Limnoterra
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Luftqualität Stuttgart & Umgebung

Gut entwickelte Strauchflechten finden sich in der weiteren Umgebung Stuttgarts - auch an kleinstandörtlich überraschenden Örtlichkeiten.

Luftqualität oder Luftgüte beruht i.d.R.  auf gemessenen Schadstoffkonzentra-tionen, Modellierungen, Indices
(Bundeslandspezifisch z.B. LQIBW) und Grenzwerten, die humanmedizinisch
begründet und mit Risikoaufschlägen abgesichert sind.

 

 

 

 

 


Grenzwerte haben natürlich für jeden lebenden Organismus eine andere Bedeutung.

 

 

 

 

Flechten, Symbiose aus Pilz und Alge, reagieren besonders empfindlich auf die von Menschen laufend veränderte Anreicherung der Atmosphäre mit Schadgasen.

Sie nehmen diese, wie auch Feuchtigkeit über ihre gesamte Oberfläche auf und sie können vor allem nicht selektiv steuern, was sie nun schlucken müssen.

 

D.h. manche sterben ab, wieder andere breiten sich stärker aus, ganz abhängig davon, ob wir mehr Schadstoffe wie Schwefeldioxid/Pestizide, oder Dünger (Reaktiver Stickstoff) in die Luft blasen.

 

 

 

 

[Hingegen wird das Blatt einer Blüten-pflanze (Kräuter, Gräser, Bäume...) über Wurzel und Spross mit Wasser versorgt und ihre empfindlichen Zellen sind durch eine Wachsschicht vor der austrockenen-den und mit Fremdgasen angereicherten Atmosphäre weitgehend geschützt].

 

 

Entwicklung der epiphytischen Flechtenvegetation in Stuttgart

 

 

Große Teile der Stuttgarter Innenstadt wurden in den 70er Jahren auf der Basis von 271 untersuchten Stationen als Flechtenwüste1 bezeichnet. Damals druckte das Stadtmessungsamt Stuttgart die sehr ernüchternden Karten, was bis dato nicht mehr geschehen ist. Noch im Jahr 1974 ließ die starke Luftbelastung im Stuttgarter Talkessel (Schlosspark) kein Auftreten von Laubflechten zu2. Der Bereich wurde als „Innere Kampfzone“ kartiert, worin lediglich Krustenflechten existierten.

Mitte der 80er Jahre erholten sich die Flechtenbestände3 - zunächst durch die Re-duktion der Schwefeldioxid-Emissionen. Damit bestätigten sie die Wirksamkeit der Luftreinhalte-Maßnahmen. Im Großraum Stuttgart wurden Mitte der 90er Jahre an 93(!) Messpunkten ein Jahr lang Flechtentafeln nach VDI 3799 Blatt 2 exponiert. Da-bei wurden in keinem Fall immissionsbedingte Schädigungen (man detektierte auf Säureschäden) festgestellt. Eine im Rahmen des Immissionsökologischen Wirkungs-katasters (Stuttgart 21.0) aufgenommene Station wurde noch mit Klasse III (Star-ker Immissionseinfluss) ausgewiesen.4 

Für die 90er Jahre stellt die Arbeit von Silke Wurst5 einen Meilenstein für den Stutt-garter Raum dar. Mit dem standardisierten VDI-Verfahren entlang eines Transekts (s.u.) konnte Sie 52 epiphytische Flechtenarten nachweisen. Die Artenzahlen lagen damit in der Größenordnung anderer Baden-Württembergischer Städte wie Ulm (40) und Reutlingen (46).

In einem weiteren von Limnoterra betreuten umweltwissenschaftlichen Studenten-Projekt der 00er Jahre (Monitoring Air Quality in the City of Stuttgart by means of Lichens. Environmental Science Project) wurde 2006 die Grundlage für eine syste-matische Erfassung epiphytischer Flechten gelegt.

 

Die Wiederholungskartierung erfolgte im Jahr 2020.

An insgesamt 14 Stationen wurden dabei standardisiert6 an 108 (ausschließlich) Lin-den- und Ahornbäumen in einem Frequenzgitter die Flechtenarten und ihre Häufig-keit bestimmt. An jeder Station wurden, bei je hälftigem Baumartenanteil zwischen
7 und 8 Bäume aufgenommen. Die Abbildungen zeigen die Lage der Stationen und beispielhaft einzelne Aufnahmeflächen.

Eine Zunahme eutrophierungstoleranter Arten (Eutrophierungszeiger) weist, im Ge-
gensatz zu eutrophierungssensiblen Flechtenarten (Referenzarten), nicht auf eine Verbesserung, sondern auf eine Verschlechterung der Luftgüte hin. Die Beurteilungs-grundlage sowie die Bewertung der Luftgüte einzelner Stationen zeigen folgende Bilder. Auch eine Zielfunktion Luftqualität Stuttgart 2030 lässt sich daraus ableiten. 

Bereits Müller (1981) sah die Flechtenverarmung in Städten auch unter dem Aspekt
stadtklimatischer Konditionierung, d.h. vor allem höherer Temperaturen und stärker-er Trockenheit (Klimawandel). Gerade der letztgenannte Faktor verkürzt die Assimi-lationsperiode und wirkt damit negativ auf die Stoffbilanz. Die Flechten verhungern.

Bei den als günstig eingeschätzten Referenz-Stationen Waldau (Kaltluft-Sammelge-biet) und Rohracker (Berg-Talwind-System) kompensieren ebenso wie bei der Probe-stelle Heumaden (<Inversionstage) meteorologische Gegebenheiten teilweise die Luftbelastung. Die Zielvorgaben sind insofern realistisch und umfassend, da Flechten wahrscheinlich mehr "sehen" als in meteorologischen und lufthygienischen Gutach-ten (Luftqualität Stuttgart; Stuttgart 21) gemessen werden kann.

 

 

Es spricht nichts dagegen, biologische Verfahren zur Belastungseinschätzung heranzuziehen, zumal damit Wirkungen
sichtbar werden,
im Unterschied zu Konzentrations- oder Eintragswerten, deren Bedeutung sich nicht unmittelbar erschließt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bei geringen Grenzwertüberschreitungen  (Vorsorgewert NO2: 40 µg/m³)7 sind wir alarmiert, während andere Organismen - etwa die hier behandelten Flechten - schon bei weit geringeren Konzentrationen bedroht, oder ausgestorben sind. Die Einhalt-ung von Vorsorgewerten für den Menschen ist demnach nicht gleichbedeutend mit einer intakten Umwelt. Außerdem ist zu bedenken, dass Luftschadstoff-Einzelkompo-nenten gemessen werden, in deren Gefolge sich unzählige weitere chemische Ver-bindungen befinden, die man bestenfalls erahnen kann.

 

Reiht man die Stationen nach zunehmender Belastung (nach VDI 3957/13) und stel-lt diesen Stickstoffdioxid Messungen im Stadtgebiet Stuttgart und der Region gegen-über, zeigt sich ein korrelativer Zusammenhang, d.h. eine weitgehend identische Einschätzungen der Luftqualität. Nur kann dies auch eine zufällige Koinzidenz sein, einmal, weil der Konzentrationsbereich (durch Mittelung) vergleichsweise eng8 und die Zahl echter (im Ggs. zu modellierten Werten) Messwerte (wenig Mess-Stationen) gering ist.

 

Die jeweilige Zuordnung der Arten (Eutrophierungszeiger9) ist nicht abgeschlossen, doch sind die Ergebnisse der aktuellen Kartierung ausreichend robust, Defizite der Luftgüte in der Stuttgarter Innenstadt im Vergleich zum Umland aufzuzeigen. Die Er-gebnisse legen nahe, dass es sinnvoll sein könnte, eine Referenzstation Waldau ein-zurichten.

1

Djalali, B. (1973): Flechtenkartierung und Transplantatuntersuchungen im Stadtgebiet von Stuttgart. Hohenheimer Arbeiten 74. 15 - 30.

2

Walter, H. & S. Seybold (1975): Die Zonierung der epiphytischen Flechten im Stuttgarter Talkessel. Stuttgarter Beiträge zur Naturkunde. Serie A (Biologie), Nr. 278. 1 - 11.

3

Schumm, F. & A. Mitovics (1989): Epiphytischer Flechtenbewuchs auf einem Transekt vom Birkenkopf zum Dornhaldenfriedhof in Stuttgart. Mskr. 8 S..

4

Ministerium für Umwelt und Verkehr (1997): Immissions- und Wirkungsuntersuchungen im Großraum Stuttgart 1996. Wirkungsuntersuchungen. Kap. B 43.
Wirth, V. & H. Oberhollenzer (1995): Epiphytische Flechten - Einsatz als Reaktionsindikatoren bei der Erstellung von Immissionswirkungskataster. UWSF - Z. Umweltchem. Ökotox. 7 (3). 179 - 181.

5

Wurst, S. (1997): Kartierung epiphytischer Flechten im Raum Stuttgart unter Berück­sichtigung bestimmter ökologischer Faktoren der Mikrostandorte. Diplomarbeit. 78 S..
Wegenast, J. (2002): Möglichkeiten der Luftqualitätsermittlung durch Flechtenkartierung und deren Eignung für Schülerprojekte. Zulassungsarbeit an der Univ. Stuttgart am Institut für Geografie. 77 S..

6

VDI 3957 Blatt 13 (2005): Biologische Messverfahren zur Ermittlung und Beurteilung der Wirkung von Luftverunreinigungen mit Flechten (Bioindikation). Kartierung der Diversität epiphytischer Flechten als Indikator für Luftgüte. In: VDI/DIN Handbuch Reinhaltung der Luft. Beuth. Berlin.

7

Die Vorsorgewerte (Nicht die Ein-Stunden-Mittelwerte - deren Grenzwert liegt bei 200 µg/m³) sind über ein Jahr gebildete Mittelwerte aus stationären Messungen. Dies sind keine fiktiven Werte, aber unser  Belastungsumfeld auf shopping-Tour (Königstraße), beim Warten auf den Bus am Südportal des Stutt-garter Bahnhofs, beim Chillen in den Oberen Anlagen, oder beim Regieren im Landtag und im Rathaus
sieht ganz anders aus. D.h. die NO2-Konzentration ist als Stunden/Tagesmittel in der Stuttgarter Innen-stadt höher, auch werden kurzfristig an den genannten Orten mehrere hundert Mikrogramm je Kubik-meter Luft erreicht. Dann nehmen wir den Geruch des Gases wahr, ggf. begleitet von Augentränen und Kopfschmerzen (US Environmental Protection Agency 2012).

8

Als Biologin müsste man erst überzeugend darlegen, dass ein heruntergemittelter Konzentrationsbe-reich zwischen 10 und 50µg/m³ die epiphytische Flechtenflora dermaßen zu differenzieren in der Lage ist. In Stuttgart nehmen die Referenzarten mit zunehmender Stickstoffdioxid-Belastung ab, während die Eutrophierungszeiger nicht zunehmen. Die naheliegendste Antwort darauf ist, dass höchste Stickoxid-Konzentrationen in der Stadt mit einer Fülle anderer Flechten-schädigender Faktoren zusammenfallen und so der "unbegrenzten Zunahme" selbst nährstoffliebender Flechten Grenzen gesetzt sind. Expertensysteme in der Ökologie sind zwangsläufig unterkomplex und nur in Grenzen aussagefähig. Dies gilt übrigens in gleicher Weise für technische Systeme. So gilt linear-elastische Verformbarkeit, etwa eines Metalls, ebenfalls nur innerhalb eines Bereichs. Davor und danach gelten andere Regeln.
Nur, im technischen Bereich bleibt es ein Stück Metall - in der Ökologie treten völlig andere Arten auf.

 

Die Frage: Spiegelt der VDI-Luftgüteindex die Schadstoff-Belastung durch NO2 und SO2 wider? (Schumacher, J., Janssen, A.-M. & Jan-Peter Frahm, J.-P. 2006. Herzogia 19, 2005 -2013), wird im Hin-blick auf die Stickoxide von den Autorinnen verneint, (wobei die Datenlage der Untersuchung nicht bes-ser als bei der hier vorliegenden ist und insgesamt als schwach bezeichnet werden muss).

Experimente, die vergleichbar den Freiland-Lebensverhältnissen wären (d.h. die Flechtensymbiose nicht anderweitig stören), führt leider niemand durch und die Flechtenaufnahmen an offiziellen Messtationen sind rar. Daher sind wir vielfach auf Koinzidenzen bei der Wirkungsabschätzung angewiesen, die leider oft mit Kausalität verwechselt und schwierig zu kommunizieren sind.

 

Credo:

Dass Flechten auf langfristige/gemittelte Belastungswerte reagieren - diese treffen eher mit ihren phy-siologisch aktiven Phasen (feuchter Thallus) zusammen - als auf kurzfristige Spitzenwerte (bei Trocken-heit, da bei feuchter Witterung die Atmosphäre gereinigt ist), unterstreicht ihre Bedeutung bei der Be-urteilung und Bewertung von Maßnahmen der Luftreinhaltung, auch wenn die Reaktion der Flechten auf komplexe Atmosphärenchemie nur unvollständig verstanden ist.

Eben weil sie bereits bei deutlich niedereren Schadstoff-Konzentrationen lange vor dem Menschen rea-gieren, dürfte eine reiche Flechtenflora meist mit der Tatsache zusammenfallen, dass unsere Atemor-gane gesund bleiben.

Stärkt es unser Sicherheitsempfinden, wenn es in der Stuttgarter Luftreinhaltung mit Millionen-Investiti-onen darum geht, bei einem oder zwei Schadstoffkomponenten einen gesetzlichen Grenzwert um weni-ge Mikrogramm abzusenken, weil sonst (völlig zurecht) Klagewellen der Europäischen Union und der Umweltverbände einsetzen? 

 

9

Wirth, V. (2010): Ökologische Zeigerwerte von Flechten – erweiterte und aktualisierte Fassung. Herzogia 23(2). 229 – 248.

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