Effiziente Mischung zukunftsweisender Baumarten zur Verbesserung des Wasserhaushalts – Komplementarität vs. Konkurrenz (KomKon)

PI: Prof. Dr. Thorsten Grams, Prof. Dr. Peter Annighöfer (LS für Wald- und Agroforstsysteme)
PostDoc: Dr. Timo Gebhardt
PhD Students: David Dluhosch, Tuhin Ali Syed (LS für Wald- und Agroforstsysteme)

Der voranschreitende Klimawandel führt schon jetzt zu Extremwetterereignissen, deren Häufigkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit weiter zunehmen wird. In den vergangenen Jahren waren Waldökosysteme vor allem von Dürren betroffen, die gezeigt haben, dass die Stabilität und Resilienz heimischer Wälder gesteigert werden muss, wenn sie und ihre Funktionen nachhaltig erhalten werden sollen.

Das hier vorgestellte Forschungsvorhaben untersucht die Wechselwirkungen zwischen Bäumen in zukunftsträchtigen Baumartenmischungen im Hinblick auf Komplementarität und Konkurrenz bei der Wassernutzung im Bestandsgefüge. Im Zentrum der Betrachtungen steht die Zukunftsart Eiche jeweils in Kombination mit Buche, Kiefer oder Douglasie. Ziel ist es, das wissenschaftliche Fundament zur Bewertung dieser Baumartenmischungen als waldbauliches Verfahren zur Steigerung der Klimaresilienz von Wäldern zu erarbeiten.

Bei dem Projekt handelt es sich um ein Kooperationsprojekt zwischen der Professur für Wald- und Agroforstsysteme und der AG Ökophysiologie der Pflanzen der TUM.

In dem Projekt werden Architektur, Struktur und der Wasserhaushalt der Bäume und Bestände mittels dreidimensionaler, bildgebender Techniken und ökophysiologischen Methoden in verschiedenen Regionen und Konstellationen in Deutschland quantifiziert und innovativ miteinander verknüpft. Analysen erfolgen zum einen fortlaufend, zum anderen retrospektiv. Die retrospektiven Betrachtungen zur Trockenstressresilienz basieren auf Untersuchungen der Jahrringbreiten in Kombination mit der stabilen Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopie zur Quantifizierung des erfahrenen Trockenstresses. Im ökophysiologischen Teil des Projektes werden fortlaufend Daten zum Wasserhaushalt und dem Potential der passiven Umverteilung von Wasser im Boden durch Wurzelsysteme (Hydraulic Redistribution HR) zur Verbesserung des Bestandswasserhaushalts untersucht. Die Untersuchung des Wasserhaushaltes erfolgt hierbei mit dem „TreeTalker©“ System, welches auf das System nach Granier (1985,1987) zurückgreift. Hierbei werden Xylemflussdichten in 144 Messbäumen auf 6 Messflächen in Bayern und Brandenburg (3 je Bundesland) erhoben, um Rückschlüsse auf den Wasserverbrauch, die Trockenstressreaktion sowie die Relevanz möglicher HR-Effekte auf Baum und Bestandsebene kalkulieren zu können. Die Untersuchung der HR erfolgt über eine Isotopenuntersuchung der stabilen Wasserstoffisotope (Deuterium ²H und ¹⁸O) von Xylemsaftproben aus Stämmen der Messbäume und Bohrstockproben des Bodens. Zudem wird mittels Xylem-Fluss-Sensoren (SFM1 Sensoren, Umwelt Geräte Technik GmbH) der Wasserfluss, sowohl stammaufwärts als auch stammabwärts durch die Heat Ratio Methode (HRM) beobachtet. Ziel ist es durch die gewonnenen Daten und der daraus folgenden Ergebnisse, Handlungsempfehlungen zur Steigerung der Trockenstresstoleranz für Bestände abzuleiten und zu entwickelt, welche die Klimaresilienz der Waldökosysteme verbessern.

Das Projekt wird finanziert von der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).