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Habitatangebote, Primärproduktion und Stress von Bäumen

Projektleitung

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Foto: Natur 4.0

Dr. Lars Opgenoorth
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Allgemeine Ökologie | Fachbereich Biologie | Philipps-Universität Marburg

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Team

Martin Leberecht
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Allgemeine Ökologie | Fachbereich Biologie | Philipps-Universität Marburg

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Ausgangsbasis

Als wichtigste Strukturbildner und Nettoprimärproduzenten sind Bäume ausschlaggebend für Habitatvielfalt und die Grundlage für Interaktionsnetzwerke. Die Phänologie ist entscheidend für das Nahrungsangebot von Herbivoren, Frugivoren und Destruenten. Die Dauerbeobachtung von Stresssignalen von Bäumen wird deshalb Teil des NatNet-Prototyps.

Ziele

  1. Dauerbeobachtung des Baumstresses mit Hilfe von Sensorboxen (mit Xylemflusssensoren und Dendrometern) an bis zu 50 Zielbäumen sowie die Erstellung dendroökologischer Zeitreihen zur Eichung der interindividuellen Stresssignale an 100 Bäumen.
  2. Erfassung von Samen-, Blatt- und Biomasseproduktion sowie ihrer Phänologie.
  3. Regelmäßige Erfassung von für trophische Interaktionen wichtige chemische Blatteigenschaften an den 100 Zielbäumen.

Hypothesen

  1. Die Stressunterschiede zwischen Baumindividuen korrelieren mit abiotischen Mikrostandortfaktoren und sind hinsichtlich rezenter Signale und durch Dendroökologie ermittelter Zeitreihen konsistent.
  2. Die durch optische Sensorik ermittelte Samenproduktion entspricht den durch klassische Methoden ermittelten Werten und lässt sich somit über die Zielbäume hinaus auf Bestandsniveau erfassen.
  3. Das Samenangebot auf Bestandsniveau korreliert positiv mit Verhaltensreaktionen von Vögeln und Kleinsäugern (ÖP3, ÖP6).
  4. Die Konzentration der Blattinhaltsstoffe im Jahresgang korreliert positiv mit dem Herbivorendruck (ÖP2).

Arbeitsprogramm

Zur Erfassung individuellen Stresses, der Baumphänologie (Blattaustrieb, Blüte, Samenreife), der Blatt- und Samenproduktion und des Holzzuwachses werden Baumboxen inkl. optischer, Dendrometer- und Saftfluss-Sensorik an 50 Zielbäumen in NatNet eingebunden (SN1). Dendroökologische Untersuchungen verknüpfen aktuelle Zuwachs- und Stresssignale mit min. 100-jährigen Zeitreihen und Klimakorrelationen. Zur Charakterisierung von für trophische Interaktionen wichtige Blattinhaltsstoffe werden das C:N-Verhältnis, Chlorophyll- und Phenolgehalt mit Standardmethoden gemessen. Zur Berücksichtigung phänologischer Unterschiede werden je 10 frische Blätter pro Buchen-/Eichenindividuum periodisch geerntet. Dies geschieht zeitgleich mit der Erfassung der Phytophagie (ÖP2). Die Hälfte der Blätter wird getrocknet und zu einer Mischprobe für die chemischen Analysen verarbeitet, die andere Hälfte für RNA-Analysen in Folgeprojekten eingefroren. Parallel werden von UM2 Handspektrometermessungen der Blattreflexion für die drohnenbasierte fernerkundliche Vorhersage durchgeführt. Die Parameter Blattaustrieb, Blattbiomasse, Holzzuwachs und Samenproduktion werden zusammen mit UM2 ebenfalls durch die Drohnenfernerkundung quantifiziert und in räumliche Vorhersagemodelle integriert.