Der Wasserhaushalt von Fraxinus excelsior und Acer pseudoplatanus in einem Eschen-Ahorn-Schluchtwald : Dissertation, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Düsseldorf

2003

188 S.

66 Abb., zahlr. Lit. Ang.

Monographie

133778

Beim zerstreutporigen A. pseudoplatanus führten Granier- und Dynagage-Saftflußmessung zu ähnlichen Resultaten. Bei der ringporigen F. excelsior hingegen lagen die mit der Graniermethode ermittelten Werte deutlich niedriger als die der Vergleichsmessung. Für diese Art wurde daher mit einer Kalibrierung auf Basis des von Clearwater et al. (1999) publizierten Ansatzes gearbeitet. Dennoch blieben die Messungen an der Esche mit Unsicherheiten behaftet. Für künftige Studien an ringporigen Baumarten wird daher die Verwendung eines auf heat balance beruhenden Systems zur Saftflußmessung empfohlen. Bei vergleichbaren Stammdurchmessern, aber großen Unterschieden in der Kronenprojektionsfläche und der kalkulierten Blattfläche, erreichte Fraxinus mehr als doppelt so hohe maximale Saftflußraten wie Acer (55.2 zu 24.8 kg h-1). In Bezug auf die erreichten Tagessummen wurde an der Esche (588 kg d-1) sogar ein 3.6-fach höherer Wert gemessen als am Bergahorn (162 kg d-1). Auch blattflächenbezogen ergaben sich für Fraxinus deutlich höhere maximale Transpirationsraten als für Acer (5.04 zu 2.71 mmol m-2 LA s-1), wie sie in ähnlicher Größenordnung auch bei Untersuchungen zum Gaswechsel sonnenexponierter Blätter gefunden wurden. Bei Betrachtung der Mittelwerte verschwanden die Unterschiede jedoch weitgehend. Grundflächenbezogen liegt kein eindeutiges Ergebnis vor. Während Fläche II (Fraxinus) ähnliche Werte wie Fläche III (Acer) aufwies, lag Fläche I (Fraxinus) besonders im Jahr 1999 deutlich darüber. Dies konnte jedoch zum Teil auf den Einfluß der extrem hohen Saftflußraten von F2 zurückgeführt werden. In der unbelaubten Phase betrugen die gemessenen Saftflußraten der untersuchten Arten im Maximum 10-15% der Werte, wie sie bei voller Belaubung gemessen wurden. Bei Acer konnten jedoch am Beispiel an A4 an Tagen, die auf Frostereignissen folgten, Werte bis zu 36% (stündliche Rate) bzw. 17% (Tagessumme) gemessen werden. Sie lagen um das 5- bis 7-fache höher als die an normalen Wintertagen an diesem Baum gemessenen Werte. Das Phänomen wurde mit dem Auftreten von Stammdruck erklärt, der bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufgebaut wird. In Dürreperioden konnte bei Fraxinus eine deutliche Veränderung im diurnalen Verlauf des Saftflusses beobachtet werden. Einem Maximalwert am Morgen folgte ein stetiger Rückgang der Raten über den Tag hinweg. Blattgaswechsel-Messungen konnten belegen, dass die stomatäre Leitfähigkeit auch bei fortdauernder Trockenheit noch ein morgendliches Maximum aufwies. Bei Acer hingegen blieben die Stomata bei Wassermangel fast vollständig geschlossen, was vermutlich zu dem beobachteten deutlichen Rückgang der Saftflußraten in Trockenphasen beitrag. Sowohl Blatt- als auch Stammwasserpotentialwerte unterschritten dabei kaum die Grenze von etwa -2 MPa, was dem Bereich der Kavitationschwelle beider Arten entspricht. Bei Fraxinus hingegen wurden unter Wasserstreß Wasserpotentialminima bis -3.1 MPa im Stamm und bis -4.25 MPa in den Blättern gemessen. Die Tagesamplituden betrugen etwa 2 MPa. Eine gute stomatäre Kontrolle und eine geringe Schwankungsbreite der Wasserpotentialwerte sprechen für die Einordnung von A. pseudoplatanus als isohydre Art, während F. excelsior als anisohydre Art gelten kann. Der Xylemsaftfluß setzte sich be iFraxinus oft bis in die Nachtstunden hinein fort. In Trockenphasen konnte sogar häufig während der gesamten Dunkelperiode ein Saftstrom gemessen werden. Das Verhalten wurde mit dem Wiederauffüllen stamminterner Wasserspeicher erklärt, die während der vorangegangenen Lichtperiode entleert worden waren. Bei Fraxinus betrug der Beitrag des internen Wasservorrats zur Transpiration bis zu 23% der Tagessumme, während bei Acer ein Maximalwert von etwa 3% ermittelt wurde. In Wurzeln gleichen Durchmessers wurden bei Acer etwas höhere Saftflußraten gemessen als bei Fraxinus. Bei beiden Arten waren die querschnittsflächenbezogenen Raten in Wurzeln mit 1 cm Durchmesser niedriger als in denen mit 0.5 cm Durchmesser. Bei der Esche traten bei Wassermangel deutliche Unterschiede zum diurnalen Verlauf des Saftflusses im Stamm auf. Der Wurzelsaftfluß reagierte bei beiden Arten etwa zur gleichen Zeit wie der Saftfluß im Stamm auf Bodentrockenheit, so daß er sich nicht als Frühindikator für Wassermangel eignet. Das auf Basis der Meßwerte entwickelte Modell konnte den Xylemsaftfluß von Acer auf Grundlage von Strahlung, Temperatur und Wassersättigungsdefizit der Luft befriedigend simulieren. Bei Wassermangel hingegen reichte der Wassergehalt des Oberbodens als Eingangsgröße nicht aus, die Saftflußraten mit großer Genauigkeit zu prognostizieren. Bei Fraxinus war die Übereinstimmung von Modell und Meßwerten insg. geringer, was z.T. wohl auch auf die genannten Unsicherheiten bei der Saftflußmessung zurückzuführen war. So konnten weder das Auftreten nächtlicher Saftflußraten noch der typische Kurvenverlauf des Saftflusses bei Bäumen unter Wasserstreß durch das Modell erfaßt werden.