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Montag, 2. Juli 2018

Immissionsschutzwald und Waldumbau

Konflikte mit Tierhaltungen vermeiden

B.Sc. agric. Kerstin Zülch und Ph.D. Dipl.-Biol. Robin Kubitza

Der Betrieb von Tierhaltungsanlagen ist mehr oder weniger mit Ammoniakemissionen verbunden. Hohe Belastungen durch Ammoniakimmissionskonzentrationen und Stickstoffdepositionen können Waldflächen und empfindliche Biotope gefährden. Hinzuweisen ist darauf, dass N-Einträge nicht in jedem Fall schädlich sind. Maßgeblich für eine mögliche Schädigung ist weder – wie häufig behauptet – die Größe einer Tierhaltung, noch die Wahl eines bestimmten Haltungssystems.

Die Frage der Umweltverträglichkeit von N-Einträgen lässt sich nur anlagen- und standortbezogen beantworten. Auf der einen Seite hängt sie ab von der räumlichen Distanz und der Empfindlichkeit bzw. dem Schutzstatus benachbarter Waldflächen und Biotope. Auf der anderen Seite wird sie durch die Vorbelastungssituation und die zu erwartenden Ammoniak- bzw. Stickstoffeinträge durch eine geplante oder zu ändernde Tierhaltungsanlage bestimmt.

Entscheidungserheblich ist, ob benachbarte Biotope geschützt und gleichzeitig stickstoffempfindlich sind. Das lässt sich regelmäßig durch eine qualifizierte Biotopkartierung und ggf. durch weiterführende naturschutzfachliche Gutachten feststellen. Wichtig ist die Klärung, welche Flächen in der Nachbarschaft als Waldflächen anzusprechen sind. Nach dem Landeswaldgesetz (LWaldG)1 stellt jede mindestens 0,2 ha große Fläche mit einem flächenhaften Bewuchs von Waldbaum- und Waldstraucharten einen Wald dar. Auch Kahlschläge und Lichtungen, Waldwege und -wiesen, Vorwald und mit dem Wald verbundene Flächen gelten per Gesetz als Wald. Ausnahmen bilden u. a. einzelne Baumgruppen, Baumreihen oder Hecken in Feldflur und bebauten Gebieten sowie Kurzumtriebsplantagen mit einer Umtriebszeit von maximal 20 Jahren.

Im Genehmigungsverfahren wird die Konfliktsituation durch die Prüfung des Mindestabstandes nach Anhang 1 der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) und anhand der Ergebnisse der Ausbreitungsberechnungen nach Anhang 3 der TA Luft beurteilt. Häufig schließt eine Beurteilung im Einzelfall an.

Treten Konflikte auf, werden in der Regel zunächst anlagenbezogene Minderungsmöglichkeiten geprüft, die bei großen Tierhaltungsanlagen über die ohnehin geforderte Einhaltung des Standes der Technik hinausgehen. Die Verkleinerung und das wirkungsvollere Abdecken emittierender Oberflächen, die Wahl emissionsärmerer Haltungssysteme oder der Einsatz von Abluftreinigungseinrichtungen oder immissionsmindernde Abluftführungen können diskutiert werden. Auch eine Korrektur der ursprünglichen Planungsabsichten, z. B. eine geringere Tierplatzkapazität, kann die Folge sein.

Alternativ oder ergänzend kann der Schutz der sensiblen Nachbarschaft auch durch die Beeinflussung der Transmissionsbedingungen (Ausbreitungsbedingungen) für luftgetragene Stoffe und die Änderung der Empfindlichkeit gegenüber Stickstoffeinträgen erfolgen.

Diesem Ziel können die Schaffung von Schutzpflanzungen, die Widmung von Immissionsschutzwäldern, der Unterbau von Nadelwäldern mit Laubgehölzen, die immissionsmindernde Waldrandgestaltung, das Anlegen von Energieholzplantagen und die Ergänzungsdüngung von Waldflächen dienen. Besonders bei Vorhaben mit Haltungssystemen mit Auslaufhaltung und/oder frei gelüfteten Ställen, in denen primärseitige Maßnahmen zur Emissionsminderung nicht adäquat möglich und auch nicht gewünscht sind, können häufig erst waldbauliche Maßnahmen eine Standorteignung ermöglichen.

Immissionsschutzwald

Ein Immissionsschutzwald entzieht durch seine Filterwirkung der Luft Schadstoffe und kann so nachgelagerte Bereiche vor Stoffeinträgen schützen. Sowohl trockene, gasförmige Inhaltsstoffe und Stäube als auch wassergelöste Substanzen lagern sich an das Blattwerk an und werden teilweise von diesem absorbiert. Luftgetragene Stoffe gelangen so in die Biomasse und den Stoffkreislauf eines Waldökosystems.

Die Errichtung eines Immissionsschutzwaldes ist sowohl für neue Anlagen als auch für bestehende Tierhaltungsanlagen möglich. Bei Aufbau und Struktur der Pflanzung ist zu beachten, dass

  • ein Mindestabstand von 50 m von der Anlage eingehalten werden sollte und
  • der Immissionsschutzwald eine Tiefe von 50 m, in Hauptwindrichtung mindestens 100 m aufweisen sollte. 2,3

Ein Immissionsschutzwald sollte im Allgemeinen aus drei wesentlichen Abschnitten bestehen:

  • einem ca. 30 m breiten Filterwaldstreifen (möglich sind sowohl Nadel- als auch Laubbaumarten) mit lockerem, zunehmend dichter werdendem Oberkronenraum bestehend aus schnellwüchsigen Bäumen (Bäume I. Ordnung), mäßig durchlässigem Mittelkronenraum und dicht besetztem Strauchraum in Bodennähe,
  • einem ca. 50 m breiten Mischwaldbereich (sowohl Nadel- als auch Laubbäume) bestehend aus langsam wachsenden Bäumen I. Ordnung und Füllbäumen II. Ordnung, mit möglichst geschlossenem Oberkronenraum zum Zweck der Windabschwächung sowie
  • einem 10 m bis 20 m breiten Waldrand bestehend aus Bäumen II. Ordnung und einem leeseitigen Strauchgürtel, der den Wald vor Sonneneinstrahlung schützt . 4,5

Bei der Anlage eines Immissionsschutzwaldes ist auf eine standortgerechte Artenzusammensetzung mit guter Durchströmbarkeit zu achten. Auch die Windrichtungsverteilung, die Art, die Lage und die räumliche Ausdehnung der Ammoniakquellen sollte bei der Bestimmung der bevorzugten Größe, Lage und Geometrien der Immissionsschutzwaldflächen berücksichtigt werden.

Abbildung 1 zeigt ein mögliches Pflanzschema für den Aufbau eines Immissionsschutzwaldes. In Mecklenburg- Vorpommern eignen sich zum Beispiel die Schwarzpappel, deren Bestand gesichert werden soll, die Stieleiche und der Bergahorn, da diese Arten häufig dem gebietstypischen Baumbestand entsprechen.

Waldunterbau und Waldrandgestaltung

Da Nadelwaldbestände, bedingt durch ihren geringen natürlichen Stickstoffbedarf, besonders anfällig gegenüber hohen Stickstoffeinträgen sind, bietet sich bei einem geeigneten Baumalter und vorhergehender Durchforstung ein Unterbau mit deutlich stickstofftoleranteren Laubbäumen an, um mittel- und langfristig die Empfindlichkeit des Waldes gegenüber N-Einträgen zu reduzieren. Die besonders exponierten Nadelwaldränder können durch eine gezielte Anpflanzung von Laubbäumen und ggf. Sträuchern geschützt werden.

Kurzumtriebsplantage als Schutzstreifen

Die Pflanzung eines gesondert bewirtschafteten Schutzstreifens als Kurzumtriebsplantage (KUP) zwischen Anlage und Biotopen oder Waldflächen ist dann ratsam, wenn hohen Stickstoffeinträgen in empfindlichen Bereichen durch eine vorgelagerte Biomasseproduktion, verbunden mit einer effizienten NBindung, entgegengewirkt werden soll. Diese Plantagen sind nur auf Ackerland zulässig. Eine Umwandlung von Wald in KUP ist nicht erlaubt. Als Standorte für KUP eignen sich Böden, die nicht zu nass und verdichtet sind, eine Ackerzahl von > 30 aufweisen und über wenigstens 300 ml Niederschlag in der Vegetationsperiode verfügen. Zur Pflanzung eignen sich vor allem Pappel- und Weidenarten. Diese können im Kurzumtrieb nach ca. fünf Jahren geerntet werden, weisen einen Trockenmassezuwachs von ca. 10 t / ha auf und schlagen nach der Ernte wieder aus, so dass nur ca. alle 20 Jahre neu gepflanzt werden muss. Stehen keine speziellen Häcksler zur Verfügung, kann alternativ auch erst nach zehn Jahren mit üblicher Holzerntetechnik (Harvester) geerntet werden. Bei Kurzumtrieb wird eine Pflanzmenge von ca. 10.000 Bäumen pro Hektar empfohlen, bei langem Umtrieb (10 – 20 Jahre) sind es ca. 3.000 Bäume pro Hektar. 6

Gemäß den Richtlinien zur Förderung von Investitionen landwirtschaftlicher Unternehmen zur Diversifizierung sind KUP in Mecklenburg- Vorpommern eingeschränkt förderbar, sofern

  • die Flächenobergrenze je Antragsteller 10 Hektar beträgt,
  • die Baumzahl mindestens 3.000 Bäume je Hektar beträgt.7

Ergänzungsdüngung

Liegt eine Gefährdung von Waldökosystemen durch erhöhte Stickstoffzufuhr vor, kann durch Ergänzungsdüngung der Mangel an Mikronährstoffen ausgeglichen werden. Die Folge ist höhere Biomasseproduktion und geringere N-Empfindlichkeit. Für alle waldbaulichen Maßnahmen gilt, dass die Zustimmung der Flächeneigentümer eingeholt werden muss, wenn der Vorhabenträger nicht selbst Waldeigentümer der betroffenen Forstfläche ist.

Weil regelmäßig auch Altanlagen für die Tierhaltung in der Nähe von Waldflächen liegen, muss im Falle wesentlicher Änderungen oder Neugenehmigungen die Zulässigkeit des Vorhabens mit Blick auf eine mögliche Beeinträchtigung von Waldflächen geklärt werden. Hilfreich ist es dabei, die Auswirkungen des bisherigen Anlagenbetriebs einzuschätzen. Die Waldzustandsermittlung ist dafür eine wichtige Voraussetzung.

Erkennungsmerkmale einer Stickstoffüberversorgung

Woran lassen sich Beeinträchtigungen von Waldflächen durch N-Depositionen erkennen? Zum einen weist das Vorhandensein von Zeigerpflanzen wie Holunder, Brennnessel und Reitgräser (Calamagrostis) auf einen hohen Bodenstickstoffgehalt hin. Zum anderen regt hohe N-Verfügbarkeit das Pflanzenwachstum an, was häufig zu einem ungünstigen Spross-Wurzelverhältnis zugunsten der Sprosslänge führt. Durch die ungenügende Ausbildung von (Fein-) Wurzeln kommt es zu einem Ungleichgewicht. Gerade bei Trockenheit kann sich der Baum nicht genügend mit Wasser versorgen.

Bei einer N-überversorgung ist ebenfalls eine Reduzierung des Mykorrhizierungsgrades der Feinwurzeln möglich. Im natürlichen Fall wird die Wurzel von einem Mykorrhizapilz besiedelt und morphologisch verändert, was eine verbesserte Nährstoffund Wasseraufnahme und einen erhöhten Schutz vor Schadstoffen zur Konsequenz hat. Stickstoffüberversorgte Pflanzen erleiden jedoch eine Schädigung des Mykorrhizapilzes.

Auch kommt es bei erhöhter N-Aufnahme zu einer verringerten Aufnahme von Calcium und Magnesium durch den Baum und somit zu einem Nährstoffungleichgewicht. Ein Magnesiummangel hat Chlorophyllabbau zur Folge, was an vergilbten Blättern und Nadeln erkennbar ist. An Laubbäumen kann es im weiteren Verlauf zu Nekrosen kommen. 8 Morphologisch äußert sich ein erhöhter Stickstoffeintrag in den Boden durch einen unbegründeten krummen Wuchs und ggf. Zwieselwuchs (Gabelwuchs) der Krone (vgl. Abb. 2 und 3).

Auch Altanlagen mit hoch N-versorgten benachbarten Waldflächen und Biotopen können sich entwickeln. Die beschriebenen waldbaulichen Maßnahmen eignen sich dazu sicherzustellen, dass Vorhaben im konkreten Einzelfall keine nachteiligen Wirkungen auf den Wald und geschützte Biotope haben.

Forschung und Monitoring

Da begonnene wissenschaftliche Projekte der Landesforstanstalt Eberswalde derzeit nicht weiter geführt werden, fehlen wissenschaftliche Aussagen zur genauen Quantifizierung des Ammoniak-Auskämmverhaltens von Schutzpflanzungen. Um Vorhaben planungssicherer zu gestalten und geeignete Standorte gezielt umweltverträglich gestalten zu können, ist eine Fortsetzung oder eine Neuauflage dieser Forschung geboten.

Als Bewertungs- und Prüfkriterien haben sich Sachverständigenaussagen und ggf. die Begleitung der waldbaulichen Maßnahmen durch ein Monitoring bewährt. Durch die Analyse von Bodenwasser aus der Mineralbodenschicht (vgl. Abbildung 4), eine Blatt- oder Nadelanalyse, eine Baumkronenzustandsbetrachtung und vegetationskundliche Erhebungen der Krautschicht können wertvolle Informationen über die Veränderung des Versorgungszustandes mit Stickstoff gewonnen werden. Gegenüber Referenzflächen außerhalb des erwarteten Anlageneinflusses kann die anlagenbezogene Wirkung erfasst und beurteilt werden.

Fazit

Wegen der hohen Schutzanforderungen für geschützte Biotope und Waldflächen und des Ammoniakemissionspotenzials von Tierhaltungsanlagen ergeben sich im Planungsfall Hürden für den Nachweis der Umweltverträglichkeit.

Wo über den Stand der Technik der Tierhaltung hinausgehende primärseitige Minderungsmaßnahmen oder sonstige immissionsmindernde Maßnahmen im Bereich des Anlagenbetriebs nicht möglich oder z.B. aus Gründen einer tiergerechteren Haltung (Auslaufhaltung / Freilandhaltung) nicht gewünscht sind, stellt sich bei Konflikten der anlagenbezogenen Einträge von Ammoniak bzw. Stickstoff in empfindlichen Biotopen und Waldflächen die Frage nach Problemlösungen.

Alternativ oder ergänzend zu anderen Minderungsmaßnahmen kann die Einrichtung von Schutzpflanzungen, Immissionsschutzwäldern, der Unterbau von Nadelwäldern mit Laubgehölzen, die immissionsmindernde Waldrandgestaltung, die Ergänzungsdüngung und Energieholzplantagen erfolgen. Dabei wird gezielt die Filterwirkung und die Bildung von Biomasse des Bewuchses ausgenutzt. Waldbauliche Maßnahmen sollten mit den zuständigen Forstbehörden abgestimmt und ihre Wirkung ggf. über sinnvolle Monitoringmaßnahmen überprüft werden. Forschungsprojekte zur Quantifizierung der Wirkungen sollten weitergeführt werden.

Kontakt:
B.Sc. agric. Kerstin Zülch, Ph.D. Dipl.-Biol. Robin Kubitza und M.Sc. agric. Andreas Kutschke

SFI – Sachverständige für Immissionsschutz GmbH
Telefon: 030 22 50 54 71-0
E-Mail: post@sfimm.de

  • 1. Landeswaldgesetz (LWaldG) für das Land Mecklenburg-Vorpommern in der Fassung der Bekanntmachung vom 27. Juli 2011 (GVOBI. M-V 2011, S. 870), das zuletzt durch Artikel 14 des Gesetzes vom 27. Mai 2016 (GVOBI. M-V S. 431, 436) geändert wurde
  • 2. Handlungsrahmen zur Beurteilung von Waldökosystemen im Umfeld von Tierhaltungsanlagen, erarbeitet von der Arbeitsgruppe des MLUR „Immissionsschutz von Tieranlagen“, Land Brandenburg, Stand Dezember 2003
  • 3. Landesforstanstalt Mecklenburg-Vorpommern (2006): Waldfunktionenkartierung Mecklenburg-Vorpommern 2006. URL: http://www.wald-mv.de/static/Waldmv/ Dateien/Forstbehoerde/Forstpolitik/TextbandWFK2011.pdf; abgerufen am 05. April 2018
  • 4. Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft (SMUL) (2005): Immissionsschutzwald. Empfehlungen zur Anlage und Behandlung von Immissionsschutzwald um Tierproduktionsanlagen. Stand Dezember 2005; URL: https://www.smul.sachsen.de/smul/download/Immissionsschutzwald.pdf; abgerufen am 04. April 2018
  • 5. Strohbach, Einert, Lehmann & Löffler (2012): Massentierhaltung versus Waldgesundheit – Ergebnisse zur Diagnose und Behandlung stickstoffbelasteter Wälder. In: Wissenstransfer in die Praxis, Beiträge zum 7. Winterkolloquium am 23. Februar 2012, Eberswalde. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe 49: 37−46.
  • 6. DLG-Merkblatt 371 Kurzumtriebsplantagen – Anlage, Pflege, Ernte und Wertschöpfung, 1. Auflage, Stand 05/2012, Herausgeber: DLG e. V., Fachzentrum Landund Ernährungswirtschaft, Ausschuss für Forstwirtschaft, Frankfurt/M
  • 7. Richtlinie zur Förderung von Investitionen landwirtschaftlicher Unternehmen zur Diversifizierung (Div-RL M-V), Verwaltungsvorschrift des Ministeriums für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz Vom 1. März 2015 – VI 300 – VV Meckl.-Vorp. Gl. Nr. 630 – 283
  • 8. Evers und Hüttel (1992): Magnesium-, Calcium- und Kaliummangel bei Waldbäumen – Ursachen, Symptome, Behebung, in: Merkblätter der forstlichen Versuchsund Forschungsanstalt Baden-Württemberg Nr. 42
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Abb. 1: Beispiel für ein mögliches Pflanzschema für eine Immissionsschutzpflanzung

Abb. 2: Krummwuchs (gelbe Linien) im Kiefernbestand

Abb. 3: Zwieselwuchs (rote Linien) im Kiefernbestand

Abb. 4: Entnahme von Bodenwasser mittels Lysimeterkerzen