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Ute Windisch:

Evaluierung der Bioindikationsverfahren mit Flechten zur Bestimmung der Luftgüte anhand landesweiter Erhebungen in Hessen und Bayern

[Evaluation of bioindication procedures for air quality assessment using state wide lichen data in the states of Hessen and Bavaria (Germany)]

1999. 1. Auflage, XIII, 164 Seiten, 49 Abbildungen, 15 Tabellen, 14x22cm, 360 g
Language: Deutsch

(Dissertationes Botanicae, Band 314)

ISBN 978-3-443-64226-6, brosch., price: 46.00 €

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Contents

Synopsis top ↑

This publication describes a lichen study carried out in order to measure air quality. The epiphytic lichen vegetation was mapped as part of two state-wide research projects in the states of Hessen and Bavaria, from 1990 to 1996. From 1992 to 1994 additional lichen exposure tests were conducted in Hessen in order to establish the relevance of altitude, precipitation, carbonate content of the soil and bark properties for epiphytic lichens under different levels of air pollution. Exposure and mapping methods were in accordance with Guideline VDI 3799 For the lichen exposure experiments the foliose species Hypogymnia physodes and Platismatia glauca were selected. They were exposed at remote sites not polluted by anthropogenic emissions. Neither species showed sigus of damage in the years of the experiments, both species showed increase of the thallus surface. From correlation calculations between the average yearly growth of Hypogymnia physodes and topographic, climatic and immission data it is clear that several factors (altitude, relative humidity, nitrogen) contributed to the growth promotion of the lichen species. The growth of Hypogymnia physodes showed a negative correlation with SO2 inputs. For the lichen mapping a total of 85 taxa were recorded at 268 sites. On the basis of the mapping "Luftgütewerte" (air quality values) were calculated. For the area under investigation ten levels of air pollution were obtained representing the VDI Guideline 3799 descriptions ranging from "very highly polluted" to "very lowly polluted". This study describes the results of the measurements and the influences of altitude, soil carbonate content, and precipitation on the behaviour of lichen in different pollution settings.

Inhaltsbeschreibung top ↑

Im Rahmen zweier landesweiter Projekte in Hessen und Bayern wurden von 1990 bis 1996 immissionsbezogene Flechtenkartierungen durchgeführt. Ergänzend fanden in Hessen von 1992 bis 1994 Flechtenexpositionsversuche statt. Das Ziel der Untersuchungen war, die Bedeutung der Faktoren Höhenlage über NN, Niederschlagsauflkommen, Karbonatgehalt des Bodens und Borkeneigenschaften fur epiphytische Flechten bei unterschiedlichen Stufen der lufthygienischen Belastung zu ermitteln. Sowohl die Expositions- als auch die Kartierungsmethodik folgten im wesentlichen der VDI-Richtlinie 3799. Für die Flechtenexpositionsversuche wurden die Blattflechtenarten Hypogymnia physodes und Platismatia glauca ausgewählt. Sie wurden an emittentenfernen Waldmeßstationen ausgebracht. Beide Arten wurden in beiden Versuchsjahren und an allen Untersuchungsorten nicht geschädigt, sondern zeigten einen Zuwachs der Thallusfläche. Nach den Korrelationsberechnungen zwischen dem mittleren Jahreszuwachs von Hypogymnia physodes und Topographie bzw. Klima- und Immissionsdaten waren es mehrere Faktoren (Höhe ü. NN, relative Feuchte, Stickstoff)'' die einen Beitrag zur Wachstumsförderung der Flechtenart leisteten. Dagegen war das Wachstum von Hypogymnia physodes negativ mit dem SO2-Eintrag korreliert. Bei der Flechtenkartierung wurden an 268 Meßstationen insgesamt 85 Taxa erfaßt. Aufgrund der aus der Flechtenkartierung gewonnenen Luftgütewerte wurden für das Untersuchungsgebiet zehn Abstufungen der Immissionsbelastung vorgenommen, die nach VDI von "sehr hoch belastet" bis "sehr gering belastet" reichen. Die Arbeit beschreibt wie die ermittelten Standortpräferenzen bei der Interpretation der aus der Häufigkeit der Flechten resultierenden Luftgütewerte herangezogen werden müßen. Eine Erhöhung der Flechten-Luftgütewerte - unabhängig vom Immissionsaufkommen - wird auch durch eine zunehmende Höhenlage und einen karbonathaltige geologische Untergründe verursacht. Der Vergleich der Flechten-Frequenzsummen von 3985 untersuchten Trägerbäumen ergab, daß das Flechteninventar verschiedener Baumarten am gleichen Standort zu unterschiedlichen Frequenzsummen führen kann.

Bespr.: Botanik und Naturschutz in Hessen 13 (2001) top ↑

In den Jahren 1990 bis 1996 erfolgten landesweite immissionsbezogene Flechtenkartierungen an freistehenden Laubbäumen in Hessen und Bayern. Ergänzend wurden in Hessen Flechtenexpositionsversuche durchgeführt. Beide Untersuchungen folgten methodisch im wesentlichen der VDI-Richtlinie 3799. Mit Hilfe dieser Richtlinie wird ein Luftgütewert errechnet, der aus der Anzahl der Flechtenarten und ihrer Frequenz (Häufigkeit innerhalb eines Aufnahmegitters) resultiert.

Die Arbeit hat das Ziel, den Einfluß weiterer Faktoren, die für das Vorkommen epiphytischer Flechten verantwortlich sind, zu quantifizieren. Die untersuchten Faktoren sind Höhenlage, Niederschlagssumme, Karbonatgehalt des Bodens und Art des Trägerbaumes.

Im ersten Teil wird die Entwicklung des Biomonitoringverfahrens mit Flechten zur Beurteilung der Luftbelastung beschrieben. Darauflhin werden das Untersuchungsgebiet und die Methodik der Flechtenkartierung sowie des Flechtenexpositionsverfahrens dargestellt. Kern der Arbeit bilden Korrelationsberechnungen anhand der in Bayern und Hessen erhobenen Daten zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Frequenz der Flechtenarten und den Faktoren Höhe, Niederschlagssumme, Karbonatgehalt des Untergrundes und Art des Trägerbaumes.

Für die meisten Flechtenarten wurde eine Frequenzerhöhung mit zunehmender Hö- henlage und steigenden Niederschlägen belegt. Der Karbonatgehalt des geologischen Untergrundes erwies sich als bedeutend für die Zusammensetzung des Flechtenartenspektrums. Es konnten sowohl Neutrophyten ausgewiesen werden, die einen karbonathaltigen Untergrund bevorzugen, als auch Acidophyten, die ein karbonatfreies Substrat prägerieren. Der Vergleich von acht Trägerbaumarten bezüglich der Artenzahl und Flechtenfrequenz ergab, daß diesbezüglich eine vielschichtige Abhängigkeit besteht.

Die Ergebnisse der Flechtenexpositionsversuche werden kurz dargestellt. Abschließend werden Anpassungen der VDI-Richtlinie aufgrund der Untersuchungsergebnisse vorgeschlagen.

Die Arbeit hat nicht das Ziel, über die Luftgüte in Hessen und Bayern zu informieren, sondern analysiert die Methodik anhand der in diesen beiden Bundesländern erhobenen Daten. Einen Schwerpunkt bilden statistische Berechnungen, die für den allgemein botanisch Interessierten wenig interessant sein dürften. Die Arbeit zeigt jedoch denen, die sich mit dem Thema Bioindikation und besonders der immissionsbezogenen Flechtenkartierung beschäftigen, zahlreiche Zusammenhänge auf.

Dietmar Teuber

Botanik und Naturschutz in Hessen 13 (2001)

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Einleitung 1
2 Literatur zur Bioindikation mit Flechten 3
2.1 Flechten als Bioindikatoren der lufthygienischen Belastung 3
2.2 Flechten als Indikatoren von Substrateigenschaften 5
2.3 Entwicklung der Biomonitoringverfahren mit Flechten 10
2.3.1 Entwicklung der Flechtenkartierungsverfahren 10
2.3.2 Entwicklung der Flechtenexpositionsverfahren 13
3 Untersuchungsgebiet 16
3.1 Naturgeographische Charakterisierung 16
3.2 Immissionsbelastung 22
4 Methodik 29
4.1 Flechtenkartierung 29
4.1.1 Datengrundlage 29
4.1.2 Meßnetz 30
4.1.3 Trägerbäume 32
4.1.4 Erfassung der Flechten 34
4.1.5 Auswertung der Flechtenkartierungen nach VDI 35
4.1.6 Berechnung und Darstellung statistischer Zusammenhänge 38
4.2 Flechtenexposition 39
4.2.1 Herkunft der Exponate, Expositionsorte und Zeitraum 39
4.2.2 Entnahme und Exposition 41
4.2.3 Vitalitätsbestimmung an Flechten 43
4.2.3.1 Bestimmung des Schädigungsgrades 43
4.2.3.2 Bestimmung der Thallusfläche 44
4.2.4 Berechnung statistischer Zusammenhänge 45
5 Ergebnisse 46
5.1 Flechtenkartierung 46
5.1.1 Flechtenarten des gesamten Bewertungsareales 46
5.1.2 Einflußfaktoren auf das Vorkommen und die Frequenz der Flechten 50
5.1.3 Beitrag der Flechtenfrequenz zu den errechneten Luftgütewerten 68
5.1.4 Ergebnisse der Luftgüteberechnungen und lufthygienische Situation 73
5.1.5 Einflußfaktoren auf den Flechten-Luftgütewert 80
5.1.6 Naturräume 95
5.1.7 Erhebungszeitraum 98
5.1.8 Meßnetz 100
5.2 Flechtenexposition 106
5.2.1 Vitalitätskriterien von Hypogymnia physodes und Platismatia glauca 106
5.2.1.1 Optische Bewertung der Flechtenfarbe (Schädigungsgrad) 106
5.2.1.2 Wachstum der Exponate 108
6 Diskussion 116
6.1 Bedeutung relevanter Einflußfaktoren für die auf Basis der
Flechtenfrequenz ermittelten Luftgütewerte 116
6.2 Stellungnahme zur VDI-Richtlinie 3799 125
7 Zusammenfassung/Summary 130
8 Literaturverzeichnis 136
Anhang 156