Table Of ContentFlechtenkartierung und die Beziehung zur
Immissionsbelastung des siidlichen Miinsterlandes
BIOGEOGRAPHICA
Editor-in-Chief
1. SCHMITHOSEN
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H. LAMPRECHT, Gottingen; A. MIYAWAKI, Yokohama; W. F. REINIG, Hardt;
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Irkutsk; V. VARESCHI, Caracas; E. M. YATES, London
Secretary
P. MULLER, Saarbnlcken
VOLUME XII
DR. W. JUNK B.V., PUBLISHERS, THE HAGUE-BOSTON-LONDON 1978
Flechtenkartierung unddie Beziehung zur
Immissionsbelastung des siidlichen Miinsterlandes
von
v.
HEIDT
DR. W. JUNK B.V., PUBLISHERS, THE HAGUE-BOSTON-LONDON 1978
ISBN-13: 978-94-009-9967-1 e-ISBN-13: 978-94-009-9966-4
DOl: 10.1007/978-94-009-9966-4
© 1978 by Dr. W. Junk b.v., Publishers, The Hague
Softcover reprint of the hardcover 18t edition 1978
Cover design Max Velthuijs, The Hague
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1. Einflihrung und Problemstellung
2. Literaturiibersicht liber die Reaktion der Flechten auf Immissionen 4
2.1. Der EinfluB von Schadgasen auf die Flechtenvegetation 4
2.2. Die Auswirkungen von Immissionen und Luftfeuchtigkeit auf die
epiphytischen Flechten 6
3. Das Untersuchungsgebiet 8
3.1. Geographische Lage und Struktur 8
3.2. Morphologische Gliederung 11
3.3. Physisch-geographische Gegebenheiten 11
3.4. Die klimatischen Verhaltnisse 13
4. Die Belastung des Untersuchungsgebietes mit Immissionen 19
4.1. Die S02 -Immissionsbelastung 19
4.2. Zeitliche und raumliche Veranderungen der S02 -Immissions-
belastung 22
5. Die Kartierung der epiphytischen Flechtenvegetation 25
5.1. Untersuchungsmethode 25
5.2. Auswahl und Beschaffenheit des Substrats 27
5.3. Auswahl und Verteilung der Stationen 28
5.4. Flechtenaufnahmeverfahren 29
5.5. Auswertung der gewonnenen Daten 31
5.6. Berechnung des Q-Wertes 31
5.7. Darstellung der Bewertungserge bnisse 32
6. Ergebnisse der Flechtenkartierung 34
6.1. Die Flechtenarten des Untersuchungsgebietes und ihre pflanzen-
soziologische Einordnung 34
6.2. Anordnung der Zonen und raumliche Verteilung der IAP-Werte 36
6.3. Charakteristik und Interpretation der Flechtenzonen im UG 37
6.4. Frequenz und Expositionsverhiiltnisse der Flechtenarten 45
6.5. Verbreitung der Arten im UG 48
6.6. Vertikale Verteilung der Arten 60
v
6.7. Beziehungen zwischen topographischer Lage der Stationen und
ihren IAP-Werten 68
6.8. Der pH-Wert der Rinde und sein EinfluB auf die Flechtenver-
breitung 71
6.9. S02 -Toleranz der Flechtenarten im UG 76
7. Diskussion 79
8. Zusammenfassung 87
9. Literaturverzeichnis 88
VI
ZUSAMMENF ASSUNG
Die Belastung des sudlichen Munsterlandes durch lmmissionen aus dem Ruhrge
biet wird an Hand einer Kartierung der epiphytischen Flechtenvegetation gezeigt.
Erhebung und Auswertung der Daten richten sich nach der lAP-Methode von De
Sloover & Le Blanc (1968). Das 3000 km2 groBe Untersuchungsgebiet war in 117
Areale eingeteilt. Kartiert wurde ausschlieBlich an Malus domestica. Pro Areal sind
jeweils 10 Biiume, in einer Stammhohe zwischen 0,50-1,50 m und uber 4 Richtun
gen (NW, SW, SE, NE) untersucht worden.
Auf Grund der IAP-Werte konnten fUnf, von Sud nach Nord gestaffelte Luft
reinheitszonen ausgewiesen werden. Die sudliche stark belastete Zone 1 erstreckte
sich dabei stellenweise 25 krn in das Munsterland hinein. Insgesamt konnten nur
noch 16 epiphytische Flechtenarten (1898 etwa 90) festgestellt werden. In einem
Vergleich mit S02-Werten erwiesen sich Hypogymnia physodes undParmelia sul
cata als gute Indikatorarten. Mit groBerer Entfemung zum Ruhrgebiet stieg bei
allen Flechten der f-Wert (Deckung-Frequenz-Vitalitiit) an; in gleicher Richtung
nahm auch der pH-Wert der Barke des Porophyten zu. Zwischen den beiden
Werten, f-Wert und pH-Wert der Borke, bestand eine gute Korrelation. Mit An
niiherung an das Emissionsgebiet wurde vorwiegend der SW und die Stammbasis
besiedelt. Die Hohenlage der Stationen hatte keinen EinfluB auf die IAP-Werte
dafUr aber urn so mehr die Lee geschutzten Lagen von Stationen, die den Flechten
bessere Wuchsbedingungen boten.
VII
SUMMARY
The present study attempts to deduce the levels of air-pollution from its effects
on epiphytic lichens in the Miinsterland caused by the emission source of the
Ruhrgebiet adjacent in the South to the investigated area. For the collection and
determination of the values the author has used the lAP-method developed by De
Sloover & Le Blanc (I968). A distribution map has been constructed by examin
ing the lichen flora of 117 sites located all over an area encompassing about
3000 km2.
Since Malus domestica is relatively abundant in the territory and as it frequent
ly stands isolated in the fields, the author decided to study the lichen-flora of this
tree species only.
At most stations data recorded during the careful examination of 10 trees were
considered sufficient to give an adequate picture of the lichen vegetation. The tree
boles were investigated at a height of 0.50 m up to 1.50 m in four directions (NW,
SW, SE, NE). Basing on the lAP-values the author found it possible to distinguish
five zones of atmospheric purity proceeding from South to North and extending
from East to West. In some places of the Miinsterland Zone 1 with a pollution
maxima has an expansion of 25 km. Only a total of 16 species of epiphytic lichens
was recorded in the area investigation while 90 had still been found in 1898.
Hypogymnia physodes and Parmelia sulcata proved themselves to be very reli
able bioindicators as also showed a similar investigation of Sulphur Dioxide con
centration in lichen flora. With increasing distance to the Ruhrgebiet the f-value
(coverage, frequency, abundance) of lichens rose. The pH-data of the barc mount
ed equally. There was a well-balanced correlation between the f- and pH-values.
The shorter the distance of the sites to the emission source, the more lichens
were found in the South-West face and the base of the trees. The level of the sites
was of no importance for the extent of the lichen-vegetation, whereas a certain
increase in the abundance of lichens could be observed in well-sheltered stations.
VIII
1. EINFUHRUNG UND PROBLEMSTELLUNG
Seit der Beobachtung Nylanders (1866) ist den Lichenologen bekannt, daE sich
die Flechten aus den Stiidten bzw. Industriegebieten immer weiter zuriickziehen.
Eine Reihe spezifischer Untersuchungen sind seither fUr Klein-, Mittel-und Grofl,
stiidte wie auch fUr Regionen erschienen. Eine Aufstellung dieser Arbeiten geben
Hawksworth (1971), Gilbert (1971), Kirschbaum (1973). Das Ergebnis war stets,
daE von einem relativ flechtenarmen lentrum einer Stadt oder eines Industriege
bietes die lahl der Flechtenarten zur Peripherie hin zunahm, wobei sich eine
Beziehung zur lokalen Windverteilung herstellen liefl,.
Als Ursache dieses Flechtenriickganges in den urbanen Ballungszentren wurde
zuniichst das trockene Stadtklima verantwortlich gemacht (Rydzak, 1953; Kle
ment, 1955; Steiner & Schultze'Horn, 1955; et al.). Inzwischen stimmen viele
Lichenologen mit der von Nylander (1866) geiiufl,erten Ansicht tiberein, daE die
Schadstoffe in der Luft, unter ihnen besonders S02 , die Deterioration der epiphy
tischen Flechten bewirken.
Diese Beobachtungen tiber die toxische Wirkung von Luftschadstoffen gewann
in dem MaEe an Bedeutung, als Schiiden an Pflanzen und Materialien sowie krank
hafte Erscheinungen an tierischen Lebewesen sich als Folgen von Immissionen
nachweisen liefl,en. Man suchte daher Verfahren, die Schadstoffkomponenten der
Luft moglichst friihzeitig erkennen und in ihrer Wirkungsweise voraussehen zu
konnen.
Die hierfUr verwendbaren chemisch-physikalischen Methoden der Luftanalyse
haben zwar den V orteil, Zusammensetzung, Art und Konzentration vieler in der
Luft befindlicher Schadstoffkomponenten qualitativ und quantitativ anzuzeigen.
Eine Aussage tiber die Wirkungsweise von Schadstoffen ist dagegen nach dieser
Methode nicht moglich, lediglich Vermutungen tiber eventuelle Schiidigungen las
sen sich anstellen.
Demgegentiber beruht der Vorteil biologischer Mefl,verfahren darin, daE einer
seits zwar die Pflanzen der Gesamtheit der in der Luft befindlichen Immissionen
ausgesetzt sind, sie andererseits aber nur auf die biologisch wirksamen Immissio
nen reagieren. Aus der zunehmenden Kenntnis der Zusammenhiinge zwischen Im
missionen und Reaktion der Pflanzen lassen sich allein schon auf Grund morpho
logischer Erscheinungen an Pflanzen Vermutungen, teilweise sogar schon direkte
Aussagen tiber das Vorhandensein und die Art des Immissionstyps machen. Hier
bei braucht die Einwirkung nicht immer zu einer Schiidigung zu fUhren, sondern
kann auch eine Forderung bedeuten.
Daneben lassen sich durch Pflanzen auch soIche Schadfaktoren erfassen, die
erst nach ihrer Aufnahme in den Organismus wirksam werden. Aus der Pflanzen
reaktion vermag man schlieBlich auf bisher unbekannte Luftverunreinigungen auf
merksam zu werden.
Worin beruht nun der Vorteil, Flechten statt anderen Pflanzen als Bioindikator
fUr Immissionen einzllsetzen? Unter den Flechten gibt es sowohl toxitolerante als
auch gegeniiber Luftverunreinigungen sehr empfindliche Arten. Ihre Eignung be
ruht auf ihrem von den Phanerogam en abweichenden Bau und der andersartigen
Funktionsweise des Stoffwechsels. Die Flechten besitzen weder Stomata noch
eine Cuticula; somit ist es ihnen nicht moglich, ihren Gasaustausch zu regulieren.
Die Aufnahme von Wasser erfolgt uberwiegend als ein passiver physikalischer Vor
gang. Flechten sind poikilohydre Organismen, in ihrer Hydratur also abhiingig von
Niederschlag und Luftfeuchtigkeit, sowie dem Wasserpotential des Substrats. Da
ihnen ein Ausscheidungssystem fehlt, konnen sie die in den Thallus aufgenomme
nen Schadstoffe nicht ausscheiden. Es kommt demnach zu einer Akkumulation
und einer Konzentrationssteigerung toxischer Substanzen. Bei der hoheren relati
ven Feuchte irn Winter werden die Flechten auf Grund ihrer stiirkeren Stoffwech
selaktivitiit am meisten geschiidigt, da zu dieser J ahreszeit die Immissionsbelastung
besonders hoch ist. Die Regenerationsmoglichkeit nach einer Schiidigung ist irn
allgemeinen - bedingt durch eine geringe Stoffwechselrate - niedrig. Wahrend
unter den Bioindikatoren die Phanerogamen auf Grund ihrer Vegetationszeit bes
ser geeignet sind, die Auswirkungen kurzzeitig einwirkender Immissionen anzuzei
gen, vermogen die Flechten Auskunft uber die Langzeitwirkung von Schadstoffen
zu geben. Neben iiuBerlich sichtbaren Schiiden, wie Nekrotisierung von Thallustei
len, kann eine chemische Analyse von Testpflanzen die einzelnen Schadstoffkom
ponenten und deren Konzentration erbringen.
Lassen sich Pflanzen in dieser Weise als biologische MeBverfahren einsetzen, so
muB beachtet werden, d~ ihre Reaktion auf Immissionen nicht nach dem Kausa
litiitsprinzip, gleiche Ursache - gleiche Auswirkung, meBbar ist. Vielmehr reagie
ren sie mit einer gewissen statistischen Wahrscheinlichkeit gleichartig auf das Vor
liegen von bestirnmten Ursachen (Schonbeck & Van Haut, 1971). Fur ein gesicher
tes Ergebnis ist es daher notig, das Immissionsverhalten von moglichst zahlreichen
biologischen Objekten zu priifen.
In der vorliegenden Arbeit sollen die Auswirki.lllgen des hochindustrialisierten
Ruhrgebietes auf die Flechtenvegetation des sich irn Norden anschlieBenden Mun
sterlandes (sudliches Munsterland) untersucht werden.
Die Kartierung der Flechten bildet die Basis, um nach dem von De Sloover &
Le Blanc (1968) entwickelten Luftreinheitsindex (LA.P.-Methode) Zonen unter
schiedlicher Immissionsbelastung auszuweisen.
Detaillierte und engriiumige Kartierungen von epiphytischen Flechten sind fUr
das angegebene Untersuchungsgebiet noch nicht durchgefUhrt worden. Lediglich
SchOnbeck (1972) hat in einer sehr weitmaschigen Kartierung einzelne Punkte des
Landes NRW als flechtenarm bzw. artenreich ausgewiesen. Fur den Kernraum des
Ruhrgebietes und den sich sudlich anschlieBenden Bereich zu den Ruhrhohen ist
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