Die biophysikalische Steuerung der CO2- und H2O- Bilanz von Waldökosystemen

1999

S. 88-131

zahlr. Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200056155

Die wissenschaftliche Herausforderung der Ökosystemforschung ist die Aufschlüsselung der Komplexität von Ökosystemen mit Hilfe von allgemeingültigen naturwissenschaftlichen Forschungsansätzen. Waldökosysteme unterscheiden sich von allen anderen terrestrischen Ökosystemen vor allem durch die charakteristische vertikale Ausdehnung, vorgegeben durch die Höhe der Bäume und der Langlebigkeit der wesentlichen Produzenten. Ein direkter empirischer Ansatz scheidet deshalb infolge des hohen Aufwandes aus. Einen hilfreichen Ausweg aus diesem Dilemma bietet die allgemeingültige Beschreibung aller Prozesse, die das Wachstum wesentlich beeinflussen, in einem Modell. In Waldökosystemen sind neben der Größe auch noch von einer enormen räumlichen Variabilität sowohl der Umgebungsbedingungen als auch der physiologischen Eigenschaften der Baumorgane und Bodenkompartimente geprägt. Dazu kommt die hohe zeitliche Variabilität, die auf kurzen Zeitskalen (0.1s - einige Tage) durch das Wetter auf längeren Zeitskalen durch die Klimavariablität und durch Baumwachstum selbst verursacht wird. Wetter und Wachstum sind daher innig über die Struktur, das Mikroklima, die Physiologie und die daraus resultierenden Stofftransporte miteinander verknüpft. Das Teilprojekts A7 hat sich damit beschäftigt, diese Beziehungen aufzuschlüsseln, um daraus die Dynamik eines Waldökosystems im Ansatz verstehen zu können. Eckpunkte dieser Analyse sind die Analyse und Beschreibung der Prozesse des Kohlenstoffhaushaltes beginnend mit dem statischen System (Istzustand) und die Ableitung von Regeln der Strukturentwicklung als Reaktion der Bäume auf Umgebungsbedingungen. Die Analyse der Kohlenstoffflüsse eines ausgewachsenen Waldökosystems ist eine Herausforderung der sich das Teilvorhaben A7-b gestellt hat. Dazu wurde ein zweigliedriger Ansatz entwickelt. Zum einen die zeitlich hochaufgelösten Messungen von CO2- und H2O-Transporten auf den relevanten Maßstabsebenen, Organ, Baumbestand und Ökosystem, und zum Anderen die Modellierung dieser Prozesse in ihrer Witterungsabhängigkeit. Herauszuheben ist an diesem integralen Ansatz ist der Versuch alle relevanten Prozesse gleichzeitig über einen längeren Zeitraum zu erfassen (Vollständigkeit) und die methodisch außerordentlich schwierige realitätsnahe Berücksichtigung der 3D-Baumstrukturen und der daraus resultierenden mikroklimatischen und physiologischen konsequenzen (Genauigkeit). Schnittpunkte beider Ansätze sind die gemessenen bzw. simulierten Stofftransporte.