Impacts of atmospheric acid deposition on soil solutions in forests
After a massive input of acidifying components on the environment in the middle of the 20th century, atmospheric acid deposition has decreased as a result of sulphur emission reduction. The continuous acid input might affect the chemistry of soils and drainage waters and accelerate soil acidification. In the framework of the Swiss Long-Term Forest Ecosystem Research (LWF), we examined whether acid deposition has continued to decline in the last ten years in different forest ecosystems and how the chemistry of soil water reacted to the improvement in air quality. Acid deposition decreased significantly at only three out of the nine study sites. Sulphur deposition declined at all sites, but due to the relatively low sulphur load compared to nitrogen deposition, it did not contribute to decrease acid deposition. Chemistry of soil solution remained quite constant since the beginning of the measurements about ten years ago. We did not observe any acidification of soil solution in six out of eight sites. In contrast, changes in soil solution chemistry at two sites showed a rapid acidification. At three sites, the deeper soil layer released large amount of sulphate coupled with base cations, which likely contributed to deplete the soil in nutrients. The analysis of the base saturation in 1039 soil profiles across Switzerland shows a high risk of relatively fast acidification of soil solution in almost 20% of sites.
Impacts des dépôts atmosphériques acides sur l'eau des sols forestiers
Après un apport massif de substances acidifiantes sur l'environnement au milieu du XXe siècle, les retombées d'acides ont diminué grâce aux réductions d'émissions de soufre. L'apport continu des dépôts acides peut modifier la chimie des sols et des eaux d'infiltration, et accélérer leur acidification naturelle. Dans le cadre du projet de recherches à long terme sur les écosystèmes forestiers (LWF), nous avons examiné si les apports atmosphériques acides ont continué à décroître ces dix dernières années dans différents écosystèmes forestiers et comment la chimie de l'eau du sol a réagi à cette amélioration de la qualité de l'air. Les retombées acides n'ont diminué de manière significative que sur trois des neuf sites analysés. Les dépôts de soufre ont diminué partout, mais comme ils constituent une fraction mineure par rapport aux dépôts d'azote, ils n'ont pas contribué à diminuer les dépôts acides. La chimie des solutions du sol a relativement peu changé depuis une dizaine d'années. Nous n'avons pas observé d'acidification de l'eau du sol dans six des huit sites analysés. Par contre, les changements de la chimie de l'eau du sol dans deux stations témoignent d'une rapide acidification. Dans trois sites, le sol (50–80 cm) a relâché de grande quantité de sulfate accompagné de cations basiques, contribuant probablement à appauvrir le sol en nutriments. L'analyse du taux de saturation de 1039 profils de sol à travers la Suisse montre qu'il y a un risque élevé d'une acidification de l'eau du sol dans près de 20% des profils.
Auswirkungen saurer atmosphärischer Einträge auf die Bodenlösung im Wald
In der Mitte des 20. Jahrhunderts war die Umwelt massiven versauernden Stoffeinträgen ausgesetzt. Danach nahm die saure atmosphärische Deposition aufgrund reduzierter Schwefelemissionen ab. Kontinuierliche Säureeinträge können die chemische Beschaffenheit der Böden und des Sickerwassers beeinflussen und die Bodenversauerung beschleunigen. Im Rahmen der Langfristigen Waldökosystem-Forschung (LWF) untersuchten wir in verschiedenen Waldökosystemen, ob die saure Deposition in den vergangenen zehn Jahren weiter abgenommen hat und wie die Chemie des Bodenwassers auf die verbesserte Luftqualität reagiert hat. Die saure Deposition hat nur in drei von insgesamt neun Untersuchungsflächen abgenommen. Zwar wurde auf allen Untersuchungsflächen weniger Schwefel abgelagert. Da sein Anteil im Vergleich zum Stickstoff gering ist, wirkte sich der verminderte Schwefeleintrag kaum auf die saure Deposition aus. Seit Messbeginn vor rund zehn Jahren veränderte sich die Chemie der Bodenlösung nur wenig. In sechs von acht Böden wurde keine Versauerung der Bodenlösung beobachtet. Auf zwei Untersuchungsflächen dagegen deuten Veränderungen in der Chemie der Bodenlösung auf eine schnelle Versauerung hin. Auf drei Untersuchungsflächen wurden grosse Mengen an Sulfat gekoppelt mit basischen Kationen aus dem Unterboden ausgewaschen, was zur Nährstoffverarmung dieser Böden beitrug. Die Analyse der Basensättigung von 1039 über die Schweiz verteilten Waldbodenprofilen ergab, dass bei nahezu 20% dieser Böden ein hohes Risiko für eine relativ rasche Versauerung der Bodenlösung besteht.