Ökosystemprozesse in Trockengebieten

Bäume speichern den durch Photosynthese gebundenen Kohlenstoff in Form von nichtstrukturellen Kohlenhydraten (NSCs). Wenn die aktuelle Kohlenstoffassimilation eingeschränkt ist, können diese Kohlenstoffreserven remobilisiert werden, um Atmung, Wachstum und Überleben zu unterstützen. Dieser gespeicherte Kohlenstoff spielt somit eine wichtige Rolle dabei, Bäumen zu helfen, Trockenheit zu überstehen und sich davon zu erholen. Es bleibt jedoch unklar, wie Bäume NSCs als Reaktion auf Trockenheit speichern und remobilisieren.

Radiokarbon (14C)-Verfahren sind leistungsfähige Werkzeuge zur Untersuchung des Kohlenstoffkreislaufs. Die 14C-Konzentrationen in der Atmosphäre stiegen nach den Atomwaffentests in den 1950er und 1960er Jahren stark an und sind seitdem im Laufe der Zeit wieder zurückgegangen. Bäume nehmen dieses atmosphärische 14C-Signal über die Photosynthese auf und speichern es in ihrem Gewebe. Durch den Vergleich des 14C-Gehalts des gespeicherten Kohlenstoffs mit den historischen 14C-Daten der Atmosphäre können wir sein Alter abschätzen und daraus ableiten, wie lange er bereits gespeichert ist und wie schnell sich die Kohlenstoffpools im Baum erneuern.

Das Langzeit-Bewässerungsexperiment im Pfynwald in der Südschweiz umfasst Kontroll-, Bewässerungs- und Bewässerungsstopp-Versuchsbehandlungen, die unterschiedliche Wasserverläufe aufweisen und mit unterschiedlichen Dynamiken zwischen Kohlenstoffquellen und -senken einhergehen, was sich in Unterschieden bei Photosynthese, Atmung und Wachstum widerspiegelt. In dieser Studie untersuchen wir, wie sich diese unterschiedlichen Bedingungen auf die Kohlenstoffspeicherung und -remobilisierung bei der Waldkiefer (Pinus sylvestris) auswirken, indem wir die Radiokarbon-Signaturen (¹⁴C) in den Bäumen analysieren.

Darüber hinaus untersuchen wir, inwiefern sich die bei diesen Langzeitversuchen beobachteten Muster von den kurzfristigen Reaktionen unterscheiden, die durch die neu eingeführten VPD- und Trockenheitsversuche ausgelöst wurden.