18
Views
1
CrossRef citations to date
0
Altmetric
Original Articles

Predicting the regional risk of elevated nitrate concentrations below forests in Bavaria by empirical modelling at different spatial scales

, , , &
Pages 361-377 | Received 16 Dec 2007, Published online: 22 May 2008

References

  • Aber , J.D. , Nadelhoffer , P. , Steudler , P. and Melillo , J.M. 1989 . Nitrogen saturation in northern forest ecosystems . Bioscience , 39 : 378 – 386 .
  • Gundersen , P. , Emmet , B.M. , Kjonaas , O.J. , Koopmans , C.J. and Tietema , A. 1998 . Impact of nitrogen deposition on nitrogen cycling in forests: a synthesis of NITREX data . Forest Ecology and Management , 101 : 37 – 55 .
  • Rothe , A. , Huber , C. , Kreutzer , K. and Weis , W. 2002 . Deposition and soil leaching of Norway spruce and European Beech: Results from Höglwald research in comparison with other European case studies . Plant and Soil , 240 : 33 – 45 .
  • Nihlgård , B. 1985 . The ammonium hypothesis – an additional explanation to the forest dieback in Europe . Ambio , 14 (1) : 2 – 8 .
  • Heinsdorf , D. and Branse , C.H. 2002 . Entwicklung der Nährelementgehalte in den Nadeln von Kiefernbeständen auf charakteristischen pleistozänen Standorten Brandenburgs in den Jahren 1964 bis 1999 . Forst und Holz , 57 : 421 – 428 .
  • Spiecker , H. , Mielikäinen , K. , Köhl , M. and Skovsgaard , J. , eds. 1996 . Growth Trends in European Forests: Studies from 12 Countries , 372 Berlin : Springer . European Forest Institute Research Report No 5
  • Diekmann , M. , Brunet , J. , Ruhling , A. and Falkengren‐Grerup , U. 1999 . Effects of nitrogen deposition: results of a temporal‐spatial analysis of deciduous forests in South Sweden . Plant Biology , 1 : 471 – 481 .
  • Fischer , A. 1999 . “ Floristical changes in central European forest ecosystems during the past decades as an expression of changing site conditions ” . In Causes and Consequences of Accelerating Tree Growth in Europe Edited by: Karjalainen , T. , Spiecker , H. and Laroussinie , O. 53 – 64 . EFI Proceedings
  • UN/ECE United Nations Economic Commission for Europe and European Commission . 1998 . Protection of Forests Against Atmospheric Pollution: European Programme for the Intensive Monitoring of Forest Ecosystems – Basic Documents for the Implementation of the Intensive Monitoring Programme of Forest Ecosystems in Europe Brussels, European Commission, EC, VI/3908/95‐EN 142
  • Riek , W. and Haußmann , T. 1998 . Die BZE im Spiegel der Europäischen Waldbodenzustandserhebung . Allg. Forstz./Der Wald , 53 : 520 – 522 .
  • Riek , W. and Wolff , B. 1998 . Integrierende Auswertung bundesweiter Waldzustandsdaten , 1 – 84 . Hamburg : Arbeitsbericht des Instituts für Forstökologie und Walderfassung 98/2. Bundesforschungsanstalt für Forst‐ und Holzwirtschaft .
  • Dise , N.B. and Wright , R.F. 1995 . Nitrogen leaching from European forests in relation to nitrogen deposition . Forest Ecology and Management , 71 : 153 – 161 .
  • Aber , J.D. , Goodale , C.L. , v. Ollinger , S. , Smith , M.‐A. , Magill , A.H. , Martin , M.E. , Hallett , R.A. and Stoddard , J.L. 2003 . Is nitrogen deposition altering the nitrogen status of northeastern forests? . Bioscience , 53 (4) : 375 – 389 .
  • De Vries , W. and Jansen , P.C. 1994 . Effects of Acid Deposition on 150 Forest Stands in the Netherlands , 60 Wageningen : The Netherlands: Agricultural Research Department, The Win and String Centre for Integrated Land, Soil and Water Research . Input‐Output budgets for sulphur, nitrogen, base cations and aluminium. Report 69.3
  • Callesen , I. , Raulund‐Rasmussen , K. , Gundersen , P. and Stryhn , H. 1999 . Nitrate concentration in soil solutions below Danish forests . Forest Ecology and Management , 114 : 71 – 81 .
  • Aber , J.D. , McDowell , W. , Nadelhoffer , K. , Magill , A. , Berntson , G. , Kamakea , M. , McNulty , S. , Currie , W. , Rustad , L. and Fernandez , I. 1998 . Nitrogen saturation in temperate forest ecosystems – hypotheses revisited . BioScience , 48 : 921 – 933 .
  • Berg , B. 2000 . Litter decomposition and organic matter turnover in northern forest soils . Forest, Ecology and Management , 133 : 13 – 22 .
  • Johnson , D.W. and Sogn , T. 2000 . The nutrient cycling model: lessons learnt . Forest Ecology and Management , 138 : 91 – 106 .
  • Nagel , H.‐D. and Gregor , H.‐D. 1999 . Ökologische Belastungsgrenzen – Critical Loads and Levels – Ein internationales Konzept für die Luftreinhaltepolitik , 259 Berlin : Springer .
  • VDLUFA . 1991 . Methodenbuch Band 1 ‐ Die Untersuchung von Böden , Darmstadt : VDLUFA Verlag . 4. Aufl.
  • Wösten , J. , Lilly , A. , Nemes , A. and Bas , C.L. 1999 . Development and use of a data base for hydraulic properties of European soils . Geoderma , 90 : 169 – 185 .
  • Schultze , B. and Hammel , K. 2004 . Wasser und Stoffhaushaltsmodellierung 99 (Abschlussbericht Teilprojekt 6A, BMBF 0339985)
  • Federer , C.A. 1995 . Brook90, A Simulation Model for Evapotratnspiration, Soil Water and Stream Flow Durham, NH 03824, , USA Version 3.1. Computer Freeware Documentation. USDA Forest Service, PO Box 640
  • Hammel , K. and Kennel , M. 2001 . Charakterisierung und Analyse der Wasserverfügbarkeit und des Wasserhaushalts von Waldstandorten in Bayern mit dem Simulationsmodell Brook 90 . Forstliche Forschungsbericht München , 185 : 135
  • Renger , M. and Wessolek , G. 1990 . Berechnung der Verdunstungsjahressummen einzelner Jahre . Merkblätter zur Wasserwirtschaft , 238 : 47 In DVWK 1996. Ermittlung der Verdunstung von Land und Wasserflächen
  • Rothe , A. and Mellert , K.H. 2004 . Effects of forest management on nitrate concentrations in seepage water of forests in Southern Bavaria, Germany . Water Air and Soil Pollution , 156 : 337 – 355 .
  • Bayforklim . 1996 . Klimaatlas von Bayern , München : Bayerischer Klimaforschungsverbund, Meteorologisches Institut .
  • BayGLA . 2004 . “ Bayerisches Geologischen Landesamt ” . In Bodenkundliche Übersichtskarte 1 : 1.000.000
  • Gauger , Th. , Köble , R. and Anshelm , F. 2000 . Kritische Luftschadstoff‐Konzentration und Eintragsraten sowie ihre Überschreitung für Wald und Agrarökosysteme sowie naturnahe waldfreie Ökosysteme , 131 Endbereicht zum Forschungsvorhaben : BMU/UBA FE‐Nr. 297 85 079 .
  • UBA . 2003 . Mapping of Ecosystem Specific Longer‐term Trend in Deposition Loads and Concentrations of Air Pollutants in Germany and their Comparison with Critical Loads and Critical Levels Data CD, April
  • EC DG XI . 1993 . CORINE Land Cover – Technical Guide , Luxembourg : Office for Official Publications of the European Communities .
  • Pregger , T. , Blank , P. , Wickert , B. , Krüger , R. , Theloke , J. and Friedrich , R. 2001 . Emissionskataster für Bayern , 108 Stuttgart : Endbericht der Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz .
  • Mellert , K.H. , Brendel , J. , Göttlein , A. , Kölling , C. and Rücker , G. 2005 . Risiko erhöhter Nitratkonzentrationen unter Wäldern im Raum München – Regionalisierung auf der Basis von Satellitendaten und genesteter Stichproben . Waldökologie online , 2 : 25 – 35 .
  • BayLfW . 2004 . “ 15 Jahre Integrierten Messnetzes Stoffeintrag‐Grundwasser – Methoden und Ergebnisse ” . In Informationsbericht des Bayerisches Landesamts für Wasserwirtschaft 2/2004
  • Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten . 2000 . Kennwerte zur Charakterisierung des ökochemischen Bodenzustandes und des Gefährdungspotentials durch Bodenversauerung und Stickstoffsättigung an Level II‐Waldökosystem‐Dauerbeobachtungsflächen 167 (Bonn)
  • Bundesministerium für Justiz . 1984 . “ Verordnung über natürliches Mineralwasser, Quellwasser und Tafelwasser‐MTVO vom 01.08.1984, Bundesgesetzblatt 1984, Bonn ” . In Die Trinkwasserverordnung , Edited by: Aurand , K. , Hässelbarth , U. , Lange‐Aschenfeldt , H. and Steuer , W. 710 Berlin : Erich‐Schmid‐Verlag . (1991)
  • Huber , C. 1997 . Untersuchungen zur Ammoniakimmission und zum Stoffhaushalt auf ungekalkten und neugekalkten Flächen in einem stickstoffübersättigten Fichtenökosystem (Höglwald) , 183 Dissertation : LMU München .
  • Mellert , K.H. , Gensior , A. , Göttlein , A. and Kölling , C. 2005 . Risiko erhöhter Nitratkonzentrationen unter Wald in Bayern – Regionalisierung von Inventurergebnissen aus dem Raster des Level I . Waldökologie online , 2 : 4 – 24 .
  • Spangenberg , A. and Kölling , C. 2003 . Nitrogen deposition and nitrate leaching at forest edges exposed to high ammonia emissions in Southern Bavaria . Water, Air and Soil Pollution , 152 : 1 – 23 .
  • Gauger , Th. , Köble , R. and Anshelm , F. 2000 . Kritische Luftschadstoff‐Konzentration und Eintragsraten sowie ihre Überschreitung für Wald und Agrarökosysteme sowie naturnahe waldfreie Ökosysteme 131 (Endbereicht zum Forschungsvorhaben BMU/UBA FE‐Nr. 297 85 079)
  • Mellert , K.H. , Gensior , A. , Göttlein , A. , Kölling , C. and Rücker , G. 2008 . Variation in soil nitrate concentrations in two N‐saturated Norway spruce forests (Picea abies (L.) Karst.) in Southern Bavaria – Implications for the assessment and regionalisation of the N status of forests. Water Air and Soil Pollution 187 203 – 217 .
  • Manderscheid , B. and Matzner , E. 1995 . Spatial and temporal variation of soil solution chemistry an ion fluxes through the soil in a mature Norway spruce . Picea abies , 30 : 99 – 114 . (L.) (Karst.) stand. Biogeochemsitry
  • Lischeid , G. , Alewell , C. , Bittersohl , J. , Göttlein , A. , Jungnickel , C. , Lange , H. , Manderscheid , B. , Moritz , K. , Ostendorf , B. and Sager , H. 1998 . Investigating soil and groundwater quality at different scales in a forested catchment: the Waldstein case study . Nutrient Cycling in Agroecosystems , 50 : 109 – 118 .
  • Dämmgen , U. 2005 . Bestimmung von Ammoniak‐Einträgen aus der Luft und deren Wirkung auf Waldökosysteme, (ANSWER‐Projekt) . Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Sonderheft , 279 : 113
  • Spangenberg , A. and Kölling , C. 2001 . Sind Bayerns Wälder stickstoffgesättigt? Neue Zusammenstellung von Forschungsergebnissen . Allg. Forstz./Der Wald , 56 : 1074 – 1075 .
  • De Vries , W. , van Grinsven , J.J.M. , van Breemen , N. , Leetres , E.E.J.M. and Jansen , P.C. 1995 . Impacts of acid deposition on concentrations and fluxes of solutes in acid sandy forest soils in the Netherlands . Geoderma , 67 : 17 – 43 .
  • Willard , W.J. , Dewalle , D.R. and Edwards , P.J. 2005 . Influence of bedrock geology and tree species composition on stream nitrate concentrations in mid‐Appalachian forested watersheds . Water, Air and Soil Pollution , 160 : 55 – 76 .
  • Hedin , L.O. , Armesto , J.J. and Johnson , A.H. 1995 . Patterns of nutrient loss from unpolluted, old‐growth temperate forests: Evaluation of the biogeochemical theory . Ecology , 76 (2) : 493 – 509 .
  • Cunha , A. , Power , S.A. , Ashmore , M.R. , Green , P.R.S. , Haworth , B.J. and Bobbink , R. 2002 . Whole Ecosystem Nitrogen Manipulation: An Updated Review JNCC Report No. 331
  • Miegroet , H. van , Johnson , D.W. and Cole , D.W. 1992 . Analysis of N Cycles in polluted versus unpolluted environments . Ecological Studies , 91 : 199 – 207 .
  • Wilson , E.J. and Emmett , B.A. 1999 . “ Factors influencing nitrogen saturation in forest ecosystems: advances in our understanding since the mid 1980s ” . In The Impact of Nitrogen Deposition on Natural and Semi‐natural Ecosystems , Edited by: Langan , S.J. Dordrecht : Kluwer Academic Press .
  • Johnson , D.W. , Cheng , W. and Burke , I.C. 2000 . Biotic and abiotic nitrogen retention in a variety of forest soils . Soil Science of America Journal , 64 : 1503 – 1514 .
  • Schleppi , P. , Hagedorn , F. and Providoli , I. 2004 . Nitrate leaching from a mountain forest ecosystem with gleysols subjected to experimentally increased N deposition . Water, Air, and Soil Pollution – Focus , 4 : 453 – 467 .
  • Prietzel , J. and Kaiser , K.J. 2005 . De‐eutrophication of a nitrogen‐saturated Scots pine forest by prescribed litter‐raking . J. Pant Nutr. Soil Sci , 198 : 461 – 471 .
  • Butterbach‐Bahl , K. , Gasche , R. , Willibald , G. and Papen , H. 2002 . Exchange of N‐gases at the Höglwald Forest – a summary . Plant and Soil , 240 : 117 – 123 .
  • Davidson , E.A. , Chorover , J. and Dail , D.B. 2003 . A mechanism of abiotic immobilization of nitrate in forest ecosystems: the ferrous wheel hypothesis . Global Change Biology , 9 : 228 – 236 .
  • Hagedorn , F. , Maurer , S. , Bucher , J.B. and Siegwolf , R.T. 2005 . Immobilization, stabilization and remobilization of nitrogen in forest soils at elevated CO2: a 15N and 13C tracer study . Global Change Biology , 11 : 1 – 12 .
  • Leak , W.B. and Martin , C.W. 1975 . Relationship of Stand Age to Streamwater Nitrate in New Hampshire , Upper Darby, PA : USDA Forest Service Research Note NE‐211 .
  • Stevens , P.A. , Norris , D.A. , Sparks , T.H. and Hodgson , A.L. 1994 . Soil and stream water interactions for different aged forest and moorland catchments in Wales . Water, Air and Soil Pollution , 73 : 297 – 317 .
  • De Vries , W. , Reinds , G.J. , van Kerkvoordge , M.S. , Hendriks , C.M.A. , Leeters , E.E.J.M. , Gross , C.P. , Voogd , J.C.H. and Vel , E.M. 2000 . Intensive Monitoring of Forest Ecosystems in Europe , 191 Geneva/Brussels : UN/ECE, EC . Techical Report 2000
  • Borken , W. and Matzner , E. 2004 . Nitrate leaching in forest soils: an analysis of long term monitoring sites in Germany . J. Plant Nutr. Soil Sci , 167 : 277 – 283 .
  • Weiger , H. 1986 . Experimentelle Untersuchungen in nordbayerischen Nadelwaldbeständen über den den Wasserhaushalt und den Stickstoffeintrag nach Stickstoffdüngungen . Forstliche Forschungsberichte München , 76 : 461 S
  • Augusto , L. , Ranger , J. , Binkley , D. and Rothe , A. 2002 . Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility . Ann. For. Sci , 59 : 233 – 253 .

Reprints and Corporate Permissions

Please note: Selecting permissions does not provide access to the full text of the article, please see our help page How do I view content?

To request a reprint or corporate permissions for this article, please click on the relevant link below:

Academic Permissions

Please note: Selecting permissions does not provide access to the full text of the article, please see our help page How do I view content?

Obtain permissions instantly via Rightslink by clicking on the button below:

If you are unable to obtain permissions via Rightslink, please complete and submit this Permissions form. For more information, please visit our Permissions help page.