Description: Anhand von zeitlichen Trends der Phosphor-Blatt- und Nadelspiegelwerte von Bäumen auf Dauerbeobachtungsflächen wurde für die vergangenen 2-3 Jahrzehnte eine Verschlechterung der P-Ernährung in vielen europäischen Regionen festgestellt. Als mögliche Ursachen dafür werden Bodenversauerung, Eutrophierung der Waldökosysteme mit N und dadurch ein verbessertes Wachstum, sowie Bodenschutzkalkungen und Auswirkungen des Klimawandels diskutiert. Hier soll untersucht werden, ob anhand der P-Gehalte in den Jahrringen von Picea abies und Fagus sylvatica, bestimmt mittels LA-ICP-MS (Laser Ablation - Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie), langfristige Trends und historische Variabilität in der P-Verfügbarkeit festgestellt werden können. Bisher gibt es nur ganz wenige Studien zu P-Gehalten in Jahrringen und es ist nicht klar, ob deren inter-annuelle Variation zu Veränderungen der P Verfügbarkeit in Beziehung steht. Daher soll hier in einem ersten Schritt die Beziehung zwischen P in Jahrringen und P-Verfügbarkeit für zwei Arten von Bohrkerneproben analysiert werden: a) von P Düngungsversuchen mit bekannten Zeitpunkten und Applikationsraten, und b) von den Dauerbeobachtungsflächen des DFG-Schwerpunktprogramms mit verfügbaren Zeitreihen der P-Konzentrationen in Blättern/Nadeln und Streu. Zweitens wird analysiert, ob die P-Gehalte in Jahrringen aus Wäldern in denen die P-Versorgung hauptsächlich durch Rezyklierung geleistet wird ('recycling systems') eine höhere zeitliche Variation aufweisen als in Wäldern, die einen größeren Teil des P aus der mineralischen Festphase aufnehmen ('acquiring systems'); siehe grundlegende Hypothese des Schwerpunktprogramms, die postuliert, dass 'recycling systems' sensibler auf menschliche Einflüsse und Umweltveränderungen reagieren. Drittens wird quantifiziert, ob die Effizienz der Rezyklierung von P im Stammholz, gemessen als prozentuale Rückverlagerung vom äußeren Kernholz bis zum jüngsten Splintholz, in 'recycling systems' höher ist als in 'acquiring systems'. Viertens wird untersucht ob sich im Kernholz der 'P-rezyklierenden' und der 'P-akquirierenden' Waldökosysteme unterschiedliche, langfristige Trends in der P-Versorgung darstellen und ob diese durch Gehalte anderer Elemente (N, S, K, Ca, Mg, Al, ermittelt durch ICP-OES), Elementverhältnisse (N/P, P/Ca, P/Al, etc.) oder Wachstumstrends erklärt werden können. Mittels Regressionen zwischen diesen Variablen lassen sich einige der zentralen Fragen des Schwerpunktprogramms adressieren. Sollte die P-Verfügbarkeit infolge von Bodenversauerung abgenommen haben, so sollten abnehmende P Gehalte in Jahrringen mit einer Abnahme der Ca- und Mg-, sowie einer Zunahme der Al-Gehalte einhergehen. Dieses Projekt wird nicht nur Information zu langfristigen Trends der P-Ernährung der Hauptbaumarten der Standorte des Schwerpunktprogramms liefern, sondern auch wichtige Daten zur Speicherung und Aufnahme von P im Holz, um damit Nährstoffbilanzen und biogeochemische Modelle zu unterstützen.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Buche
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Fichte
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Phosphorgehalt
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Recycling
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Aluminiumgehalt
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Jahresring
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Baum
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Eutrophierung
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Laser
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Phosphor
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Nicht erneuerbarer Rohstoff
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Bodenkunde
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Dauerbeobachtungsfläche
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Feststoff
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Kalkung
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Nährstoffbilanz
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Waldökosystem
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Gebäudetechnik
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Waldschutz
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Langzeitspeicherung
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Bodenversauerung
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Studie
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Mensch
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Zeitreihe
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Nicht erneuerbare Ressource
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Europa
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Rohstoffreserve
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Klimafolgen
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Pflanzenernährung
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Anthropogener Einfluss
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Ressource
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Umweltprogramm
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Umweltveränderung
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Wald
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Ernährung
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Änderung
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Ökosystem
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Zeitverlauf
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Forstwissenschaften
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Region:
Baden-Württemberg
Bounding boxes:
9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2013-01-01 - 2025-08-17
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Focus Program SPP 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources - Short-term and long-term variation in Phosphorus concentrations in growth rings of trees as indicators of P availability and recycling efficiency in forest ecosystems
Description: P nutrition of trees in many European forest regions has declined over the last 2-3 decades as indicated by negative trends in foliar P concentrations at long-term monitoring sites. Soil acidification, improved tree growth and nutrient imbalances as a consequence of high N deposition as well as liming and climate change have been discussed as possible explanations. Here we propose to examine whether P contents in tree rings of Picea abies and Fagus sylvatica, as determined by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry, can be used to assess long term trends and historical variation in P availability. So far there have been very few studies of P in tree rings and it has not been established, whether inter-annual variations of P in tree rings are related to fluctuations in P availability. First, relationships between P in individual tree rings and P availability will be assessed using two approaches: a) on the basis of P-fertilizer trials with known times and rates of application, and b) for the long-term monitoring sites of the DFG priority programme, for which long time series of P concentrations in foliage and litterfall are available. Secondly, we will analyze for the heart wood from long-term monitoring sites whether inter-annual variations in tree ring P content are higher in 'P-recycling' than in 'P acquiring systems'. This hypothesis is closely related to the main hypothesis of the DFG priority programme stating that forest ecosystems in which P fluxes are dominated by recycling processes are more susceptible to human impact and hence are more strongly affected by fluctuations in environmental conditions than acquiring systems. Thirdly, we will assess whether P recycling within stem wood is more efficient in 'recycling' than 'acquiring' ecosystems. Accordingly, retranslocation of P from senescing to juvenile wood should be stronger in trees from 'recycling' than from 'acquiring' forest ecosystems. Fourth, we will investigate whether 'P acquiring' and 'P recycling' ecosystems have different long term trends in P availability as documented in the heart wood of beech and spruce. For this purpose, not only P but also other elements (N, S, K, Ca, Mg, Al) will be analysed within sections of tree cores comprising 5 consecutive annual growth rings using conventional digestion and ICPOES. These data will facilitate regressions between nutrients, and nutrient ratios (N/P, P/Ca, P/Al, etc.) over time to address some of the core hypothesis of the priority programme. For example, if P availability was reduced as a consequence of soil acidification, a reduction of P in tree rings should be accompanied by declining Ca and Mg contents and an increase in Al. In addition to providing long-term trends in P-nutrition of the two dominant species at sites of the DFG priority programme, this work will provide data on P stored in woody biomass and P immobilization rates, which will be required for nutrient budgets and biogeochemical models.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1064178
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