Von der Feinwurzel zum Bestand: Wie sich das Verhalten eines Erlenwaldsystems aus den Aktivitäten seiner Einzelteile entwickelt : 12. [Zwölfte] Tagung : Herbstkolloquium

2000

S. 245-258

28 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200085783

Es wird ein ökophysiologisches Wachstumsmodell, ARC, zur Simulation von Wachstum und Entwicklung von Schwarzerlen (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) im Bestandeszusammenhang vorgestellt. Dieses als Werkzeug konzipierte Modell zielt auf die Integration der Wechselwirkungen zwischen räumlicher Zuordnung und Funktion konkurrierender Wurzelsysteme und ihrer räumlich expliziten oberirdischen Komponenten, um Ursache-Wirkungsbeziehungen zur Entstehung von Wurzel-Sproß-Interaktionen insbesondere der Feinwurzeldynamik analytisch zugänglich zu machen. In dem Modell entstehen auf einer aus räumlich diskreten Bodeneinheiten zusammengesetzten Fläche zweidimensionale modular organische Grobwurzelsysteme basierend auf lokaler Feinwurzelaktivität, P-Mineralisation und -Verfügbarkeit. Dabei kann jede Bodenzelle von Grobwurzeln verschiedener Bäume besiedelt und von den jeweils assoziierten Feinwurzeln erschlossen werden. Der Sproß ist einfacher dargestellt und besteht aus vier Kompartimenten, deren räumliche Ausdehnung eine vereinfachte Darstellung von Lichtkonkurrenz zwischen benachbarten Baumindividuen ermöglicht. Die aktuelle Wachstumsrate der einzelnen pflanzlichen Module ist nicht vorgesehen sondern spiegelt die jeweilige Vereilung von Assimilaten und Nährstoffen (hier P) wieder, die jeweils mit lokalen Speichern im Austausch stehen und über Wachstum und Respiration entzogen werden. Die treibenden Kräfte sind einerseits der klimaabhängige Kohlenstoff-Assimilation, die als Input-Größe auf das jeweilige Blattobjekt eines Sproßes unter Berücksichtigung des individuellen Kronenumfangs und der gegenseitigen Beschattung von überlappenden Baumkronen verteilt wird, wie die temperaturabhängige Mineralisation von organisch gebundenem P in den je 1 m¬ entsprechenden Bodenzellen. Der P-Transport zwischen den Grobwurzeleinheiten der modular organisierten Struktur des Wurzelsystems ist als Diffusionsprozess organisiert, die erste Grobwurzel tauscht entsprechende Raten mit dem Sproß aus. Die Assimilatverteilung erfolgt ebenfalss auf der Basis lokaler Regeln und orientiert sich insbesondere an der Intensität der lokalen P-Aufnahme; in den Sproßteilen findet in Tagesschritten ein vollständiger Konzentrationsausgleich statt. Das Konzept unterstützt die Hypothese, daß das Baumwachstum aus dem individuellen Wachstum einer Ansammlung von autonom wechselwirkenden Organen resultiert, die um Resourcen konkurrieren. Durch den räumlichen Bezug entsehten zwischen den Einzelmodulen raumzeitliche Interaktionen auf verschiedenen Ebenen wie z.B.: Bestandeswachstum in Abhängigkeit von P-Ernährung und Assimilation, Absterben von auskonkurrierten Bäumen ("self-thinning"), ein vollständiger C- bzw. P-Kreislauf, die Ausbildung individueller Wurzel/Sproß-Verhältnisse und die raumzeitliche Variation von Feinwurzelbiomasse.