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TP 5: Ökophysiologische Untersuchungen zur Trockenstresstoleranz von Buchenwäldern

Die Sensibilität der ökonomisch bedeutsamen Baumart Fagus sylvatica (Rotbuche) gegenüber sommerlichem Trockenstress gilt bislang als nicht abschließend geklärt und scheint im hohen Maße standortlichen Einflüssen unterworfen. Ziel des Teilprojekts TP 5 ist es, die Trockenstress-Empfindlichkeit der Rotbuche für den norddeutschen Raum im Alt- und Jungstadium zu untersuchen, um artspezifische Schwellenwerte in der Trockenstress-Antwort dieser Baumart zu erkennen und Herkünfte mit besonderem Gefährdungspotenzial identifizieren zu können. Hierbei wird neben dem Einfluss des Niederschlags auch der Einfluss der Wasserspeicherkapazität der Böden auf die Resistenz gegenüber sommerlichem Trockenstress untersucht.

Die Untersuchung von Altbuchen (90-135 Jahre) findet auf allen 6 Standorten des vom FT 5 untersuchten Niederschlagsgradienten statt. In diesen 12 Beständen werden über die gesamte Laufzeit des KLIFF-Projekts die ober- und unterirdische Biomasse-Produktion, morphologische Anpassungen und physiologische Reaktionen als Antwort auf klimatische und edaphische Parameter untersucht.

Darüber hinaus ermöglichen dendrochronologische Untersuchungen an Stammbohrkernen aller 12 Standorte eine viele Jahre zurückreichende Analyse der Reaktionen des Stammholzzuwachses auf klimatische Umweltbedingungen.

TP5

Abb. 1: Untersuchungsfläche bei Klötze in Sachsen-Anhalt

Die Ergebnisse der ersten 3 Jahre 2009 – 2011 weisen darauf hin, dass die von uns untersuchten Buchen-Altbestände an unterschiedlich wasserversorgten Standorten sich weniger hinsichtlich der jährlichen Gesamt-Produktion von Biomasse unterscheiden, sondern vielmehr in unterschiedliche Organe (Früchte, Wurzeln, Blattmasse, Stammholz) investieren. Daneben finden sich morphologische Anpassungen des hydraulischen Systems an langjährig verschiedene Niederschlagsregimes auf den untersuchten Beständen.

Parallel zu diesen Untersuchungen an Altbeständen wird in der 2. Phase ein Trockenstress-Experiment an Jungbuchen aus 5 Herkünften desselben klimatischen Gradienten durchgeführt. Während eines 2-jährigen Wachstums unter verschiedenen definierten Feuchtebedingungen werden Parameter der Produktivität und Stressphysiologie gemessen. Wie im Freiland führen die TP 3, 4 und 6 auch im Jungpflanzen-Experiment genetische, molekularphysiologische und forstzoologische Untersuchungen an denselben Pflanzen durch. Die Zusammenführung der Ergebnisse dieser TP soll ermöglichen, die Plastizität der bei Alt- wie Jungbuchen festgestellten Reaktionen auf Trockenstress einzuordnen und kausal zu erklären.

Beide Untersuchungsansätze an Jung- und Altbäumen sollen dazu beitragen, Modelle von Wasser- und Stoffhaushalten in Buchenwäldern zu verfeinern und aufbauend auf Simulationsmodellen eine zukünftig standortgerechte Baumartenauswahl zu entwickeln (TP 2 und 7).

Antragsteller: Prof. Dr. Christoph Leuschner

Mitarbeiter: Dr. Dietrich Hertel, Dr. Ina Meier,  Dipl. Biol. Hilmar Müller, Dipl. Biol. Florian Knutzen

Kontakt:

Abteilung Ökologie und Ökosystemforschung

Grisebachstr. 1

D-37077 Göttingen

Ökologie und Ökosystemforschung/Uni. Göttingen

 

Das folgenden Video zeigt einen der untersuchten Buchenbestände als 3D-Laserscan:

Bestandesbiometrie mit 3D-Laserscanning

 

Beech stand (with some oaks) in a forrest near the city of oerrel
Stand dimensions are about 30x30x27 m (L/W/H)
Scanning performed on leafless trees (winter)
Color of the point cloud is created from the intensity of the reflected laser beams
Laser scanning resolution is decreased with increasing distance from the instrument position

Climate impact and adaptation research in Lower Saxony
KLIFF Klimafolgenforschung in Niedersachsen

Data collection: Hilmar Müller, Albrecht-von-Haller-Institut, Ökologie und Ökosystemforschung; Tanja Strecker, J.F. Blumenbach, Institute of Zoology and Anthropology
Visualization: Dominik Seidel, Burckhardt-Institut, Waldinventur und Fernerkundung & Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen
Realisation: Walter Stickan, Burckhardt-Institut, Sektion Waldökosystemforschung