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Stabile Isotope kommen natürlicherweise in der Umwelt vor. Kohlenstoff zum Beispiel besteht nicht nur aus dem «normalen» 12C (d.h. Atomgewicht=12), sondern es gibt auch einen geringen Anteil von dem schwereren 13C. Beide Isotope werden von den Pflanzen bei der Fotosynthese aufgenommen, jedoch verändert sich dabei das Isotopenverhältnis. Je nach Klima und weiteren Umweltbedingungen findet man darum im Pflanzenmaterial ein anderes Isotopenverhältnis 13C/12C. Misst man dieses Verhältnis im Holz von Bäumen, so kann man etwa den Einfluss von Trockenheit rekonstruieren.
An der WSL betreiben wir mehrere Massenspektrometer zur Bestimmung der Isotopenverhältnisse, in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherrer Institut, wobei nicht nur Isotope von Kohlenstoff, sondern auch von Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff analysiert werden. Mit diesem Instrumentarium können wir eine ganze Palette von wichtigen Fragen zum Nährstoff- und Wasserhaushalt in Wäldern beantworten. Insbesondere nützlich dabei ist die sogenannte komponenten-spezifische Isotopenanalyse, wobei einzelne Blattbestandteile, wie z.B. Zucker, untersucht werden.
Diese Analysen machen wir einerseits für WSL-interne Projekte, wird sind aber im Rahmen von Forschungsprojekten auch interessiert an der Zusammenarbeit mit anderen Institutionen.
Weiterführende Informationen
Kontakt
Dr. Matthias Saurer
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Prof. Dr. Arthur Gessler
Gruppenleiter, Leiter Forschungsprogramm
Dr. Marco Lehmann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Publikationen
Churakova (Sidorova), O.V.; Saurer, M.; Bryukhanova, M.; Siegwolf, R.; Bigler, C., 2018: Water-use strategies of conifer trees from the Swiss National Park to recent climatic changes. In: Bauch, K. (eds), 2018: Conference volume, 6th symposium for research in protected areas. 6th symposium for research in protected areas, Salzburg, Austria. 107-110.
Churakova (Sidorova), O.V.; Lehmann, M.M.; Saurer, M.; Fonti, M.V.; Siegwolf, R.T.W.; Bigler, C., 2018: Compound-specific carbon isotopes and concentrations of carbohydrates and organic acids as indicators of tree decline in mountain pine. Forests, 9, 6: 363 (12 pp.). doi: 10.3390/f9060363
Aus der Au, R.; Awada, T.; Hiller, J.; Battipaglia, G.; Saurer, M.; Cherubini, P., 2018: Tree rings of Pinus ponderosa and Juniperus virginiana show different responses to stand density and water availability in the Nebraska grasslands. The American Midland Naturalist, 180, 1: 18-36. doi: 10.1674/0003-0031-180.1.18
Klesse, S.; Weigt, R.; Treydte, F.; Saurer, M.; Schmid, L.; Siegwolf, R.T.W.; Frank, D.C., 2018: Oxygen isotopes in tree rings are less sensitive to changes in tree size and relative canopy position than carbon isotopes. Plant, Cell and Environment, 41, 12: 2899-2914. doi: 10.1111/pce.13424
Zalloni, E.; Battipaglia, G.; Cherubini, P.; Saurer, M.; De Micco, V., 2018: Contrasting physiological responses to Mediterranean climate variability are revealed by intra-annual density fluctuations in tree rings of Quercus ilex L. and Pinus pinea L.. Tree Physiology, 38, 8: 1213-1224. doi: 10.1093/treephys/tpy061
Weigt, R.B.; Streit, K.; Saurer, M.; Siegwolf, R.T.W., 2018: The influence of increasing temperature and CO2 concentration on recent growth of old-growth larch: contrasting responses at leaf and stem processes derived from tree-ring width and stable isotopes. Tree Physiology, 38, 5: 706-720. doi: 10.1093/treephys/tpx148
Gessler, A.; Cailleret, M.; Joseph, J.; Schönbeck, L.; Schaub, M.; Lehmann, M.; Treydte, K.; Rigling, A.; Timofeeva, G.; Saurer, M., 2018: Drought induced tree mortality - a tree-ring isotope based conceptual model to assess mechanisms and predispositions. New Phytologist, 219, 2: 485-490. doi: 10.1111/nph.15154
Lehmann, M.M.; Goldsmith, G.T.; Schmid, L.; Gessler, A.; Saurer, M.; Siegwolf, R.T.W., 2018: The effect of 18O-labelled water vapour on the oxygen isotope ratio of water and assimilates in plants at high humidity. New Phytologist, 217, 1: 105-116. doi: 10.1111/nph.14788
Keller, K.M.; Lienert, S.; Bozbiyik, A.; Stocker, T.F.; Churakova (Sidorova), O.V.; Frank, D.C.; Klesse, S.; Koven, C.D.; Leuenberger, M.; Riley, W.J.; Saurer, M.; Siegwolf, R.; Weigt, R.B.; Joos, F., 2017: 20th century changes in carbon isotopes and water-use efficiency: tree-ring-based evaluation of the CLM4.5 and LPX-Bern models. Biogeosciences, 14, 10: 2641-2673. doi: 10.5194/bg-14-2641-2017
Shestakova, T.A.; Voltas, J.; Saurer, M.; Siegwolf, R.T.W.; Kirdyanov, A.V., 2017: Warming effects on Pinus sylvestris in the cold-dry Siberian forest-steppe: positive or negative balance of trade?. Forests, 8, 12: 490 (21 pp.). doi: 10.3390/f8120490
Lehmann, M.M.; Gamarra, B.; Kahmen, A.; Siegwolf, R.T.W.; Saurer, M., 2017: Oxygen isotope fractionations across individual leaf carbohydrates in grass and tree species. Plant, Cell and Environment, 40, 8: 1658-1670. doi: 10.1111/pce.12974
Blees, J.; Saurer, M.; Siegwolf, R.T.W.; Ulevicius, V.; Prevôt, A.S.H.; Dommen, J.; Lehmann, M.M., 2017: Oxygen isotope analysis of levoglucosan, a tracer of wood burning, in experimental and ambient aerosol samples. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 31, 24: 2101-2108. doi: 10.1002/rcm.8005
Timofeeva, G.; Treydte, K.; Bugmann, H.; Rigling, A.; Schaub, M.; Siegwolf, R.; Saurer, M., 2017: Long-term effects of drought on tree-ring growth and carbon isotope variability in Scots pine in a dry environment. Tree Physiology, 37, 8: 1028-1041. doi: 10.1093/treephys/tpx041
Galiano, L.; Timofeeva, G.; Saurer, M.; Siegwolf, R.; Martínez-Vilalta, J.; Hommel, R.; Gessler, A., 2017: The fate of recently fixed carbon after drought release: towards unravelling C storage regulation in Tilia platyphyllos and Pinus sylvestris. Plant, Cell and Environment, 40, 9: 1711-1724. doi: 10.1111/pce.12972
Petrucco, L.; Nardini, A.; Von Arx, G.; Saurer, M.; Cherubini, P., 2017: Isotope signals and anatomical features in tree rings suggest a role for hydraulic strategies in diffuse drought-induced die-back of Pinus nigra. Tree Physiology, 37: 523-535. doi: 10.1093/treephys/tpx031
Esper, J.; Konter, O.; Krusic, P.J.; Saurer, M.; Holzkämper, S.; Büntgen, U., 2015: Long-term summer temperature variations in the Pyrenees from detrended stable carbon isotopes. Geochronometria, 42, 1: 53-59. doi: 10.1515/geochr-2015-0006
Frank, D.C.; Poulter, B.; Saurer, M.; Esper, J.; Huntingford, C.; Helle, G.; Treydte, K.; Zimmermann, N.E.; Schleser, G.H.; Ahlström, A.; Ciais, P.; Friedlingstein, P.; Levis, S.; Lomas, M.; Sitch, S.; Viovy, N.; Andreu-Hayles, L.; Bednarz, Z.; Berninger, F.; ... Weigl, M., 2015: Water-use efficiency and transpiration across European forests during the Anthropocene. Nature Climate Change, 5, 6: 579-581. doi: 10.1038/nclimate2614
Bryukhanova, M.V.; Fonti, P.; Kirdyanov, A.V.; Siegwolf, R.T.W.; Saurer, M.; Pochebyt, N.P.; Churakova (Sidorova), O.V.; Prokushkin, A.S., 2015: The response of δ13C, δ18O and cell anatomy of Larix gmelinii tree rings to differing soil active layer depths. Dendrochronologia, 34: 51-59. doi: 10.1016/j.dendro.2015.05.002
Lévesque, M.; Siegwolf, R.; Saurer, M.; Eilmann, B.; Rigling, A., 2014: Increased water-use efficiency does not lead to enhanced tree growth under xeric and mesic conditions. New Phytologist, 203, 1: 94-109. doi: 10.1111/nph.12772
Eilmann, B.; Buchmann, N.; Siegwolf, R.; Saurer, M.; Cherubini, P.; Rigling, A., 2010: Fast response of Scots pine to improved water availability reflected in tree-ring width and δ13C. Plant, Cell and Environment, 33, 8: 1351-1360. doi: 10.1111/j.1365-3040.2010.02153.x
Rebetez, M.; Saurer, M.; Cherubini, P., 2003: To what extent can oxygen isotopes in tree rings and precipitation be used to reconstruct past atmospheric temperature? A case study. Climatic Change, 61, 1-2: 237-248. doi: 10.1023/A:1026369000246
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