Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Verbundvorhaben: Jahrringanalysen auf dem Telegrafenberg (Potsdam) - Nutzung dendrochronologischer Daten Deutschlands zur modell-basierten Analyse der Wirkung von Klimaänderungen auf Waldökosysteme; Teilvorhaben 2

Anschrift
Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Kontakt
Dr. Gerhard Helle
Tel: +49 331 288-1377
E-Mail schreiben
FKZ
22WC407702
Anfang
01.09.2016
Ende
31.08.2019
Ergebnisdarstellung
Korrelationsanalysen zeigen, dass die Kiefern NO-Deutschlands bezüglich ihrer Holzanatomie teils eher Feuchte-sensitiv oder eher Temperatur-sensitiv reagieren. Die Größe der Frühholzgefäße von Eichen wird nicht nur durch Frühjahrswitterung bestimmt, signifikante Korrelationen deuten auch einen Einfluss der Sommermonate auf die Frühholzstrukturen an. Während Jahrringbreite und Zellstrukturen deutliche Klimasignale des Vorjahres aufweisen, sind die Isotopenverhältnisse des Kohlenstoffs schwächer und die des Sauerstoffs so gut wie gar nicht vom Vorjahresverhältnissen beeinflusst. d13C-Chronologien von Kiefern in Mecklenburg, fernab der Braunkohle- und Industriereviere der Lausitz und Mitteldeutschlands, zeigen zwischen 1940 und 1992 deutliche Reaktionen auf SO2-Emissionen. Im d13C- der Eichen sind SO2-Effekte nachweisbar. Durch diese Effekte kommt es zu einer deutlichen Überschätzung der intrinsischen Wassernutzungskapazität (WUEi) bei den Kiefern. Im Vergleich zu publizierten Daten ungeschädigter Standorte liegen die aus d13C-Werten abgeleiteten Anstiege um bis zu 8% höher. Bezogen auf den Mittelwert von 1900-1910 hat sich die WUEi SO2-beeinflusster nordostdeutscher Kiefern scheinbar um mehr als 30% erhöht. Der Anstieg der WUEi vonKiefern eines unbelasteten Standorts (Waren, Müritz) zeigte dagegen eine Erhöhung von etwas mehr als 20%, was sich mit internationalen Studien (Frank et al. 2015) deckt. Der Trendverlauf der WUEi für die Eichen nordostdeutscher Standorte entsprach ebenfalls bereits den bekannten Veröffentlichungen aus anderen Regionen. Für bessere Abschätzungen der Trendverläufe der WUEi von Kiefern und anderen Nadelbäumen während des 20. Jahrhunderts ist der Einfluss von Emissionen wie SO2, NOx etc. zu berücksichtigen (insbesondere für den Zeitraum 1940 bis 1992).
Aufgabenbeschreibung
Dieses Teilprojekt analysiert die Verhältnisse der stabilen Isotope Kohlenstoff und Sauerstoff in Jahrringen. Auf Basis bekannter Isotopenfraktionierungsprozesse bei der pflanzlichen Photosynthese erlauben die Messdaten Abschätzungen über zeitliche Trends von Transpiration und intrinsischer Wassernutzungseffizienz der untersuchten Baumarten. In Kombination mit Holzstruktur- und Holzzuwachsmessungen werden diese Daten genutzt für eine detaillierte Evaluierung der Modelldynamiken und Modellverbesserungen sowohl statistischer als auch prozess-basierter Waldwachstumsmodelle der Projektpartner. um eine umfassende Abschätzung der Sensitivität der Kohlenstoffflüsse in Bezug zu Klima, Boden und atmosphärischer CO2-Konzentration zu ermöglichen und eine verbesserte Abschätzung des zukünftigen Baumwachstums gewährleisten. Massenspektrometrische Probenaufarbeitung (Zelluloseaufschluss, Einwaage), Jahrringisotopenmessungen (d13C und d18O) für den Zeitabschnitt 1850 bis 2015. Berechnung der intrinsischen Wassernutzungseffizienz (WUEg) für Eichen und Kiefern zweier nordostdeutscher Standorte (Telegrafenberg, Potsdam (Klimareferenzstation des DWD); NP Müritz (Monitoring-Standort des TERENO-Nordost Observatoriums der Helmholtz-Gemeinschaft) im Vergleich verschiedener Altersklassen und hydrologischer Standortbedingungen. Analyse der Abhängigkeit der dendroisotopischen Signatur von Baumart (Kiefer, Eiche), Klima, CO2, Alter des Jahrringes, Juvenilität eines Baumes Weiterentwicklung pflanzenphysiologischer Berechnungsmodelle fu¨r die Wassernutzungseffizienz unter Beru¨cksichtigung von d13C und d18O und variierenden Witterungseinflu¨ssen. Analyse des Zusammenspiels von intrinsischer Wassernutzungseffizienz, Transpiration, Holzzellstruktur, Zuwachs und Morphologie der hydraulischen Architekturelemente bei Kiefern und Eichen unter variierenden Feuchtebedingungen und steigenden atmosphärischen CO2-Konzentrationen.

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