dc.contributor.advisor | Leuschner, Christoph Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Burk, Doris | de |
dc.date.accessioned | 2006-06-27T12:12:43Z | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-18T10:59:20Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:51:27Z | de |
dc.date.issued | 2006-06-27 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B6DC-6 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2326 | |
dc.description.abstract | 1. An drei forstwirtschaftlich und ökologisch
bedeutenden Baumarten (Rotbuche, Hängebirke,
Waldkiefer) wurden oberflächenbezogene
Wurzelwasseraufnahmeraten mit Miniatursaftflusssystemen
nach der heat balance Methode gemessen. Die
Untersuchungen fanden in einer trockenen
Vegetationsperiode 2003 und einer feuchten
Vegetationsperiode 2004 auf zwei unterschiedlich
wasserversorgten Standorten in situ an Altbäumen
statt.2. Es sollte geklärt werden, wie sich die
Feinwurzeln der relativ trockenheits-empfindlichen
Buche sowie der relativ trockenheitstoleranten Arten
Birke und Kiefer hinsichtlich ihrer physiologischen,
morphologischen, anatomischen und chemischen
Eigenschaften unterscheiden und ob die Baumarten in der
Lage sind, ihr Feinwurzelsystem an trockene Standorte
anzupassen, um eine ausreichende Wasserauf-nahme zu
gewährleisten.3. Die oberflächenbezogenen
Wurzelwasseraufnahmeraten zeigten eine große zeitliche
Variabilität, verursacht hauptsächlich durch
Witterungseinflüsse wie VPD und Global-strahlung und
weniger durch den Bodenwassergehalt.4. Am trockeneren Standort wurden bei allen drei
Baumarten höhere oberflächen-bezogene
Wasseraufnahmeraten im Wurzelsystem gemessen als am
deutlich feuchteren Standort. Diese sind vornehmlich
auf höhere VPD-Werte und einen höheren
Wasser-potenzialgradienten im Baum zurückzuführen.5. Unter vergleichbaren Umweltbedingungen wiesen die
Wurzeln der drei Baumarten deutlich unterschiedliche
oberflächenbezogene Wasseraufnahmeleistungen auf, die
sich um den Faktor 2-10 unterschieden. Die Kiefer
erreichte mit >2000 g H2O
m-2d-1 weit höhere Raten als die
Birke (ca. 1000 g H2O
m-2d-1). Bei der Buche lagen die
Werte meist deutlich unter 500 g H2O
m-2d-1. Aus diesen Ergebnissen
kann man die Schlussfolgerung ziehen, dass Baumarten
mit relativ hoher Feinwurzelbiomasse und -oberfläche
(Buche) geringere spezifische Aufnahmeraten erreichen
als Baumarten mit kleiner Feinwurzelbiomasse wie die
Kiefer.6. Im trockenen Sommer 2003 senkten alle drei
Baumarten ihr Wurzelwasserpotenzial am stärksten ab.
Die Kiefer wies in ihren Wurzeln stets das am wenigsten
negative Potenzial auf, die Birke das negativste. Die
Buche nahm in der Regel eine Mittelstellung ein, fiel
aber am trockenen Standort durch eine spätsommerliche
Absenkung ihres Wurzelwasserpotenzials auf.7. Die starken saisonalen und interannuellen
Unterschiede der Wasseraufnahme können gut mit den
Schwankungen der Wurzelwasserpotenziale erklärt werden.
Hier wies die Kiefer trotz geringer Potenzialabsenkung
die höchsten Aufnahmeraten auf. Daraus wird
geschlossen, dass die Kiefer eine höhere radiale
Leitfähigkeit besitzt als Buche oder Birke. Diese
Vermutungen sollten jedoch noch durch Laborversuche
überprüft werden.8. Zu tendenziellen Unterschieden kam es in der
Anzahl der Peridermschichten und des
Gesamtsuberingehaltes zwischen den Wurzeln der drei
Arten. Die trockenheitstolerante Kiefer wies hierbei
die geringsten Suberingehalte in ihrem sekundären
Wurzelgewebe auf. Hohe Suberingehalte sind also
offenbar nicht korreliert mit einer
Trockenheitsanpassung. Die Anzahl der Peridermschichten
in den Feinwurzeln steht vermutlich in keiner Beziehung
zur Trockenheit des Standortes. Allerdings können die
signifikant höheren Suberingehalte pro Peridermschicht
im trockenen Sommer 2003 bei Buchen- und Birkenwurzeln
am trockenen Standort als Anpassung an den trockenen
Boden interpretiert werden.9. Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass
sich die Feinwurzeln mitteleuropäischer
trockenheitstoleranter und trockenheitsempfindlicher
Baumarten hinsichtlich ihrer Anatomie und ihres
Suberingehaltes nicht systematisch unterscheiden.
Einzelne Suberinkomponenten könnten jedoch als
Biomarker für die Feinwurzeln bestimmter Baumgattungen
oder -arten gelten. Als deutlichste Antwort auf
Trockenheit zeigten die Baumarten ein zum Teil starkes
Absenken des Wasserpotenzials in ihren Wurzeln. Die
Wurzelwasseraufnahme am natürlichen Standort ist also
hauptsächlich durch den Potenzialgradienten
Wurzelxylem-Boden gesteuert. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | ger | de |
dc.rights.uri | http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html | de |
dc.title | Physiologische, anatomische und chemische Aspekte der Regulation der Wurzelwasseraufnahme bei Rotbuche, Kiefer und Birke auf zwei unterschiedlich wasserversorgten Standorten | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Physiological, anatomical and chemical aspects of the regulation of water uptake by beech, pine and birch roots in two different watersupplying locations | de |
dc.contributor.referee | Thomas, Frank PD Dr. | de |
dc.date.examination | 2006-05-03 | de |
dc.subject.dnb | 580 Pflanzen (Botanik) | de |
dc.description.abstracteng | 1. Surface-related root water uptake rates were
assessed for three tree species (Fagus sylvatica,
Betula pendula, Pinus sylvestris) that are important
for forestry and ecology. The measurements were done on
mature trees using miniature sap flow gauges according
to the heat balance method. The measurements took place
in two different periods: a dry vegetation period
(2003) and a wet vegetation period (2004) at two stands
varying in water supply.2. The aim was to find out, in which way fine roots
of the relatively drought sensitive beech and the
relatively drought tolerant birch and pine are
different in respect to physiological, morphological,
anatomical and chemical properties and if they are
capable of adjusting their fine root system to dry
locations in order to ensure sufficient water
uptake.3. The surface dependent water uptake rates of roots
showed a large time-dependent variability caused mainly
by climatic factors like vpd and global radiation and
less by soil water content.4. All three tree species showed higher
surface-related water uptake rates at the dryer
location compared to the significantly wetter location,
caused mainly by higher vpd and higher water potential
gradients inside the trees.5. Under comparable environmental conditions, the
roots of the three species showed significant
differences in surface-related water uptake capacity,
varying by a factor of 2 to 10. With > 2000 g
H2O m-2d-1 pine had a
much higher uptake rate than birch (approx. 1000 g
H2O m-2d-1). Beech
root water uptake rates were 500 g H2O
m-2d-1 or less. Based on these
results we conclude that species with a relatively high
fine root biomass and surface area, like beech, can
have lower specific uptake rates than species with less
fine root biomass like pine.6. In the dry summer of 2003 all three species had
their steepest decrease of root water potential. The
least negative water potential was measured in pine,
whereas most negative values were found in birch. Beech
root water potential was usually intermediate with the
exception of a striking decrease in late summer at the
driest site.7. The strong seasonal and interannual differences
in water uptake can well be explained by variations in
root water potential. Pine had the highest uptake of
the three species, despite of the smallest decrease in
potential. This could lead to the conclusion that pine
has a higher radial conductivity than beech or birch.
However this should be confirmed by further laboratory
experiments.8. A tendency of difference in the amount of
periderm layers and suberin was observed between the
roots of the three species. The drought-tolerant pine
was the species with the least suberin in its secondary
root tissue. Thus, suberin amounts do not seem to
correlate with the adaption to drought. However the
significant higher amount of suberin per periderm layer
in the roots of beech and birch, as observed in the dry
summer of 2003, can be interpreted as an adaption to
dry soil conditions.9. This leads to the following conclusions: Fine
roots of central European drought tolerant and
drought-resistant tree species are not systematically
different in respect to their anatomy and their suberin
content. However some components of suberin could be
considered as species-specific biomarkers for fine
roots. In the three tree species the most significant
response to drought was a decrease in root water
potential. Thus, water uptake of fine roots in natural
surroundings is mainly controlled by the potential
gradient between root xylem and soil. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Computer Science | de |
dc.subject.ger | Wasseraufnahme | de |
dc.subject.ger | Feinwurzeln | de |
dc.subject.ger | Trockenstress | de |
dc.subject.ger | Birke | de |
dc.subject.ger | Buche | de |
dc.subject.ger | Kiefer | de |
dc.subject.ger | Suberin | de |
dc.subject.eng | water uptake | de |
dc.subject.eng | fine roots | de |
dc.subject.eng | drought stress | de |
dc.subject.eng | birch | de |
dc.subject.eng | beech | de |
dc.subject.eng | pine | de |
dc.subject.eng | suberin | de |
dc.subject.bk | WNA 250 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-751-6 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-751 | de |
dc.affiliation.institute | Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie | de |
dc.subject.gokfull | W | de |
dc.identifier.ppn | 515172154 | de |