Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilvorhaben W2: Stofftransfer an den Schnittstellen Boden-Vegetation-Atmosphaere: Kontrollfaktoren der Kronendachleitfaehigkeit auf Einzelbaum- und Bestandesebene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Untersuchungen zur Auswirkung von Landnutzungsaenderungen oder Aenderungen des physikalisch-chemischen Klimas auf Oekosystemfunktionen erfordern Kenntnisse ueber das Oekosystemverhalten auf Bestandesebene in Abhaengigkeit von atmosphaerischen Faktoren und von der Bestandesstruktur. In diesem Zusammenhang sind Kronendachtranspiration (Ec) und -leitfaehgikeit (gt) Schluesselparameter, um Oekosystemfunktionen zu beschreiben und funktionelle Vegetationstypen zu definieren. Xylemsaftflussmessungen wurden angewandt, um durch Beziehungen zwischen Baumstruktur und Wasseraufnahme die Wassernutzung der Baeume auf Bestandesniveau hochzurechnen und Bestaende unterschiedlicher Struktur zu vergleichen. In Altersklassenwaeldern von Picea abies (770m NN) waren grosse Unterschiede in Ec zu verzeichnen (Ecmax 1,5-2,5 mm d-1), die mit Aenderungen im Blattflaechen/Splintflaechenverhaeltnis sowie mit der Bestandesdichte korreliert waren. Maximale Werte von gt nahmen mit dem Bestandesalter (40- bis 140-jaehrig) von ca 13 mm s-1 auf ca 5 mm s-1 ab. Entsprechend war die Kopplung von Vegetation und Atmosphaere sehr hoch (mittlere Werte des Entkopplungsfaktors 1/2 von 0.1-0.2 fuer trockene bzw 0.25-0.4 fuer feuchte Tage) und am staerksten im aeltesten Bestand ausgepraegt. In einem tiefer gelegenen Mischbestand von Fagus sylvatica und Picea abies (380m NN) waren maximale Werte von Ec und gt auf Baum- und Bestandesebene bis doppelt so hoch fuer Buche (7 mm d-1; 15 mm s-1) im Vergleich zu Fichte (3 mm d-1; 9 mm s-1) trotz hoeherer Bestandesdichte der Fichten. Ferner wurde beobachtet, dass maximale Ec-Werte der Buchen an trockenen Sommertagen die verfuegbare Energie uebersteigen konnten. Dies deutet darauf hin, dass auf Landschaftsebene Advektion ein wichtige Rolle bei der Wassernutzung mosaikartiger Zusammensetzungen von Nadel- und Laubbaeumen spielen kann.
Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt A2: Entwicklung eines 3-D-Mischbestandesmodelles des N-abhaengigen CO2- und Wasseraustausches von Buchenmischbestaenden in Nordbayern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Ziel des Antrages ist es, fuer Buchenmischwaelder Nordbayerns ein vorhandenes, prozessbasiertes Modell des Lichtklimas, der Photosynthese und der Transpiration durch die Integration des Faktors Stickstoffnutzungseffizienz der Photosynthese und durch die Beruecksichtigung der 3-D Stickstoffverteilung im Kronenraum zu erweitern. Die Modellierung umfasst die in Nordbayern am haeufigsten vertretenen Buchenmischbestandtypen, deren forstliche Bedeutung in den naechsten Jahrzehnten noch zunehmen wird: Buchenwaelder mit Eichenbeimischung auf trocken-warmen Standorten (Steigerwald) und Buchen-Fichten Mosaikbestaende in den klimatisch kuehleren und humideren Wuchsgebieten wie dem Fichtelgebirge. Die vorgeschlagenen Untersuchungen verwenden dabei Buchenreinbestaende als Referenz fuer die Modellentwicklung und -validierung. Entwicklung und Anwendung des Modells erfolgen in enger Zusammenarbeit mit den Projekten A1 (Gasaustausch in Mischwaeldern) und C1 (Erfassung des Wasserverbrauches bewirtschafteter Waldbestaende).Der oekophysiologische Teil des Projekts umfasst Messungen von Blattgaswechsel in situ, die mit transportablen Messgeraeten und einer vorhandenen Hebebuehne durchgefuehrt werden. Diese Arbeiten konzentrieren sich auf die Ermittlung der Lichtabhaengigkeit des Blattgaswechsels in Verbindung mit der Bestimmung der Blattstrukturen, sowie des - und Chlorophyllgehaltes als Basis fuer die korrekte Parametrisierung eines Blattgaswechselmodells (siehe Niinemets und Tenhunen 1997).