Auswirkungen von Trockenheit und Entlaubung auf den Wasserhaushalt von Stiel- und Traubeneiche

Abstract

Aufgrund von Jahrringanalysen und Klimaberichten kann Entlaubung in mindestens zwei aufeinander folgenden Jahren in Verbindung mit sommerlicher Trockenheit als Hauptursache für das Eichensterben in Norddeutschland gelten. Die Ursache-Wirkungs-Beziehung der Faktoren "Entlaubung ein zwei aufeinander folgenden Jahren" und "Trockenstress" - allein und in Kombination miteinander - wurde unter kontrollierten Bedingungen an zu Versuchsbeginn dreijährigen Quercus robur und Q. petraea getestet. Zur Simulation von Insektenfraß wurden die Bäume in zwei aufeinander folgenden Jahren jeweils im Frühjahr manuell entlaubt. Im ersten Teilversuch wurde Trockenstress im Jahr der letztmaligen Entlaubung, im zweiten Teilversuch ein Jahr nach letztmaliger Entlaubung appliziert. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Wasserhaushalt, zum Gaswechsel, zur Biomassenpartitionierung, zur Holzanatomie sowie zu Stamm- und Blatt-Inhaltsstoffen (Stärke bzw. N, Chlorophyll und d13 C) durchgeführt. Zusätzlich wurden die an den jungen Eichen gewonnenen Ergebnisse mit denen von 20-jährigen Q. robur in einer Baumschule verglichen (nur Entlaubung als Faktor). 1. Trockenstress führte zu einer Reduktion der stomatären Leitfähigkeit und der Transpiration sowie zu sinkenden Wasserpotentialen. Gleichzeitig war die Feinwurzelbiomasse nach Trockenstress erhöht. 2. Nach Entlaubung reagierten die Bäume mit einer erhöhten stomatären Leitfähigkeit und einer höheren Transpiration pro Einheit Blattfläche. Dies kann als Kompensationsreaktion auf den Assimilatverlust durch Entlaubung interpretiert werden. Nach Entlaubung fand eine Regeneration der Krone durch schlafende Knospen statt, jedoch war die Gesamtblattfläche pro Baum im Vergleich mit der Kontrolle deutlich verringert. Nach Entlaubung war die Feinwurzelbiomasse sowohl im Jahr der letztmaligen Entlaubung wie auch ein Jahr nach letztmaliger Entlaubung reduziert. Die Spätholzbreite war nach Entlaubung verringert, dies hatte jedoch keinen Einfluss auf die hydraulische Leitfähigkeit. 3. Einschränkungen im Wasserhaushalt wurden erst bei einer kombinierten Wirkung der Stressoren beobachtet. Trockenstress im Jahr der letztmaligen Entlaubung führte bei Q. petraea zu einem erhöhten Verlust an hydraulischer Leitfähigkeit sowie zu einer stark reduzierten hydraulischen Leitfähigkeit auf der Fließstrecke Boden-Blatt. Im Jahr nach letztmaliger Entlaubung wurden Änderungen in der Biomassenpartitionierung festgestellt. Es fand zwar eine vollständige Wiederherstellung der Blattbiomasse statt, jedoch blieb die Feinwurzelbiomasse reduziert, vor allem bei Q. petraea. Allerdings resultierte eine Kombination beider Stressoren nicht in eine stärkere Beeinträchtigung des Wasserhaushalts als Trockenstress allein. 4. Q. petraea gilt zwar als die besser an Trockenstress angepasste Art, aufgrund einer verringerten Produktivität wirkt sich ein entlaubungsbedingter Assimilatverlust über eine verringerte Feinwurzelbildung bei Trockenstress jedoch negativer auf den Was-serhaushalt aus, als dies bei Q. robur der Fall war. Q. petraea reagierte insgesamt empfindlicher auf die Kombination der Stressoren als Q. robur. Unterschiede in der Reaktion auf Entlaubung bezüglich des Wasserhaushalts zwischen jungen und 20-jährigen Q. robur wurden nicht festgestellt. 5. Ein mechanistischer Zusammenhang zwischen einer entlaubungsbedingten Spätholz-reduktion und einer Einschränkung der Wasserleitung im Stamm konnte weder verworfen noch mit Sicherheit belegt werden. 6. Jedoch wurden Hinweise auf den Wirkungspfad über eine reduzierte Feinwurzelproduktion und einer verringerten Wasseraufnahmekapazität gefunden. Dieser Faktorenkombination wird eine wichtige Bedeutung für das Eichensterben beigemessen. Dabei können andere biotische sowie abiotische Faktoren (z.B. hydromorphe Böden) stressverschärfend sein.