbe setzen. Das Wissen um das Funktio- nieren dieser Systeme ist in der Praxis jedoch äusserst rar. Die Forschungs- institutionen sind daher gefordert, ihr Wissen und dessen Bedeutung für die Gesellschaft zu identifizieren und zu transferieren. Es könnte eine vor~eh- me Aufgabe in der Zukunft sein, das in der Gesellschaft so dringend benötigte Wissen über das Funktionieren nach- haltiger Systeme über den wald- und landschaftsbezogenen Bereich hinaus
einem wesentlich breiteren Adressaten- kreis zugänglich zu machen. Wer weiss, vielleicht liegt das Erfolgsrezept, ge- mäss dem Bäume der Industriegesell- schaft von morgen von grösstem Nut- zen sein werden, tatsächlich darin, dass sich Bäume als ideale Vorbildsysteme für eine überlebenswillige und daher der Nachhaltigkeit verpflichtete Ge- sellschaft erweisen.
Karl Herzog erarbeitete sich das Öko- systemverständnis mit einer Disserta- tion über den Wasserhaushalt von Bäumen in der Gruppe Ökophysiologie der WSL bei Rudolf Häsler ( 1991 bis 1994). Er entwickelte dann ein Be- wertungskonzept zur Prüfung von Systemen im Hinblick auf ihre Nach- haltigkeit und Effizienz und analysiert heute auf dieser Basis Unternehmen für dieJulius Bär AssetManagementAG in Zürich.
Roman Zweifel schloss im November 1999 unter der Leitung von Rudolf Häsler eine Dissertation über die Öko- physiologie von Bäumen an der WSL ab. Seine Erkenntnisse erweiterten das Konzept von Karl Herzog bezüglich des Ökosystems «Baum». Seit Juli 2000 arbeitet er als Oberassistent am Geobo- t;rnischen Institut der Universität Bern.
Sichtbare Reaktionen auf Ozon und/
oder Schwermetalle bei Pflanzen
Pflanzen nehmen über die Luft und über den Boden nicht nur lebensnotwen- dige Substanzen, sondern auch verschiedene Schadstoffe auf. Es war bisher unbekannt, was geschieht, wenn Ozon in der Luft und Schwermetalle im Boden gemeinsam auf die Pfla~ze einwirken. Erste Ergebnisse aus einem Klimakammer-Experiment an der WSL zeigen, dass sich die Effekte von Ozon aus der Luft und von Schadstoffen aus dem Boden gegenseitig teilweise abschwächen.
Madeleine S. Günthardt-Goerg, Pierre Vollenweider und Philipp Egli
Stress aus Luft und Boden
Über die Blättßf und Nadeln gelangt aus der Luft neben dem für das Wachs- tum nötigen Kohlendioxid zum Bei- spiel auch schädliches Ozon in die Blät- ter und Nadeln der Pflanzen. Das Letz- tere kann von Auge sichtbare Blatt- symptome hervorrufen. Die Wurzeln hingegen nehmen eine Reihe von Nähr- elementen aus der Bode_nlösung auf;
gleichzeitig gelangen auf diesem Wege auch entbehrliche oder gar schädliche Elemente in die Pflanze. Bei (modera- tem) Schwermetallüberschuss kann dies zu Wachstumseinbussen führen. Blattsymptome infolge Schwermetall- belastung sind bisher kaum beschrie- ben - wenn, dann ähnlich wie bei Ozon als frühe Blattalterung oder Vergilbung.
Was geschieht, wenn Stressfaktoren aus der Luft und aus dem Boden ge-
Inf.bl. Forsch.bereich Wald 3, 2000 3
meinsarn auf die Pflanze einwirken?
Verstärken sich dann die Schädigun- gen gegenseitig oder wirkt sich die Reaktion der Pflanze auf den einen Stressfaktor abschwächend auf die ne- gative Wirkung des anderen aus? VVir geben hier erste i\ntv,rorten aus einer laufenden Vorstudie mit für die Schweiz hohen Belastungen, um Erfahrungen zu sammeln für das neue Experiment
«Von der Zelle zum Baum» mit reali- stischen Schwermetallbelastungen.
In zwei 10 m2 grossen Klimakammern wurden htl April 199'? d:.e Kliiic:1Dvver':e
Abb_ 1: Xeü, Oz;::m und keine Schwermetalle (Kontrollbehandlung)
Abb. 3: Schwerme1-alle (Vergilbung vom Blattstiel und Blattrand her)
4 Inf.bl. Forsch.bereich Wald 3, 2000
eines Standortes ob Chiasso in der Süd- schweiz simuliert In der einen Kam- mer wurden die Ozonwerte gegenüber den am Standort ermittelten Konzen- trationen um die Hintergrundkonzen- tration (20 ppb) erhöht, die zweite Kam- mer erhielt hingegen nur die Hinter- gnmdkonzentration. In beiden Kam- mern wurden pro uni:ersuchter Pflan- zenart - Rainfarn (Tanacetum vulgare L., Korbblütler auf Lichtungen), Berg- ahorn {Stecklinge, A.cer pseudop!a- tanus L) und dreijäh1ige Fichten (Pi cea abies Karst.)- 20 Pflanzen ( eine Pflan- ze pro 10 Liter-Topf) vor dern Austrei- ben exponiert. Die Erde der Hälfte der Töpfe ,,mrde mü SdTwr:;ffnetnHen ver-
Abbo 2: Mit Ozon (Detail von hellen Punkten)
Abb. 4: Schwermetalle und Ozon (helle Punkte und V ergilbung)
mischt Zink 2000, Blei 2000, Kupfer 1000 und Cadmium 30 mg/kg Erde (Trockenmasse). Solche Totalgehalte würden normalerweise eine Sanierung des Bodens erfordern.
Sioc:l1Ulmr1ßi Symrnptmn~ m~[~
Vf ~clistmnsredwiidioIDJ
Das oberirdische \Vachstum des Rabn- fan1s war nach 3 Monaten durch Ozon allein leicht, durch die SchwennetaHe jedoch sehr stark vermindert, wobei die Ozonbelastung den Schwerme- talleffekJ: abschwächte (s. Tab. l ). Die :Sch,,:/,ere1e1t~ille n;duzierten das V,/urzel- wac hstum betrli.chtlich, wähnmd ()zon alJein es 2.ogar förderte. Unter der Schwermetallbelastung kamen die Pflanzen nicht zur Blüte. Ozon allein führte 45 Tage nach dem Austreiben zu hellgrünen Punkte11 auf der Blatt- oberseite. \Vie für Ozon typisch, ent- standen die Blausymptome aufbesonn- ten Blättern, und zwar zwischen den Blattnerven und am BlattranQ Schwer- metalle führten nach 64 Tagen zu schwachen Vergilbungen und auffälli- gen roten Verfärbungen der Blattränder, wiederum abgeschwächt durch gleich- zeitigen Ozonstress.
Im Gegensatz zum Rainfarn war beim AJluDn1 unter Ozon alleir: die ober- und unterirdische Biomasseproduktion sig- nifikant reduzieri: gegenüber der Kon- trolle, Die Schwennetalle föhnen mit und ohne Ozon zu einer starken Wachstumsreduktion fa Tab_ J ). Ozon- syrnptome (hellgrihe Punkte zwischen den Blattnerven) .traten in der kombi- nierten Behandlung nach 32 Tagen auf (Dosis= Ozon-Grenzwert), unter Ozon allein erst nach 64 Tagen (Abb. 2, Aus- schnitt, Abb. l Kontrolle). Schwenr,e- talle allein führten zu heller grünen
En rir,eme te121ps ,1ue des 1:icw'.rir,1ents, les plar1 ies prelevent aussi dans l' air et clans Je so! differents polluants. Les premiers resultats d'une experimentation reali- see au WSL sur des epiceas, des erables sycommes et une espece d'asteracee moutrent gue les effets de
r
ozone at-mospheriq ue et des metaux 1ourds dans le sol sont partiellement antagonistes.
Cette etucle conduite pendant une saison de vegetation nous a permis d' accuE1u- ler
r
experience necessaire pour une nouvelle experimentation sur plusieurs annees avec ceue fois des charges rea- listes en metaux lourds.Tab. 1: Biomasse (mittlere Trockengewichte der ober- und unterirdischen Pflanzenteile) noch keine von Auge erkennbaren Sym-
Behandlung Spross Wurzel
(Gramm)
Rainfarn Kontrolle 57,08 31,98
·Ozon 43,52 47,45*
SM 3,51+ 2,7+
Ozon+SM 8,55*+ 10,30
Ahorn Kontrolle 84,00 48,17
Ozon 29,81 * 20,26*
SM 4,87+ 1,38+
Ozon+ SM 4,1 *+ 1,48
Fichte Kontrolle 28,6 12,8
Ozon 28,6 13,3
SM 23,2+ 10,0+
Ozon+SM 26,6 11,4
* statistisch signifikanter Einfluss von Ozon, + signifikanter Einfluss von Schwermetallen (SM),
*• signifikante Interaktion von beiden Behandlungen
Blättern und nach 45 Tagen zu flächi- gen Vergilbungen (von der Blattbasis oder von Blattrand her, Abb. 3)-durch gleichzeitiges Ozon gemildert. In der kombinierten Behandlung waren bei- de Symptomtypen (helle Punkte und Vergilbungen) erkennbar (Abb. 4).
Derober-und unterirdische Zuwachs der Fichten war bei Schwermetallein- wirkung vermindert-durch gleichzei- tiges Ozon ein wenig gemildert (s. Tab.
1
Wissenstransf er
1) - aber Ozon allein wirkte sich nicht auf den Zuwachs aus. Dennoch hatten die Fichten nach 64 Tagen unter Ozon allein 10-20% ihrer vorjährigen Nadeln verloren. Ein Teil der diesjährigen Na- deln vergilbten an den Spitzen der Trie- be und auf der Trieboberseite (typisch für Ozon) nach 100 Tagen Exposition, wobei auch hier die zusätzliche Be- handlung mit Schwermetallen die Vergilbung milderte. Schwermetalle allein hatten bis zu diesem Zeitpunkt
Wissenstransfer dient Forschung und Praxis
Im InformationsblattNr. l wurde ange- kündigt, dass der Wissenstransfer des Forschungsbereiches Wald verbessert werden soll. Als Beauftragter für diese Aufgabe habe ich in den vergangenen Monaten zahlreiche Gespräche mit den Abteilungen des Forschungsbereiches Wald sowie mit den regionalen Grup- pen der Kantonsoberförsterkonferenz geführt. Die wichtigsten Botschaften aus den spannenden Diskussionen fas- se ich wie folgt zusammen:
- Die Gesprächspartner begrüssen sehr, dass die WSL für den Wissens- transfer feste Ansprechpersonen be- zeichnet hat. Sie wünschen, dass der Beauftragte in erster Linie die Bezie- hungen mit der forstlichen Praxis fördert, aber auch den Kontakt zu Fachleuten in Natur- und Umwelt- schutz sucht. Sie schätzen die prag- matische Vorgehensweise.
- Die Kommunikation zwischen For- schung und Praxis ist zu intensivie- ren.· Sie soll dazu dienen, spezielle Kundenbedürfnisse zu erfahren und die Forscherinnen bei der Umset- zungsplanung und den Umsetzungs- aktivitäten zu beraten und zu unter- . stützen.
In der zweiten Jahreshälfte werde ich weitere Gesprächsrunden führen, z.B.
mit Vertretern des BUWALs und von Natur- und Landschaftsschutzstellen in den Kantonen. Zusammen mit der Ab- teilung Waldökosysteme und ökologi- sche Risiken möchte ich ein Umsetzungs- projekt realisieren, bei der Umsetzung des WSL-Programms «Managementei- ner zukunftsfähigen Waldnutzung» mit- helfen sowie die Abtei Jung «Ökonomie»
bei,ihrer Kontaktaufnahme mit der Pra- xis unterstützen.
Fredy Nipkow
ptome an den Nadeln hervorgerufen.
Ein zweiter Austrieb fand nur in der Kontrolle statt.
Folgerungen
Obwohl die meisten physiologischen und mikroskopischen Untersuchungen noch im Gange sind, ist bereits jetzt ersichtlich, dass sich die Effekte von Ozon aus der Luft und von Schadstof- fen aus dem Boden gegenseitig beein- flussen. Die Reaktionen auf beide Stressfaktoren sind von der einzelnen Pflanzenart abhängig. Die hier geteste- ten Pflanzen zeigen, dass Ozon und Schwermetalle nicht additiv oder gar synergistisch wirken, sondern sich gegenseitig teilweise abschwächen.
Dank:
Wir danken Werner Landolt und Peter Bleuler für die Regelung der Ozon- begasung, David Tarjan für die Klima- regelung und zusammen mit Michael Lautenschläger für die technische Mit- arbeit.
Weiterführende Informationen finden Sie im Internet unter
http://www. wsl .ch/forest/wus/bioindic/
bioin-de.htm sowie unter http://www. wsl .eh/
forest/products/ozone/ (Ozon-Quiz)
News aus der · Waldforschung
Sturmwurf: Spielt die
Bodenversauerung eine Rolle?
Seit Jahren beobachten Praktiker, dass die Wurzelballen geworfener Bäume kleiner sind als früher. Grund dafür, so wird vermutet, sind Wurzelschäden in- folge des Eintrages versauernder Schadstoffe. Da unbekannt ist, wie gross die Wurzelballen früher waren, lassen sich die Beobachtung «kleinere Wurzelballen» uncl der vermutete Zu- sammenhang mit der Bodenversaue- rung nicht einfach bestätigen oder wi- derlegen.
Eine Forschergruppe der WSL (Peter Brang, Ivano Brunner, Peter Lüscher, Otmar Elsener, Hans-Heinrich Bach- ofen) nutzt jetzt die vielen Wurzel- ballen, die Lothar hinterlassen hat, um diese Frage indirekt zu prüfen. Wenn
Inf.bl. Forsch.bereich Wald 3, 2000 5
