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Umweltatlas Berlin

03.07 Bioindikatoren

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Flechtenkartierung

Dieses Verfahren läßt integrierende Aussagen über die allgemeine Immissionsbelastung innerhalb längerfristiger Zeiträume zu. Wenn auch urbane Schadstoffkomponenten, wie Schwefeldioxid und Stäube, in der Vergangenheit die wesentlichen Streßfaktoren für die Flechtenvegetation waren, müssen heute auch Abgase des Kfz-Verkehrs, die Ozon-Belastung und Nährstoffeinträge als relevante Einflußgrößen gesehen werden, deren Umfang durch Flechten indiziert werden kann.

Je nach Höhe der Luftschadstoffbelastung kann eine spezifische Flechtenvegetation nachgewiesen werden. In Reinluftgebieten herrschen artenreiche Bestände in großer Häufigkeit vor, während in stark belasteten Gebieten Artenzahl und Deckungsgrad stark abnehmen bzw. weitgehend flechtenfreie Räume entstehen. In stärker belasteten Gebieten sind die Möglichkeiten zur räumlichen Differenzierung von Schadstoffwirkungen aufgrund des Fehlens natürlich vorkommender Flechten begrenzt, daher werden Exponierungsverfahren eingesetzt.

Die Durchführung von Flechtenkartierungen zur Ermittlung der Luftgüte wird in der VDI-Richtlinie 3799 Blatt 1 geregelt, so daß eine weitgehende Vergleichbarkeit der ermittelten Daten gewährleistet ist. Die Auswertung von Untersuchungsergebnissen läßt keine unmittelbaren Rückschlüsse auf phyto- oder humantoxische Einflüsse zu, sondern kann nur orientierende Hinweise über die allgemeine Immissionsbelastung erbringen, insbesondere wenn gegenüber früheren Kartierungen eine Zu- oder Abnahme von Flechtenbeständen festgestellt wurde. Ein dringender Bedarf zur Verbesserung der lufthygienischen Situation ist in Bereichen gegeben, in denen eine "extrem hohe" Belastung ermittelt wurde. Derartige Bereiche sind durch Vorkommen der toxitoleranten Krustenflechte Lecanora conizaeoides gekennzeichnet. In "stark belasteten" Gebieten, die durch diese Flechte indiziert werden, besteht für die Bewohner ein erhöhtes Risiko zu Atemwegserkrankungen (Rabe u. Beckelmann 1987).

Flechtenexponierung

In Untersuchungsgebieten, die keine ausgeprägte natürliche Flechtenvegetation aufweisen, dient die Exponierung der Blattflechte Hypogymnia physodes zur Ermittlung der Gesamtwirkung von Immissionsfaktoren. Als Wirkungsmaßstab wird in der betreffenden >VDI-Richtlinie 3799 Blatt 2 der Absterbegrad des Thallus, d.h. des Flechtenkörpers, am Ende der Exponierungszeit bestimmt. Ein unmittelbarer Rückschluß auf die Höhe von Schadstoffeinträgen ist anhand der Untersuchungsbefunde in der Regel nicht sicher möglich, da neben SO2 auch andere Faktoren auf den Flechtenorganismus einwirken. Allgemein ist aus den ermittelten Absterbegraden abzuleiten, daß sich mit Zunahme der beobachteten Wirkungen auch Schädigungen bei anderen Pflanzenarten verstärken und in Ökosystemen Artenausfälle zu erwarten sind.

Analyse von Kiefernnadeln

Die Waldkiefer ist eine in Berlin und Brandenburg heimische und weit verbreitete Baumart, die als immergrüner Baum für Untersuchungen mit langen Zeitreihen im passiven Monitoring sehr gut geeignet ist. Im Rahmen des immissionsökologischen Wirkungskatasters wurden Kiefernnadeln beprobt, da sie sich durch gute Akkumulations- und Reaktionseigenschaften auszeichnen. Anders als das in 14tägigen Intervallen ausgewechselte Weidelgras sind die Kiefernnadeln den herrschenden Immissionen das ganze Jahr über ausgesetzt. Entsprechend repräsentieren die analysierten Elementgehalte einen längeren Zeitraum und integrieren damit saisonale Schwankungen von Immissionen zu einem mittleren Belastungsniveau. Besonders die hohe winterliche SO2-Belastung kann durch die Bestimmung der Schwefelgehalte in Kiefernnadeln untersucht werden, die über eine sommerliche Weidelgrasexponierung nicht erfaßt wird.

Da keine verbindlichen Bewertungsgrundlagen für die Elementkonzentrationen in Kiefernnadeln vorliegen, erfolgte eine umfassende Sichtung vorliegender Vergleichsuntersuchungen, so daß Klassengrenzen für "geringe", "mittlere" und "erhöhte" Konzentrationen für den Berliner Raum abgeleitet werden konnten. Diese Konzentrationsbereiche kennzeichnen das vorherrschende ökosystemare Belastungsniveau durch Einträge über den Luftpfad sowie bodenbürtige Faktoren. Sie geben daher Hinweise für die Belastung der natürlichen Umwelt (z.B. von Wäldern), sind aber nicht mit Schwellenwerten zum Schutz von Nutzpflanzen oder der menschlichen Gesundheit gleichzusetzen.

Standardisierte Weidelgraskultur

Weidelgras (Lolium multiflorum) ist eine im landwirtschaftlichen Futterbau häufig verwendete Pflanze und steht als Akkumulationsindikator repräsentativ für andere Nahrungs- und Futterpflanzen, wird aber auch für die Einschätzung der Belastung der natürlichen Vegetation eingesetzt. Das Gras wird innerhalb der Vegetationszeit exponiert, um eine Schadstoffanreicherung über den Luftpfad zu erfassen. Die Elementgehalte im Weidelgras zeigen an, ob eine Kontaminationsgefahr durch den Verzehr von Pflanzen aus dem Untersuchungsgebiet besteht.

Da kein bundeseinheitliches Bewertungsverfahren vorliegt, wurden auf Basis von Vergleichsuntersuchungen Toleranzwerte bestimmt, die toxische Wirkungen kontaminierter Pflanzen über die Nahrungskette auf Weidetiere und Menschen (vgl. BGA 1986, FMV 1990) oder bei der natürlichen Vegetation (vgl. Scholl 1974) nicht erwarten lassen.

Grünkohlexponierung

Grünkohl ist als Standardpflanze zur wirkungsbezogenen Ermittlung von organischen Luftschadstoffen anerkannt und wird auch im Routinebetrieb eingesetzt. Aufgrund seiner hohen Frosttoleranz kann Grünkohl (Brassica oleracea acephala) im aktiven Monitoring im Herbst und im Winter eingesetzt werden, wenn andere Expositionspflanzen nicht zur Verfügung stehen und die Belastung mit Luftschadstoffen ansteigt. Besonders geeignet ist Grünkohl zum Nachweis organischer Schadstoffe, da diese meist lipophilen (fettlöslichen) Substanzen von der Wachsschicht der Blätter stark angereichert werden.

Das Verfahren zur Anzucht des Pflanzenmaterials, die Exponierung sowie Ernte, Bonitierung und Analyse der Testpflanzen ist weitgehend festgelegt und erprobt (vgl. Arndt et al. 1987, Rademacher u. Rudolph 1994, TÜV-Umwelt Berlin-Brandenburg 1995). Da keine bundesweit gültigen Grenz- und Richtwerte für organische Verbindungen in pflanzlichen Lebens- und Futtermitteln existieren, wurde zur Definition der Belastungsstufen "gering", "mittel" und "hoch" auf Erfahrungswerte anderer Grünkohl-Untersuchungen in der Bundesrepublik zurückgegriffen. Die definierten Abstufungen sind ein empirisches Hilfsmittel, die toxikologische Gesichtspunkte überwiegend nicht berücksichtigen, sondern nur allgemeine Hinweise auf das Belastungsniveau im Hinblick auf die menschliche Gesundheit zulassen.

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