Das Projekt "Coexistence of different functional types of indigenous trees of the Munessa Forest, Ethiopia: Carbon, water and nutrient relations" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie durchgeführt. Ecophysiological traits (carbon, water and nutrient relations) allowing for the coexistence of different functional types (life-forms) of indigenous trees in Munessa Forest, Ethiopia is proposed. Above and below ground resource acquisition and utilization by Croton macrostachys (facultative deciduous), Podocarpus falcatus (evergreen gymnosperm) and Prunus africana (broad-leafed evergreen) will be investigated as influenced by site conditions and season. In addition to tree growth and canopy characteristics, photosynthesis, respiration and transpiration at different zones of tree crowns will be recorded. Whole-tree transpiration will be followed using the Granier stem-flux system. Partitioning of soil water among the trees will be assessed using 18O/16/O-signatures of xylem sap and of soil water collected from different depths. Seasonal water use of juvenile and adult trees will be compared and the seasonal patterns of fine root biomass production shall be analyzed. Data on nutrient relations, mycorrhizal networks and silvicultural characteristics of the trees, produced by the other collaborating groups will be integrated to explain the coexistence of the three functional types of trees. It is expected that species-specific requirements and strategies of survival and growth of the investigated tree species can be used for an ecologically sound reforestation program of a mixed forest.
Das Projekt "Alpine treelines in a CO2-rich and warm world" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. We are experimentally increasing atmospheric CO2 concentrations (+200 ppm) and temperatures (+3K) at the alpine treeline and study the response of plant growth and soil processes. First results indicate that elevated CO2 rather affects the cycling rates than C pools in plants and soils. Rationale: The strong increase in atmospheric CO2 has changed ecosystems either directly through the CO2-effects on plant growth or indirectly through its impact on temperatures. It is likely that high altitude soils will respond particularly sensitive to the ongoing climatic changes. The temperature sensitivities of most biogeochemical processes are greater in the lower temperature range. Since alpine and montane soils contain great pools of labile C they play an important role in the response and feedbacks of the overall ecosystems C balance to the changing climate. Aims: to identify how and why does tree growth change to the increasing temperatures and CO2. to estimate how the climatic changes affects the concurrence between trees, dwarf shrubs, and grasses. to quantify the response of soil C fluxes (soil respiration, DOC leaching, accumulation in different SOM pools). to estimate the response of soil microbial community. to elucidate if the new plant-derived rapidly cycling soil C fraction or the older slower cycling soil C fraction responds more sensitive to climatic warming. to estimate if warming alters the partitioning of recent assimilates between plants and soils.
Das Projekt "Auswirkungen extremer Trockenheit auf die Wachstums- und Überlebensstrategie von Waldföhre und Flaumeiche im Wallis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Im Walliser Rhonetal verändern sich die Waldföhrenwälder der unteren Höhenlagen. Während Waldföhren (Pinus sylvestris L.) eine hohe Mortalitätsrate zeigen, breiten sich Laubbäume besonders die Flaumeiche (Quercus pubescens Willd.) zunehmend aus. Wir denken dass Landnutzungsänderungen sowie der direkte und indirekte Einfluss der Klimaerwärmung Schlüsselfaktoren für diese Landschaftsveränderung sind. In dieser Studie untersuchen wir den Einfluss von Trockenstress auf das Wachstum von Föhren und Eichen um ihr Potential abzuschätzen in einem zu erwartenden trockenen und heisseren Klima überleben zu können. Ziele: In dieser Studie wollen wir herausfinden wie Trockenstress das Wachstum und das Überlebenspotential von Föhren und Eichen beeinflusst. Dafür vergleichen wir Föhren und Eichen die an Bewässerungskanälen oder in einem künstlichen Bewässerungsexperiment wachsen, mit Bäumen von Trockenstandorten. Der Vergleich von bewässerten und unbewässerten Bäumen erlaubt a) den Einfluss von Trockenstress auf das Wachstum von Föhren und Eichen zu analysieren und b) Rückschlüsse zu ziehen auf Unterschiede in der Wachstumsstrategie und damit auf das Potential der beiden Arten unter trockeneren Bedingungen zu überleben. Methoden: Das Baumwachstum wird auf dendrochronologischer und holzanatomischer Ebene untersucht. Da für das Überleben auf Trockenstandorten die Aufrechterhaltung eines effektiven Wasserleitungssystems entscheidend ist, konzentrieren wir uns in dieser Studie vor allem auf die holzanatomische Analyse der wasserleitenden Zellen, wie Tracheiden oder Gefässe. In einem ersten Versuchsteil analysieren wir die Grösse der wasserleitenden Zellen auf jährlicher Ebene. Als Resultat erhalten wir die mittlere Grösse der wasserleitenden Zellen pro Jahr getrennt nach Früh- und Spätholz. Diese Mittelwerte werden korreliert mit monatlichen oder wöchentlichen Klimadaten. In einem zweiten Versuchsteil untersuchen wir das intra-anuelle Wachstum von Föhren und Eichen mit Hilfe der Pinning Methode. Pinning ist die Markierung des Kambiums durch eine Verletzung. Das bedeutet wir stechen eine kleine Nadel durch die Rinde in die Zellteilungszone, das Kambium. Als Reaktion auf die Verletzung bildet das Kambialgewebe ein typisches Wundgewebe aus. Das Wundgewebe zeigt uns die Position des Kambiums zum Zeitpunkt der Verletzung an, und wir können somit retrospektiv das Zellwachstum datieren. Dadurch können wir die Klima-Wachstumsbeziehung des Zellwachstums zeitlich hoch aufgelöst analysieren. Zusätzlich werden die Resultate des Pinningexperiments verwendet um die intra-annuelle Zusammensetzung stabiler Isotope (d18O, d13C) zu untersuchen, um mehr über den Einfluss von Trockenstress auf baumphysiologische Prozesse zu erfahren.
Das Projekt "Physiologische Reaktionen von Bäumen auf den Klimawandel - Wallis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Pflanzen im Allgemeinen und Bäume im Speziellen reagieren sehr sensibel auf klimatische Veränderungen. Der Kohlenstoff- und Wasserhaushalt wird unter Feldbedingungen gemessen und gibt so Aufschluss über physiologische Regelmechanismen (z.B. zwischen Wasserhaushalt und dem Öffnungsgrad der Stomata) oder das Baumwachstum. Mit Hilfe von systemischen Modellen interpretieren wir die ökophysiologischen Messungen und folgern daraus, wie weit sich einzelne Baumarten an veränderte klimatische Bedingungen anpassen können und ab wann artspezifische physiologische Grenzen erreicht werden. Im Wallis wachsen Waldföhren und Flaumeichen zumindest zeitweise am Rande ihrer physiologischen Möglichkeiten. Erste Resultate zeigen, warum die Flaumeiche (Quercus pubescens) unter den herrschenden klimatischen Bedingungen physiologische Vorteile gegenüber der Waldföhre (Pinus sylvestris) hat.