Auswirkungen globaler Klimaänderungen auf das Wachstum und den Gaswechsel (CO2/H2O) von Rotbuchenbeständen (Fagus sylvatica L.):
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Technische Universität
2002
|
| Schriftenreihe: | Landschaftsentwicklung und Umweltforschung
119 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Abstract Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Berlin, Techn. Univ., Habil.-Schr., 2002 |
| Beschreibung: | XXII, 317 S. Ill., graph. Darst. |
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Autor: Forstreuter, Manfred
Jahr: 2002
Inhaltsverzeichnis
Danksagung I
Zusammenfassung III
Summary VII
Inhaltsverzeichnis XI
Abbildungsverzeichnis XVII
Tabellenverzeichnis XXI
1 Einleitung 1
1.1 Die Buche (Fagus sylvatica L.)......................... 8
2 Material und Methoden 11
2.1 Mikrokosmos-Untersuchungen an juvenilen Buchenbeständen ....... 11
2.2 Vergleichende Untersuchungen in adulten Buchenbeständen......... 13
2.3 Versuchsanlagen zur CO2-Forschung...................... 14
2.4 Mikrokosmos-Systeme in Berlin-Dahlem ................... 17
2.4.1 Standort................................. 17
2.4.2 Pflanzenmaterial............................ 17
2.4.3 Versuchsreihe 1991 bis 1993...................... 18
2.4.4 Versuchsreihe 1994 bis 1999...................... 19
2.4.5 Versuchsreihe 1997 bis 2000...................... 19
2.4.6 Klima.................................. 20
2.4.7 Boden.................................. 24
2.4.7.1 Bodenchemische und bodenphysikalische Kennwerte .... 24
2.4.7.2 Bodenkennwerte des Wasserhaushaltes........... 25
2.4.8 Mikrokosmos-Systeme ......................... 29
2.4.8.1 Klimatisierung........................ 30
2.4.8.2 Mikroklimaparameter und deren Erfassung......... 31
2.5 Messungen an den juvenilen Buchenbeständen................ 33
2.5.1 Biomasse- Ernte der Probebäume................... 33
XI
M. Forstreuter Inhaltsverzeichnis
2.5.2 Bestimmung der Fein- und Grobwurzelmasse............. 34
2.5.3 Kontinuierliche Messungen von Wachstumsparametern....... 34
2.5.4 Bestimmung der Bestandesgrundfläche................ 35
2.5.5 Bestimmung der Blattfläche und des Blattflächenindex....... 35
2.5.6 Bestimmung des Blattmassenwertes pro Blattflächeneinheit (LMA) 36
2.5.7 Bestimmung der Blattmasse und -fläche auf der Bestandesebene . . 38
2.6 Bestimmung der Nettoprimärproduktion................... 38
2.7 Streuabbau von Buchenlaub.......................... 39
2.8 Messungen der Strahlungsverteilung in den Beständen............ 41
2.9 Phänologische Untersuchungen......................... 41
2.9.1 Phänologische Entwicklung des Austriebes der Buche........ 42
2.9.2 Phänologische Beobachtungen des Blatt- bzw. Laubfalles der Buche 44
2.10 Chemische und biochemische Analysen.................... 44
2.10.1 Bestimmung des Aschegehaltes .................... 45
2.10.2 Bestimmung der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte......... 45
2.10.3 Bestimmung der TNC-Gehalte..................... 46
2.10.4 Bestimmung des Chlorophyllgehaltes................. 47
2.10.5 Bestimmung der freien löslichen N-Verbindungen .......... 47
2.10.6 Bestimmung des Ligningehaltes.................... 49
2.11 Gaswechselmessungen ............................. 49
2.12 Gaswechselmessungen der Teilprozesse.................... 50
2.12.1 Durchführung der Gaswechselmessungen............... 53
2.12.2 A„/CrKurven.............................. 53
2.12.3 A„/PPFD-Kurven ........................... 53
2.12.4 A„/ALVPD- Kurven.......................... 55
2.12.5 A„/ ffb - bzw. * -Kurven........................ 55
2.12.6 Stomatäre Leitfähigkeit......................... 56
2.12.7 Blattatmung (R^Biatt) m Beziehung zur Temperatur......... 56
2.12.8 Stammatmung {Rdstamm) in Beziehung zur Temperatur....... 56
2.12.9 Bodenatmung (Rd Boden) in Abhängigkeit von der Feinwurzelmasse . 57
2.13 Berechnung des CO2-Gaswechsels....................... 59
2.13.1 CO2 und H2O-Empfmdlichkeitsänderung der Differenzmessungen . . 59
2.13.2 Molare Flussrate............................ 59
2.13.3 Berechnung der Photosyntheserate .................. 60
2.13.4 Berechnung der Transpirationsrate .................. 60
2.13.5 Blattleitfähigkeit (gs) für H2O und CO2 ............... 61
2.13.6 Interzelluläre C02-Konzentration................... 62
2.13.7 Sättigungsdampfdruck (e,o() und Wasserdampfdruckdefizit (VPD) . 62
2.13.8 Relative Luftfeuchtigkeit und Taupunkttemperatur......... 63
2.14 Parameterisierung des Gaswechselmodells................... 64
2.14.1 CO2-Abhängigkeit der Photosynthese................. 64
2.14.2 Lichtabhängigkeit der Photosynthese................. 65
2.14.3 Temperaturabhängigkeit der Photosynthese ............. 66
XII Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119
Inhaltsverzeichnis M. Forstreuter
2.14.4 Stomatäre Leitfähigkeit......................... 67
2.14.4.1 Jarvis Ansatz ........................ 68
2.14.4.2 Ball-Berry-Leuning Modell.................. 69
2.15 Gaswechsel auf der Bestandesebene...................... 69
2.15.1 Messungen des CO2-Gaswechsels der Modell-Ökosysteme...... 69
2.15.2 Messungen des Wasserhaushaltes der Modell-Ökosysteme...... 71
2.16 WUE auf der Basis der Trockensubstanz................... 73
2.17 Bestandesmodell FORSTFLUX ....................... 73
3 Ergebnisse 77
3.1 Atmosphärische CO2-Konzentration...................... 77
3.2 Wachstum unter erhöhter CÖ2-Konzentration................ 79
3.2.1 Allometrische Beziehungen der Wachstumsparameter........ 91
3.2.2 Wurzel ,/Spross- Verhältnis........................ 94
3.2.3 Beziehung zwischen Anzahl der Knospen und ausgebildeten Blättern 97
3.2.4 Beziehung zwischen Stammgrundfläche und Blattfläche....... 98
3.3 Phytomassenakkumulation .......................... 100
3.3.1 Verteilung der Feinwurzelmassen ................... 101
3.3.2 Blattmassen der Bestände....................... 105
3.4 Nettoprimärproduktion ............................ 106
3.5 Kronenraumstruktur der Buche........................ 108
3.5.1 Blattflächenindex (LAI) in juvenilen Buchenbeständen....... 108
3.5.2 Vertikalprofile der Blatttypen in Buchenkronen ........... 113
3.5.2.1 LMA-Profile in juvenilen Buchenbeständen......... 113
3.5.2.2 LMA-Profile in adulten Buchenbeständen ......... 119
3.5.2.3 Vergleich der LMA-Profile.................. 120
3.5.3 Beziehung zwischen LMA und Blattflächenindex (LAI)....... 122
3.5.4 Strahlungsprofil in juvenilen und adulten Buchenbeständen..... 124
3.5.5 Beziehung zwischen PPFD und LAI in juvenilen Buchenbeständen . 126
3.5.6 Blattstickstoff und LMA in juvenilen Buchenbeständen....... 127
3.5.7 Blattstickstoff und LMA in adulten Buchenbeständen ....... 131
3.6 Phänologische Entwicklung der Buche..................... 135
3.6.1 Austrieb und Blattentfaltung juveniler Buchenbestände....... 135
3.6.2 Blattfall der Buche........................... 139
3.6.3 Länge der Vegetationsperiode juveniler Buchenbestände ...... 141
3.7 Ergebnisse der Chemischen Analysen..................... 143
3.7.1 Kohlenstoffgehalte in den Blättern juveniler und adulter Buchen . . 143
3.7.2 Kohlenstoffgehalte im Stamm. Ast und Wurzeln juveniler Buchen . 145
3.7.3 Stickstoffgehalte in den Blättern juveniler und adulter Buchen . . . 146
3.7.4 Stickstoffgehalte im Stamm, Ast und Wurzeln juveniler Buchen . . 148
3.7.5 C/N-Verhältnis in den Blättern juveniler und adulter Buchen .... 150
3.7.6 Stickstoff- und Kohlenstoffgehalte der Laubstreu........... 152
3.7.7 TNC-Gehalte.............................. 157
Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119 XIII
M. Forstreuter Inhaltsverzeichnis
3.7.7.1 TNC-Gehalte in den Blättern (Quellen-Organe)...... 157
3.7.7.2 TNC im Stamm, Ast und Wurzeln (Senken-Organe) ... 160
3.7.8 Ligningehalte.............................. 162
3.7.9 Freie lösliche N-Verbindungen..................... 164
3.8 Streuabbau................................... 164
3.9 Gaswechselmessungen.............................. 166
3.9.1 Nettophotosyntheseraten........................ 166
3.9.1.1 Lichtabhängigkeit der Nettophotosynthese (A„)...... 167
3.9.1.2 CO2-Abhängigkeit der Nettophotosynthese (A„)...... 173
3.9.1.3 Temperaturabhängigkeit der Nettophotosynthese (A„) . . 179
3.9.2 Temperaturabhängigkeit der Photosyntheseparameter (Vcmax, Jmax) 181
3.9.3 Stickstoffabhängigkeit der Photosyntheseparameter (Vcm tc, Jm(tc) . 182
3.10 Stomatäre Leitfähigkeit ( ).......................... 184
3.10.1 Das Jarvis-Prinzip........................... 184
3.10.1.1 Lichtabhängigkeit der stomatären Leitfähigkeit...... 184
3.10.1.2 CO2-Abhängigkeit der stomatären Leitfähigkeit...... 185
3.10.1.3 ALVPD-Abhängigkeit der stomatären Leitfähigkeit .... 189
3.10.1.4 Stomatäre Leitfähigkeit und Bodenwassergehalt...... 190
3.10.1.5 Stomatäre Leitfähigkeit und Blattstickstoffgehalt..... 191
3.10.2 Das Ball-Berry-Leuning- Prinzip.................... 192
3.11 Temperaturabhängigkeit der Blattatmung (R^)................ 196
3.12 Temperaturabhängigkeit der Stammatmung................. 198
3.13 Bodenatmung in Abhängigkeit von der Feinwurzelmasse........... 200
3.14 Bestandesgaswechsel.............................. 202
3.14.1 CO2-Gaswechselraten (NEF) der Modell-Ökosysteme........ 202
3.14.2 Atmungsraten der Modell-Ökosysteme................ 208
3.15 Wasserhaushalt der Modell-Ökosysteme.................... 213
3.15.1 Evapotranspiration der juvenilen Buchenbestände.......... 213
3.15.2 WUE der juvenilen Buchenbestände.................. 230
3.16 Simulationsläufe mit dem FORSTFLUX-Modell............... 232
3.16.1 Simulationsläufe zur Temperatur-und Stickstoffsensitivität .... 241
4 Diskussion 245
4.1 Wachstum.................................... 245
4.2 Bestandesabfall und Streuabbau ....................... 250
4.3 Nettoprimärproduktion (NPP)......................... 251
4.4 Bestandesstruktur................................ 252
4.5 Phänologie.................................... 255
4.6 Nettophotosynthese............................... 257
4.7 An/C,-Kurven , Vcmax, Jmax, N........................ 263
4.8 Atmungsraten.................................. 265
4.9 TNC....................................... 268
4.10 Ligningehalte.................................. 270
XFV Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119
Inhaltsverzeichnis M. Forstreuter
4.11 Stomatäre Leitfähigkeit und Wasserhaushalt................. 271
4.12 Modellierung .................................. 273
Literaturverzeichnis 277
A 309
Anhang 309
A.l Verwendete Symbole und Bedeutungen.................... 309
A.2 Messreihe CO2-Konzentration in Berlin Dahlem............... 314
A.3 Eingabeparameter des FORSTFLUX-Modells................ 315
Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119 XV
Abbildungsverzeichnis
1.1 Atmosphärische CCVKonzentration in Mauna Loa (1958-1999)....... 1
1.2 Verbreitungsgebiet der Buche (Fagus sylvatica L.)................ 9
2.1 Untersuchungen im Kronenraum juveniler und adulter Buchenbestände . . 13
2.2 Versuchseinrichtungen in den verschiedenen Arbeitsgruppen ........ 15
2.3 Versuchseinrichtungen in den verschiedenen Arbeitsgruppen ........ 16
2.4 Versuchsanlage auf dem Institutsgelände in Berlin-Dahlem......... 17
2.5 Geografische Lage der Herkunftsgebiete des Saatgutes............ 18
2.6 Klimadiagramm 1991-2000........................... 20
2.7 Klimatogramme 1991-1994........................... 21
2.8 Klimatogramme 1995-1998........................... 22
2.9 Klimatogramme 1999-2000........................... 23
2.10 Bodenprobe zur Messung der Bodensaugspannungskurve.......... 26
2.11 Desorptionskurve................................ 27
2.12 Expositionskammern Ober- und Unterteil................... 29
2.13 Kühleinheit an der Rückwand (Nordseite) der Expositionskammern..... 30
2.14 Ergebnisse der direkten und indirekten Methode zur LAI-Bestimmung . . 37
2.15 Streuabbauversuch mit Streuabbaucontainern (Berlin-Dahlem)....... 40
2.16 Streuabbauversuch mit Streuabbaucontainern (Flecken-Zechlin)...... 40
2.17 Die Austriebsstadien der Buche........................ 43
2.18 Gewinnung des Xylemsaftes mit Hilfe der Druckbombentechnik ...... 48
2.19 Gaswechselmessanlage (CMS-400)....................... 50
2.20 Gaswechselmessanlage (HCM-1000)...................... 51
2.21 Blockschaltbild CMS-400............................ 52
2.22 Blockschaltbild HCM-1000........................... 52
2.23 Gaswechselmessanlage (HCM-1000) für Stammrespirationsmessungen ... 57
2.24 Gaswechselmesssystem (LICOR 6400) mit Bodenatmungskammer..... 58
2.25 Pneumatische Verbindungen in der CCvGaswechselmessanlage....... 70
2.26 Übersichtsdiagramm des FORSTFLUX-Modells............... 74
2.27 Vereinfachtes Ablaufdiagramm des FORSTFLUX-Modells ......... 76
3.1 Messreihe der atmosphärischen C02-Konzentration in Berlin-Dahlem ... 77
3.2 Saisonaler Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentration......... 78
XVII
M. Forstreuter Abbildungsverzeichnis
3.3 Wachstum von Fagus sylvatica L. in der Versuchsreihe 1991-1993...... 84
3.4 Wachstum von Fagus sylvatica L. in der Versuchsreihe 1997-2000...... 85
3.5 Wachstum von Fagus sylvatica L. in der Versuchsreihe 1994-1999...... 86
3.6 Wachstum verschiedener deutscher Provenienzen von Fagus sylvatica L. . . 89
3.7 Wachstum verschiedener Provenienzen von Fagus sylvatica L......... 90
3.8 Beziehungen zwischen BSD und oberirdischer und unterirdischer Biomasse 91
3.9 Beziehungen zwischen BSD und oberirdischer und unterirdischer Biomasse 92
3.10 Beziehung zwischen BSD und DBH und oberirdischer Phytomasse..... 93
3.11 Beziehungen zwischen DBH und oberirdischer und unterirdischer Biomasse 94
3.12 Wurzel/Spross-Verhältnis in Abhängigkeit vom BSD............. 96
3.13 Wurzel/Spross-Verhältnis von Jungbuchen und adulten Buchen....... 97
3.14 Anzahl von Knospen und ausgetriebenen Blättern.............. 98
3.15 Stammgrundfläche und Blattfläche von juvenilen Buchenbeständen..... 99
3.16 Phytomassenakkumulation der oberirdischen und unterirdischen Organe . . 100
3.17 Feinwurzelmasse in juvenilen Buchenbeständen................ 102
3.18 Vertikale Profile der Feinwurzelmassen (Versuchsreihe 1997-2000)..... 103
3.19 Vertikale Profile der Feinwurzelmassen (Versuchsreihe 1994-1999)..... 104
3.20 Gesamte Blattmasse von juvenilen Buchenbeständen ............ 105
3.21 Jährliche Stoffproduktion der ober- und unterirdischen Anteile....... 107
3.22 Blattflächenindex in der Versuchsreihe 1991-1993 .............. 108
3.23 Blattflächenindex in der sechsjährigen Versuchsreihe 1994-1999....... 109
3.24 Vertikalprofile der Blattflächen nach drei- und vierjährigem Wachstum . . . 110
3.25 Blattflächenverteilung in Beziehung zur relativen Bestandeshöhe...... 111
3.26 Modellhafte Blattflächenverteilung in Buchenbeständen........... 112
3.27 LMA in Abhängigkeit von der relativen Bestandeshöhe........... 114
3.28 Blattmasse und Blattfläche von Buchenblättern im Kronenraum...... 116
3.29 Histogramme von Blattfläche, Blattmassen und LMA............ 117
3.30 Histogramme der Blattmassenwerte pro Blattflächeneinheit......... 118
3.31 LMA-Profile in adulten Buchenbeständen (1997-2000)............ 119
3.32 LMA-Profile in juvenilen und adulten Buchenbeständen........... 121
3.33 Beziehung zwischen LMA und cum LAI in juvenilen Buchenbeständen . . . 122
3.34 Abhängigkeit des mittleren LMA vom LAI.................. 123
3.35 Strahlungsprofil innerhalb eines juvenilen und adulten Bestandes ..... 125
3.36 LMA in Abhängigkeit von der einfallende Strahlung (PPFD)........ 126
3.37 Strahlungsprofil (PPFD) in Abhängigkeit vom kumulativen LAI...... 127
3.38 Blattstickstoff und LMA in der Versuchsreihe 1991-1993........... 128
3.39 Blattstickstoff und LMA in der sechsjährigen Versuchsreihe 1994-1999 ... 129
3.40 Blattstickstoff und LMA in der Versuchsreihe 1997-2000........... 130
3.41 Blattstickstoff und LMA in allen drei Versuchsreihen 1992-2000...... 130
3.42 Blattstickstoff und LMA im Botanischen Garten Berlin........... 132
3.43 Blattstickstoff und LMA in Collelongo (Italien) ............... 133
3.44 Blattstickstoff und LMA adulter Buchenbestände.............. 134
3.45 Phänologischer Entwicklungindex (PEI) in der Versuchsreihe 1991-1993 . . 136
XVIII Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119
Abbildungsverzeichnis M. Forstreuter
3.46 Phänologischer Entwicklungindex (PEI) in der Versuchsreihe 1994-1999 . . 137
3.47 Variation des Austriebstermins und mittlere Bodentemperatur....... 138
3.48 Variabilität des Laubfalles in juvenilen Buchenbeständen.......... 140
3.49 Zeitpunkt des Laubfalles und der mittleren Bodentemperatur........ 141
3.50 Länge der Vegetationsperiode und der mittleren Bodentemperatur..... 142
3.51 Kohlenstoffgehalte in verschiedenen Organen................. 145
3.52 Stickstoffgehalt und C/N-Verhältnis in verschiedenen Organen....... 149
3.53 Stickstoffgehalt und LMA der Buchenblätter (Versuchsreihe 1994-1999) . . 153
3.54 Stickstoffgehalt und LMA der Buchenblätter (Versuchsreihe 1997-2000) . . 154
3.55 C/N-Verhältnisse von Buchenblättern vor und nach der Laubfärbung . . . 156
3.56 TNC-Gehalte in Abhängigkeit vom LMA in juvenilen Buchenbeständen . . 158
3.57 TNC-Gehalte in Abhängigkeit vom LMA in adulten Buchenbeständen . . . 160
3.58 Nicht-strukturgebundene lösliche Kohlenhydrate in verschiedenen Organen 161
3.59 Nicht-strukturgebundene lösliche Kohlenhydrate in verschiedenen Organen 162
3.60 Streuabbau von Buchenblättern........................ 165
3.61 Lichtabhängigkeit der Nettophotosynthese (Smith-Modell).......... 169
3.62 Lichtabhängigkeit der Nettophotosynthese (Farquhar-Modell)........ 170
3.63 Linearer Anstieg der Lichtkurven....................... 171
3.64 Quantenausbeute der Nettophotosynthese .................. 172
3.65 Vergleichende Darstellung der Jmox-Werte aus den beiden Lichtmodellen . 172
3.66 A„/Ci-Kurve mit den beiden Teilfunktionen................. 174
3.67 CO2-Abhängigkeit der Nettophotosyntheseraten............... 175
3.68 Photosyntheseparameter Jmal und Vc m^ von Buchenblättern....... 178
3.69 Temperaturabhängigkeit der Nettophotosynthese............... 179
3.70 Temperaturoptimum der Nettophotosynthese................. 180
3.71 Temperaturabhängigkeit von V^^ und 5max................. 181
3.72 Stickstoffabhängigkeit der Photosyntheseparameter ¥„„„, und Jmax .... 183
3.73 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von PPFD............. 185
3.74 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der COj-Konzentration .... 186
3.75 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der COj-Konzentration .... 187
3.76 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von ALVPD............ 190
3.77 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Bodenwassergehalt...... 191
3.78 Stomatäre Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Stickstoffgehalt........ 192
3.79 Beziehung des Ball-Berry-Koeffizienten zur stomatären Leitfähigkeit .... 194
3.80 Beziehung des Ball-Berry-Leuning-Koeffizienten zur stomatären Leitfähigkeit 195
3.81 Temperaturabhängigkeit der Blattatmung .................. 197
3.82 Temperaturabhängigkeit der Stammatmung................. 198
3.83 Temperaturabhängigkeit der Stammatmung (Versuchsreihe 1997-2000) . . 199
3.84 Bodenatmungsraten in Abhängigkeit von der Feinwurzelmasse....... 201
3.85 Tagesgänge des CO2-Gaswechsels der Modell-Ökosysteme.......... 203
3.86 Lichtkurven des CO2-Gaswechsels (NEF) juveniler Buchenbestände .... 204
3.87 Lichtkurven des CO2-Gaswechsels juveniler Buchenbestände........ 205
3.88 Lichtkompensationspunkte der NEF in Abhängigkeit vom Blattflächenindex 206
Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119 XIX
M. Forstreuter Abbildungsverzeichnis
3.89 Maximale CO2-Gaswechselraten bei PPFD von 1500 /anol m 2 s 1 .... 207
3.90 Quantennutzungseffizienz und LAI juveniler Buchenbestände........ 208
3.91 CO2-Atmungsraten in Abhängigkeit von der Bodentemperatur....... 209
3.92 CO2-Atmungsraten in Abhängigkeit von der Bodentemperatur....... 210
3.93 CO2-Atmungsraten der einzelnen Kompartimente.............. 211
3.94 Atmungsraten in Abhängigkeit von der Bodentemperatur.......... 212
3.95 Bestandesevapotranspiration in der Versuchsreihe 1991-1993........ 214
3.96 Bestandesevapotranspiration in der Versuchsreihe 1991-1993 (Parallelversuch)215
3.97 Bestandesevapotranspiration in der Versuchsreihe 1994-1999........ 216
3.98 Bestandesevapotranspiration in der Versuchsreihe 1994-1999........ 217
3.99 Bestandesevapotranspiration in der Versuchsreihe 1997-2000........ 218
3.100Vergleich der Bestandesevapotranspiration (Versuchsreihe 1991-1993) ... 220
3.101Vergleich der Bestandesevapotranspiration (Versuchsreihe 1994-1999) . . . 221
3.102Vergleich der Bestandesevapotranspiration (Versuchsreihe 1997-2000) ... 222
3.103Jährlich akkumulierte Evapotranspiration (Versuchsreihe 1991-1993) .... 224
3.104Jährlich akkumulierte Evapotranspiration (Versuchsreihe 1994-1999) .... 225
3.105Jährlich akkumulierte Evapotranspiration (Versuchsreihe 1997-2000) .... 226
3.106Evapotranspiration in Abhängigkeit von der Belaubungsdichte....... 227
3.107Mittlere Evapotranspirationsraten und Belaubungsdichte.......... 230
3.108Wassernutzungs-Effizienz der juvenilen Buchenbestände........... 231
3.109Tagesgänge der simulierten und der gemessenen CO2-Gaswechselraten . . . 233
3.110Tagesgänge der simulierten und der gemessenen r^O-Gaswechselraten . . . 234
3.111Modellierte und gemessene NEF/ET-Werte.................. 235
3.112Tagesbilanzen des NEF in Abhängigkeit von der PPFD........... 236
3.113Jahresverlauf der CO2-Flussraten (A„, R ( B(aH, Rrf S(ornm und Rd Boden) . . 238
3.114Jahresverlauf des NEF............................. 239
XX Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119
Tabellenverzeichnis
2.1 Versuchsablauf................................. 12
2.2 Termine der Probenentnahme in den adulten Buchenbeständen....... 14
2.3 Bodenchemische und -physikalische Kennwerte................ 24
2.4 Pflanzenverfügbare Nährstoffmengen des Bodens .............. 25
2.5 Absolute Bodenwassergehalte ......................... 27
2.6 Bodenwassergehalte............................... 28
2.7 Gemessene abiotische Umweltparameter ................... 32
2.8 Versuchsablauf und Erntetermine....................... 33
2.9 Messzeitpunkte zur Ermittlung der Wachstumsparameter.......... 35
2.10 Aufstellung und Zeitrahmen der durchgeführten Gaswechselmessungen . . 54
2.11 Parameterwerte zur Beschreibung der kinetischen Eigenschaften der RuBisCO 65
3.1 Jahresmittelwerte der atmosphärischen CCVKonzentration von 1992 bis 1999 78
3.2 Phytomassenakkumulation in der Versuchsreihe 1991-1993......... 81
3.3 Phytomassenakkumulation in der Versuchsreihe 1994-1999......... 82
3.4 Phytomassenakkumulation in der Versuchsreihe 1997-2000......... 83
3.5 Stammdurchmesser und Stammlänge in der Versuchsreihe 1991-1993 .... 87
3.6 Stammdurchmesser und Stammlänge in der Versuchsreihe 1991-1993 .... 87
3.7 Stammdurchmesser und Stammhöhe in der Versuchsreihe 1997-2000 .... 88
3.8 Wurzel/Spross-Verhältnis juveniler Buchenpflanzen............. 95
3.9 Stammgrundfläche und Blattfläche juveniler Buchenbestände........ 99
3.10 Nettoprimärproduktion in juvenilen Buchenbeständen............ 106
3.11 LMA am Kronenansatz und Kronenspitze .................. 120
3.12 LMA des gesamten Blätterdaches juveniler Buchenbestände ........ 124
3.13 Phänologische Maßzahlen ........................... 135
3.14 Zeitpunkte des Laubfalles und Länge der Vegetationsperiode........ 139
3.15 Kohlenstoffgehalte von Buchenblättern.................... 144
3.16 Stickstoffgehalte von Buchenblättern..................... 147
3.17 Trockenmasse und Stickstoffgehalte verschiedener Pflanzenorgane..... 149
3.18 C/N-Verhältnisse von Buchenblättern in juvenilen und adulten Beständen . 151
3.19 Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte und C/N- Verhältnisse der Laubstreu . . 155
3.20 Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte der Laubstreu............... 156
3.21 TNC-Gehalte von Buchenblätter........................ 157
XXI
M. Forstreuter Tabellenverzeichnis
3.22 TNC-Gehalte von Buchenblättern in adulten Beständen........... 159
3.23 Kohlenstoff-, Stickstoff- und TNC-Gehalt in verschiedenen Organen .... 163
3.24 Zusammensetzung von Buchenholz nach dreijährigem Wachstum...... 163
3.25 Chemische Zusammensetzung der Laubstreu von Buchenblättern...... 165
3.26 Nettophotosyntheseraten von Buchenblättern ................ 167
3.27 Parameter der Lichtmodelle nach Smith und Farquhar ........... 168
3.28 Photosynthesekapazität von Buchenblättern bei Licht- und CCVSättigung 176
3.29 Photosyntheseparameter und Blattstickstoffgehalte............. 177
3.30 Statistische Analyse der Stickstoffabhängigkeiten von Ycmax und Jmol . . . 182
3.31 Stomatäre Leitfähigkeit von Buchenblättern in juvenilen Beständen .... 188
3.32 Verhältnis der interzellulären zur atmosphärischen CO2-Konzentration . . . 189
3.33 Parameter des Ball-Berry- und des Leuning-Modells............. 193
3.34 Blattatmung von Buchenblättern....................... 197
3.35 Stammatmungsraten bezogen auf die Trockenmasse............. 199
3.36 Modellfunktionen für NEF in Abhängigkeit von der Photonenflussdichte . . 206
3.37 Evapotranspiration und Blattflächenindex in den drei Versuchsreihen . . . 228
3.38 Summe der Evapotranspiration pro Vegetationsperiode........... 229
3.39 Monatliche PPFD und monatliche modellierte CO2-Flussraten....... 237
3.40 Simulation der Jahresbilanzen bei veränderten Umweltbedingungen .... 242
A.l Liste der verwendeten Symbole und Bedeutungen.............. 309
A.2 Umrechnungen ................................. 313
A.3 Vorzeichen für Zehnerpotenzen......................... 313
A.4 Mefaeihe der atmosphärischen CCVKonzentration in Berlin-Dahlem .... 314
A.5 Eingabeparameter des FORSTFLUX-Modells ................ 315
XXII Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 119
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