The rhythm of trees : Water storage dynamics in subalpine Norway spruce : Dissertation, ETH Zürich

Zürich

2000

110 S.

37 Abb., 10 Lit. Ang.

Monographie

16189

156502

Das Verstehen des Baum-Wasserhaushaltes ist eine Grundvoraussetzung, um physiologische Vorgänge im System Wald erklären zu können. Es ist eine Binsenwahrheit,dass Bäume nicht laufen können, doch dieser Umstand macht verständlich, weshalb sehr viele ihrer Reaktionen mit der lokalen Wasserverfügbarkeit zu tun haben. Im Zentrum dieser Arbeit stand die Erforschung der internen Wasserspeicher von ausgewachsenenFichten sowie deren Bedeutung für den Wasserhaushalt eines Baumes. Von 1996 bis 1999 wurden Experimentean zehn ausgewachsenen Fichten (150- bis 250-jährig) in einem subalpinen Fichtenwald (1640 m.ü.M) der ForschungsstationSeehornwaldbei Davos (Schweiz) durchgeführt. Ergänzt wurden diese Messungenmit Versuchen an Topffichten im Labor der WSL in Birmensdorf. Alle Messgrössen des Bodens, der Bäume und des Mikroklimas wurden während der drei Jahre in einem 10-Minuten-lntervall erhoben. Die Messmethodenwie auch die Anordnung der Messgerätean den Versuchspflanzen waren darauf ausgerichtet, die Funktionsweise von Baumindividuen zu erforschen. Die Tagesdynamik der Wasseraufnahme, des Wassertransportes und der Wasserspeicherung in Zweigen, Stamm und Wurzeln (der Rhythmusder Bäume) wurden über Kausalketten mit der Wasserabgabe und den umgebenden Einflüssen verknüpft. Der Wasserhaushalteines Baumes kann beschrieben werden mit einem System, in dem Wasser alle Baumteile hydraulisch miteinanderverbindet. Jegliche Störungen werden deshalb mit einer gewissen Dämpfung sofort in alle übrigen Teile weitergeleitet. Wasser, das über Stomata verloren geht, wird aus internen oder externen Wasserquellen ersetzt, je nachdem, wo es am leichtestenverfügbar ist. Bei einsetzender Transpiration wird Wasser zuerst aus den elastischen Geweben der Nadeln und der Rinde entzogen und erst später aus dem Boden. Die Entleerung der internen Wasserspeicher kann als "peristaltische Welle" von Rindenschrumpfung beobachtet werden, ausgehend von der Kronenperipherie, entlang des Stammes und schliesslich auch in den Wurzeln. Das Leeren und Wiederauffüllen dieser intern gespeicherten Wasserreserven geschieht täglich und hängt hauptsächlich vom Tagesverlauf der Transpiration ab. Trotz wassergesättigtem Boden werden Nadeln und Rinde jeden Morgen geleert. Wir schliessen deshalb daraus, dass die internen Wasserspeicher in den elastischen Geweben nur eine untergeordnete Bedeutung haben bei der Überbrückung von Trockenperioden. Jedoch vermögen sie negative Xylem-Wasserpotential-Spitzen zu glätten und damit das Reissen der Wassersäulen in den Tracheiden zu verhindern. Limitiert wird der Wasserhaushalt von subalpinen Fichten an unserem Standort nicht durch trockene Böden, sondern durch die beschränkte hydraulische Leitfähigkeit der oberirdischen Fliesswege. Die untersuchten Fichten reagieren mit Stomaschluss auf hohe Transpirationsraten, obwohl die Verfügbarkeit von Wasser im Boden optimal ist und die Wurzeln ihre maximale Transportkapazität noch nicht ausgeschöpft haben.