Refilling im Xylem von Fichten an der alpinen Waldgrenze

Wien

2006

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

15436

200131965

An der alpinen Waldgrenze treten im Xylem der Fichte und anderer Koniferenarte massive Embolien während des Winters auf. Im Spätwinter und Frühjahr wurde eine Abnahme dieser Leitfähigkeitsverluste beobachtet, was auf ein Wiederbefüllen der blockierten Tracheiden (Refilling) hindeutet. In der vorliegenden Studie wurden die Dynamik dieses Prozesses, die räumliche Verteilung im Wassertransportsystem sowie mögliche Wege der Wasseraufnahme untersucht. Von September 2004 bis Mai 2006 wurden am Birgitz Köpfl (2000 m) Jahresverläufe von Wasserpotential und Emboliegrad in Fichte (Picea abies), Lärche (Larix decidua), Wacholder (Juniperus communis subsp. nana), Zirbe (Pinus cembra) und Latsche (Pinus mugo) erhoben. Außerdem wurden bei der Fichte detaillierte Untersuchungen an Sonnen- und Schattenästen hinsichtlich der räumlichen Verteilung der Embolien durchgeführt. Die Bestimmung des Wasserpotentials erfolgte an Endtrieben im Labor mittels einer Scholander-Druckkammer (PMS Instrument Company, USA). Der hydraulische Leitfähigkeitsverlust von Astproben wurde nach der Sperry-Methode ermittelt. Zusätzlich wurden Experimente an der Waldgrenze und im Labor durchgeführt, um eine mögliche Wasseraufnahme über die Zweigoberfläche nachzuweisen. Die Fichte erreichte in Sonnenästen im Februar relative Leitfähigkeitsverluste von bis zu 100%, die bis Mai phasenweise auf einen Minimalwert von 8% abnahmen. Die Wasserpotentiale stiegen in diesem Zeitraum von minimal -4,5 auf bis zu -0,02 MPa. Dieser Refilling-Prozess lief in distalen Astabschnitten rascher ab. Färbungsversuche belegen, dass am Ende der Refillingperiode die Wasserleitung in der gesamten Querschnittsfläche erfolgte. Bei anderen untersuchten Arten verlief das Refilling ähnlich. Im Laborexperiment wiesen ausgetrocknete, mit Ausnahme der Wurzeln in Wasser getauchte Jungfichten nach vier Wochen eine nur geringe Verbesserung der Leitfähigkeit auf. Im Freilandexperiment lag der Emboliegrad von Ästen, die in wassergefüllte Kunststoffsäcke verpackt waren hingegen deutlich unter dem von unbehandelten Kontrollästen. Refilling-Prozesse sind für Koniferen der alpinen Waldgrenze essentiell zur Reaktivierung ihres Wassertransportsystems am Beginn der Vegetationsperiode. Die Wiederbefüllung des Xylems beginnt bereits im Spätwinter, wenn Boden udn Stammbasis noch gefroren sind und negative Wasserpotentiale vorliegen. Die Experimente deuten darauf hin, dass eine Wasseraufnahme über die Zweigoberfläche möglich ist. Der zugrunde liegende Mechanismus bleibt jedoch weiterhin unbekannt.