Interne Wasserspeicher beeinflussen den Wasserhaushalt von Pflanzen auf unterschiedliche
Weise. Die Entleerung und Wiederauffüllung der internen Wasserspeicher
ermöglichen einem Baum seinen Wasserverbrauch zu optimieren. Für viele
Baumarten ist Wasserspeicherung von grosser Bedeutung um Trockenperioden zu
überleben. Wasserverluste während Trockenperioden, begleitet von zu
kleiner Wasseraufnahme durch die Wurzeln, bewirken ein Defizit im Wasserhaushalt.
Das Speichergewebe kann erst wieder aufgefüllt werden wenn Niederschlag
das Wasserpotential im Boden erhöht. Um die Dynamik der Nutzung von internen
Wasserspeichern zu verstehen, müssen Zusammenhänge zwischen Regulationsmechanismen
von Wasseraufnahme, Wasserleitung, Wasserspeicherung und Wasserabgabe untersucht
werden. Das Verständnis dieser Vorgänge ist nur bruchstückhaft
vorhanden. Unsere Forschungsstation befindet sich in einem subalpinen Fichtenwald
(Forschungsstation "Seehornwald") in der
Nähe von Davos. Neben Messungen an Bäumen werden auch meteorologische
und bodenkundliche Daten gesammelt.
Chemische Botenstoffe werden in den Wurzeln erzeugt, wenn sich Teile
des Wurzelsystems in trockener Erde befinden. Diese Information wird bis
zu den Nadeln weitergegeben und veranlasst das Schliessen von Stomata.
Wir bestücken Wurzeln einer Fichte (Picea abies K. in verschiedenen
Richtungen mit Saftflussmessern, Dendrometern und Kambium Feuchtesensoren.
Die Wasserflussraten in den verschiedenen Wurzelzonen in Funktion von Bodenwasserparametern
und Transpiration geben uns Aufschluss über die Steuerung der Wasseraufnahme
der Wurzeln und deren Einfluss auf den Wasserverbrauch.
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Können wir die Wasseraufnahme der Wurzeln quantifizieren mit Klima-, Boden- und Baumphysiologie- Daten? |
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Wieviel Wasser nehmen Bäume während der Winterzeit auf? |
Die täglichen und jahreszeitlichen Stammradiusschwankungen werden kontinuirlich erfasst mit Dendrometern auf fünf verschiedenen Höhen einer 220 Jahre alten Fichte. Ueber 95% der täglichen Stammradiusschwankungen haben ihre Ursache in der Entleerung und Wiederauffüllung des Speicher-Gewebes (Phloem und Cambium). Feuchtesensoren im Kambium von Wurzeln, Stamm und Zweigen detektieren Wasser im interzellularen Raum auf seinem Weg zum oder vom Xylem.
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Wie wichtig ist intern gespeichertes Wasser für Bäume? |
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Wo und in welchen Mengen können wir gespeichertes Wasser finden? |
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Wann und unter welchen Umständen nutzen Bäume gespeichertes Wasser? |
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Wie vermeiden Bäume Frostschäden im Speichergewebe während der Winterzeit? |
Der Wasserhaushalt von Bäumen wird beeinflusst durch verschiedene physikalische Parameter des Bodens, des Mikroklimas, des Fliesswiderstandes und der Struktur des Stamm-Gewebes. Diese Faktoren können nicht vom Baum kurzfristig aktiv verändert werden. Um Embolien im Xylem und dauerhafte Schädigungen in lebenden Zellen zu vermeiden, hat ein Baum verschiedene Mechanismen zur aktiven Steuerung des Wasserhaushaltes. Die Stomata-Schliessung und das ändern von osmotischen Potentialen im Speicher-Gewebe sind solche Steuermechanismen, die der Baum kontrollieren kann. In unserem Projekt versuchen wir die Verminderung des Fliesswiderstandes in physikalische und physiologische Ursachen zu unterteilen.
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Wann und unter welchen Umständen begrenzen Bäume ihren Wasserverlust durch die Schliessung der Stomata? |
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Wie steuern Bäume den Verbrauch ihres intern gespeicherten Wassers? |
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Welche Bedingungen bewirken die grösstmögliche Wasseraufnahme durch die Wurzeln? |
Dendrometer-Daten von 20 Fichten geben uns Aufschluss über die lokalen Unterschiede im Wasserverbrauch eines Fichtenwaldes.Wir vergleichen unsere Daten mit Eddy-Korrelations Daten desselben Waldes.
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Können wir unser Wissen über den Wasserhaushalt von einzelnen Bäumen auf einen ganzen Wald übertragen? |
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Können wir die Eddy-Korelationsdaten mit unseren Messungen vergleichen? |
Methoden:
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