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Mischwald in Thüringen
Institut für

WO Waldökosysteme

Projekt

DENDROKLIMA


Federführendes Institut WO Institut für Waldökosysteme

©

 DENDROKLIMA

Ziel des Projektes DENDROKLIMA ist die Analyse der Anpassungsfähigkeit der für Deutschland bedeutsamen Baumarten Waldkiefer und Traubeneiche an sich ändernde Umweltbedingungen und damit der Wirkungen des Klimawandels auf das Baumwachstum. Hierfür werden vielfältige dendrochronologische Daten (Isotopensignaturen des Kohlenstoff und des Sauerstoffs, holzanatomische Merkmale, Jahrringbreiten) und Daten der Level-II Beobachtungsflächen ausgewertet und physiologische Beziehungen zwischen Klima und Wachstum ermittelt. Diese Zusammenhänge werden in prozess-basierten (4C) und statistischen (CLIMTREG) Wachstumsmodellen implementiert und erlauben Verallgemeinerung der Wuchsreaktionen auf den mitteleuropäischen Raum. Im Fokus des Projektes stehen die Anpassungsfähigkeit der beiden Baumarten an Trockenheit. Probennahmen erfolgen intensiv (Potsdam-Telegrafenberg) um Klima-Wachstums-Beziehungen abzuleiten und extensiv (Level II-Flächen Deutschlands) für Validierung und Generalisierung.
Anschließend wird das Wachstum beider Arten an den Level II Flächen mit dem prozess- und dem regressions-basierten Modell unter heutigem und künftigem Klima simuliert, die Modellergebnisse verglichen und Anpassungsfähigkeit der Baumarten sowie Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels diskutiert.

Hintergrund und Zielsetzung

Im Fokus des Projektes stehen die Anpassungsfähigkeit der Baumarten Waldkiefer und Trauben-Eiche (Pinus sylvestris und Quercus petraea) an Trockenheit. Der Grund hierfür liegt zum einen in ihrer großen forstwirtschaftlichen Bedeutung und Häufigkeit. Zum anderen kommen diese Baumarten mit kalt-trockenen bzw. warm-trockenen Standortbedingungen besser zurecht als andere bedeutende Arten, weshalb die zugrundeliegenden Anpassungsmechanismen gezielte Betrachtungen durch moderne Jahrringanalysen und Modellierung verlangen. Beide Baumarten werden, einem statistischen Design folgend, intensiv (Potsdam-Telegrafenberg) und extensiv (Level II-Flächen Deutschlands) dendrochronologisch beprobt. So werden am ersten Standort stabile Isotope, Jahrringbreiten (Holzzuwachsmessungen), sowie holzanatomische Merkmale bestimmt, während an den Level II Flächen ausschließlich Jahrringbreitenmessungen erfolgen. Diese Daten ermöglichen eine Ableitung der Klima-Wachstums-Beziehungen für die genannten Baumarten in Deutschland und insbesondere der aus Jahrringisotopenverhältnissen abgeleiteten intrinsischen Wassernutzungskapazität und Photosynthese- und Wachstumsreduktion unter Trockenstress.
Das prozess-basierte Waldwachstumsmodell 4C wird mittels dieser Beziehungen gezielt weiterentwickelt. Das regressions-basierte Model CLIMTREG und die Jahrringbreitenchronologien der Level II Flächen dienen zur anschließenden Validierung. Im letzten Schritt wird das Wachstum beider Arten an den Level II Flächen mit beiden Modellen unter heutigem und künftigem Klima simuliert und die Modelle hinsichtlich ihrer Aussage bezüglich des Baumwachstums miteinander verglichen.
Die gewonnenen Ergebnisse und Modelle liefern eine verbesserte Abschätzung des zukünftigen Baumwachstums unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen unter Berücksichtigung der Standorteigenschaften, sowie eine Bewertung ihrer Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen.

Vorgehensweise

Das Projekt ermöglicht statistische und prozess-basierte Baumwachstumsmodelle mit Hilfe der umfassenden Datenreihen gezielt weiterzuentwickeln und zu verbessern. Mit beiden Modelltypen werden im Anschluss an die Analyse aktuelle regionale Klimaszenarien gerechnet und hinsichtlich ihrer Aussage bezüglich des Baumwachstums miteinander verglichen. Die gewonnenen Ergebnisse und verbesserten Modelle sind Grundlage für Validierung und zielgerichtete Analysen bei der Erforschung der Kohlenstoffspeicherung durch die Wälder und der Bewertung ihrer Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen.

Beteiligte externe Thünen-Partner

Geldgeber

  • Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

9.2016 - 8.2019

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: 28WC4077
Förderprogramm: Waldklimafonds (Programmbestandteil des Sondervermögens Energie- und Klimafonds)
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen zum Projekt

  1. 0

    Sanders TGM, Ziche D, Bolte A (2020) Ernährungssituation von Bäumen verändert Klima-Wachstums-Beziehung . Eberswalde: Thünen-Institut für Waldökosysteme, 2 p, Project Brief Thünen Inst 2020/18, DOI:10.3220/PB1601280403000

    https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn062671.pdf

  2. 1

    Bose AK, Gessler A, Bolte A, Bottero A, Buras A, Cailleret M, Camarero JJ, Haeni M, Heres A-M, Hevia A, Lévesque M, Linares JC, Martinez-Vilalta J, Matias L, Menzel A, Sánchez-Salguero R, Saurer M, Vennetier M, Ziche D, Rigling A (2020) Growth and resilience responses of Scots pine to extreme droughts across Europe depend on predrought growth conditions. Global Change Biol 26(8):4521-4537, DOI:10.1111/gcb.15153

    https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn062372.pdf

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