Die Bedeutung von Humusauflagen in Waldökosystemen im Rahmen der
Schadstofffilterung und in ihrer Funktion als Senken- und Quellen für
Schadstoffe, ist besonders eindrucksvoll über die Einträge mit
langlebigen Radionukliden aus dem Tschernobyl-Fallout des Jahres 1986
klar geworden. Bei einer Halbwertzeit von 31,17 Jahren ist auch in
weiten Teilen Mitteleuropas das Radionuklid Cäsium 137 (Cs137)
radioökologisch relevant. Besonders betroffen sind die Nordalpen sowie
die südostbayerischen Mittelgebirge, vor allem der Bayerische Wald.
Zwar nimmt die Ortsdosisleistung ab, aber das dem Kalium chemisch
analoge Cäsium wird vom Forstökosystem einerseits in den humosen
Auflagen fixiert und ist dort andererseits in hohem Maße bioverfügbar.
Infolge seiner Analogie zum Kalium wird es von Pilzen und Pflanzen in
Kraut-, Strauch- und Baumschicht als den ersten Gliedern in der
Nahrungskette bevorzugt als vermeintliches Makronährelement
aufgenommen. Je mächtiger die organischen Auflagehorizonte entwickelt
sind, um so nachhaltiger wird das Radionuklid als Kontaminante der
gesamten Nahrungskette in bioverfügbarer Form in den Humusauflagen der
Forstökosysteme gespeichert. Das ist der Grund dafür, warum sich
Radionuklide wie Cs137, das bei allen kerntechnischen Prozessen im
Störungsfall in die Umwelt gelangt, über Generationen hinweg in den
Forstökosystemen halten wird. Die organischen Auflagen steuern seine
Verweildauer und Präsenz. Die Kenntnis ihrer Mächtigkeiten ist sowohl
für Fragen des radioökologischen Gebietsmonitorings als auch der
Modellierung von herausragendender Bedeutung. Die Ermittlung der
Humusmächtigkeiten ist in der Regel mit zeitaufwendigen
Kartierungsarbeiten verbunden. In der vorliegenden Studie werden
Möglichkeiten aufgezeigt mittels geophysikalischer Methoden (hier
Bodenradar / Ground Penetrating Radar) die Mächtigkeiten der
Humusauflagen und der liegenden Ah-Horizonte zu ermitteln, ohne direkte
Eingriffe in den Boden zu tätigen. Damit sind auch nachfolgende
Untersuchungen an ungestörten Flächen durchführbar, was den großen
Vorteil der hier erstmals umgesetzten Methodik darstellt. Die
vorgestellte Studie wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt,
Gesundheit und Verbraucherschutz (BayStMUGV, München) in Auftrag
gegeben.

In forrest ecosystems the significance of organic layers in their
function as sinks and origins of pollutants like radionuclides became
especially clear during the fallout of Tschernobyl in 1986. With a
half-life-period of 31.17 years Cesium 137 is radioecologically
relevant in many areas of Europe. In Germany the Northern Alps and the
Bavarian Forrest are affected most. Whereas the local dose rate is
decreasing the radiocesium is still present in the upper organic layers
and shows a high bioavailability due to the anlaogue chemistry with
potassium. It is absorbed by mushroms, smaller and larger plants, and
trees as an assumed nutrient. The thicker the organic layers are the
longer is the potential bioavailability of the radiocesium as it can
hardly leached out. The organic layers control the availability and
storage period of Cs137 and other radionuclides. Therefore the
knowledge of their thicknesses and spatial distributions is a key for
monitoring and modelling programs. The determination of the thickness
of the organic layer normally demands time-consuming mapping. In this
study we show the possibilities with the help of geophysical methods
(here ground penetrating radar) to determine the thickness of the
organic layers without a direct intervention towards the ground. This
ensures an undisturbed area for following research campaigns which
highlights the advantage of the here presented method.
The study was funded by the Bavarian Ministry of Environment, Health
and Consumer Protection (Munic).