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s/dendrochronolgie/Dendrochronologie/gi

Rekonstruktion der Benadelung von Fichten anhand der Nadelspuren im Stamm

Das Projekt "Rekonstruktion der Benadelung von Fichten anhand der Nadelspuren im Stamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die Aussagefaehigkeit der europaweit jaehrlich durchgefuehrten Waldzustandserfassungen anhand visueller Merkmale (Benadelungsgrad, Nadelverfaerbung) wird immer wieder in Frage gestellt, da die Dynamik der 'normalen' Benadelung von gesunden Nadelbaeumen unbekannt sei. Am Ordinariat fuer Holzbiologie der Universitaet Hamburg wird seit 1992 - in Anlehnung an ein fuer Kiefer am Finnischen Forstforschungsinstitut in Rovaniemi entwickeltes Verfahren - ueber die Moeglichkeit gearbeitet, die Benadelung von Fichten bis zu 100 Jahren zurueck zu rekonstruieren. Dieses sog. Nadelspurverfahren beruht darauf, dass jede Nadel mit dem Leitungssystem des Stammes bzw. Astes ueber eine Nadelspur verbunden ist, die mit dem jaehrlichen Dickenwachstum so lange mitwaechst bis die Nadel abfaellt. Auf der Tangentialflaeche des Holzes sind die Nadelspuren als Punkte sichtbar. Verfolgt man eine Nadelspur vom Mark nach aussen, so laesst sich anhand der Anzahl der durchdrungenen Jahrringe das Alter der Nadel bestimmen. Die Untersuchungen erfolgen an fuenf ca. 120jaehrigen Fichten aus dem Elbequellgebiet im tschechischen Riesengebirge. Dort sind in den 80er Jahren deutliche, durch Luftschadstoffe verursachte Waldschaeden aufgetreten. In den letzten ca. 120 Jahren lag das Nadelalter im Mittel bei 6,5 Jahren mit Extremwerten bei einzelnen Baeumen von 3 bzw. 10 Jahren. Nachdem das Verfahren zur Anwendungsreife gebracht worden ist, bleibt zu pruefen, inwieweit die lang- und kurzwelligen Veraenderungen der Benadelung auf endogene und exogene Faktoren (Witterung, Insekten, Schadstoffe) zurueckzufuehren sind.

Zuwachs und Klima

Das Projekt "Zuwachs und Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Der jaehrliche Zuwachs eines Baumes wird durch eine Vielzahl von sich gegenseitig ueberlagernden Faktoren bestimmt, Klima, Standort etc, deren Wirkung, einzeln oder als Gruppe, vornehmlich in Regressionsmodellen beschrieben wird. Zur Quantifizierung klimatisch bedingter Zuwachsreaktionen sind zunaechst durch Gegenueberstellung von Jahrringchronologien gefaellter Baeume und Messdaten regionaler Wetterstationen zuwachsrelevante Klimafaktoren zu bestimmen. Mit diesen Faktoren sind dann in einem zweiten Schritt Modelle zur Lokalisierung von langanhaltenden Zuwachsdepressionen, verursacht durch extreme Witterungsverhaeltnisse zu formulieren.

Am Puls der Bäume: Hochaufgelöste Messung und Analyse des Dickenwachstums und Wasserhaushalts von Buchen, Fichten, Tannen und Kiefern

Das Projekt "Am Puls der Bäume: Hochaufgelöste Messung und Analyse des Dickenwachstums und Wasserhaushalts von Buchen, Fichten, Tannen und Kiefern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum durchgeführt. Die Baumarten Rotbuche (Fagus sylvatica,) Rot-Fichte (Picea abies), Weiß-Tanne (Abies alba) und Wald-Kiefer (Pinus sylvestris) besitzen für die Wälder Europas und die europäische Forst- und Holzwirtschaft große Bedeutung. Daher ist es von großem Interesse, wie sich Umweltveränderungen und insbesondere klimatische Extremereignisse (z.B. Hitze und Trockenheit) auf deren Wachstum und Produktivität auswirken. Mit Hilfe hochpräziser Messfühler, sogenannter Punkt-Dendrometer, können Dickenänderungen von Baumstämmen registriert und aufgezeichnet werden. Diese werden sowohl durch den Prozess der Jahrringbildung als auch durch den täglichen Wechsel zwischen Quellen und Schwinden der nicht-verholzten Gewebe innerhalb des Stammes verursacht. Mit den Messungen können damit nicht nur Informationen über die jahreszeitliche Dynamik des Dickenwachstums, sondern auch über den Zustand der internen Wasserspeicher der Bäume gewonnen werden. Das Institut für Waldwachstum betreibt bereits seit 1990 Freiland-Messstationen, die mit Punkt-Dendrometern und Sensoren u.a. zur Messung von meteorologischen und bodenkundlichen Parametern ausgestattet sind. Vier Messstationen in der Umgebung von Freiburg sind entlang eines Höhengradienten von der Rheinebene zu den Schwarzwaldhochlagen angeordnet. Die Analyse dieser einzigartig langen Zeitreihen trägt dazu bei, die komplexen Interaktionen verschiedener Standortsfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik der untersuchten Baumarten im Freiland aufzuklären. Die Analyse der Dendrometerdaten wird durch die Untersuchung weiterer Wachstumsparameter wie Jahrringbreite, Zellparameter und hochaufgelöste Dichteprofile von Stammquerschnitten ergänzt. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Analyse der Reaktion der Baumarten auf die trocken-warmen Sommer der Jahre 2003 und 2006 gelegt. Die Ergebnisse erlauben eine bessere Abschätzung der möglichen Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels auf den saisonalen Ablauf des Baumwachstums und geben Aufschluss über die Erholungsfähigkeit der Bäume nach Belastungssituationen.

Einfluss von biotischen und abiotischen Umwelfaktoren auf die Jahrringbreiten der wichtigsten Waldbaumarten

Das Projekt "Einfluss von biotischen und abiotischen Umwelfaktoren auf die Jahrringbreiten der wichtigsten Waldbaumarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Weihenstephan, Fachbereich Wald und Forstwirtschaft durchgeführt. Anhand der Messung von Jahrringbreiten sind vielfältige Aussagen über die Lebensgeschichte bzw. Krankheitsgeschichte von Bäumen möglich. Dies setzt jedoch eine umfassende Analyse des jeweils wirksamen Komplexes der Umweltbedingungen voraus. Es war Ziel dieses Projektes, hierfür Grundlagen und Anwendungsbeispiele bereitzustellen. Jahrringbreitenmessungen aus etwa 130 Diplomarbeiten mit jeweils 20 untersuchten Bäumen sowie an die jeweiligen Waldstandorte angepasste Witterungs- und Wasserbilanzdaten in täglicher Auflösung über mehrere Jahrzehnte bilden den Kern einer umfangreichen Datenbank. In diese wurden auch abiotische und biotische (z.B. Blattverlust durch Raupen, Befall durch Borkenkäfer) Schadereignisse einbezogen. Unter Verwendung dieser Daten sind umfangreiche dendroökologische Untersuchungen des Zusammenhangs zwischen Umweltbedingungen und Jahrringbreite durchgeführt worden. So konnten in vielen Fällen die Ursachen von Schwankungen der Jahrringbreite oder Zuwachsdepressionen zuverlässig ermittelt werden. Dies schließt eine Unterscheidung natürlicher und anthropogener Einflüsse mit ein. Darüber hinaus lassen sich Schwellenwerte für Umweltbelastungen als Grundlagen für eine nachhaltige Umweltpolitik ableiten. Damit sind auch neue Erkenntnisse über die Ökologie unserer Waldbäume erzielt worden. Diese können und müssen zu einer Korrektur heute in der forstlichen Praxis verbreiteter Vorstellungen führen.

Wachstum und Trockenstress: Was verrät die Zellstruktur der Jahrringe über die Wasserversorgung der Bäume?

Das Projekt "Wachstum und Trockenstress: Was verrät die Zellstruktur der Jahrringe über die Wasserversorgung der Bäume?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum durchgeführt. Der Prozess der Jahrringbildung wird durch innere und äußere Faktoren gesteuert. In diesem Kooperations-Forschungsvorhaben zwischen dem Institut für Waldwachstum und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA), Freiburg untersuchen wir die Zellstruktur der Jahrringe von Fichten (Picea abies) und Buchen (Fagus sylvatica) mit besonderem Augenmerk auf Trockenstressreaktionen in den Jahren 1976 und 2003 sowie deren Nachwirkungseffekte. Die Untersuchungsbäume wurden an verschiedenen Standorten der Bodenzustandserfassung (BZE) sowie des intensiven Waldmonitorings (Level II) in Baden-Württemberg ausgewählt. Damit ist es möglich, standortangepasste Bodenwasserhaushaltsmodelle für die Untersuchungsstandorte zu parametrisieren und damit die Wasserverfügbarkeit der Bäume zu rekonstruieren. Das Ziel dieser jahrringbasierten Forschungsarbeit besteht darin, Zellparameter zu identifizieren, anhand derer Trockenstress-Intensitäten quantifiziert werden können. Zudem liefern die Auswertungen Daten und Informationen für die Validierung von Geländewasserhaushaltsmodellen.

Mittelalterliche Bewaldung und Waldnutzung im Bereich der Schleswiger Landenge

Das Projekt "Mittelalterliche Bewaldung und Waldnutzung im Bereich der Schleswiger Landenge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Schleswig-Holsteinische Landesmuseen Schloss Gottorf, Archäologisches Landesmuseum durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Erforschung der Bewaldung und Waldwirtschaft in Früh- und Hochmittelalter im Bereich der Schleswiger Landenge sowie der Veränderung der Wälder durch intensive menschliche Aktivitäten. Diese Veränderungen sollen vor dem Hintergrund der Entstehung von Königtümern (Danewerk) und von Urbanisierung (Haithabu: 9. bis Mitte 11. Jh. / Schleswig: ab spätem 11. Jh.), zwei der wichtigsten Entwicklungen des Früh- und Hochmittelalters in Nordeuropa, betrachtet werden. Folgende Fragen werden bearbeitet: (1) Welchen Zustand hatten die Haithabu, das Danewerk und Schleswig umgebenden Wälder (z.B. Dichte, Altersstruktur)? (2) Wie und wann veränderte sich der Wald im Früh- und Hochmittelalter (z.B. ungestörtes Wachstum, Auflichtung, Rodung, Strukturveränderung)? (3) Wie ging der Mensch mit dem Wald um (z.B. Waldbewirtschaftungsformen, Holzimport)? Zur Beantwortung dieser Fragen werden die knapp 8.000 aus Haithabu, Schleswig und vom Danewerk vorliegenden Proben eichener Bauhölzer dendrochronologisch, -typologisch und ökologisch untersucht. Die ältesten Hölzer stammen von Bäumen, die im 5. Jh. keimten, die jüngsten wurden im 14. Jh. gefällt. Daneben werden aus Haithabu vorliegende Holzkohlen anthrakologisch analysiert. Die so gewonnenen Daten werden durch Schätzungen zum Brennholzbedarf für handwerkliche Aktivitäten (am Beispiel der Eisenverarbeitung in Haithabu), für mittelalterliche Städte (Schleswig) und für die Ziegelherstellung (45.000 m3 Ziegel der Waldemarsmauer des Danewerk) ergänzt sowie unter Einbeziehung vorhandener Daten interpretiert.

Monsoonal variations and climate change during the late Holocene derived from tree rings and glacier fluctuations

Das Projekt "Monsoonal variations and climate change during the late Holocene derived from tree rings and glacier fluctuations" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Geographie durchgeführt.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Ergebnisdarstellung: Korrelationsanalysen zeigen, dass die Kiefern NO-Deutschlands bezüglich ihrer Holzanatomie teils eher Feuchte-sensitiv oder eher Temperatur-sensitiv reagieren. Die Größe der Frühholzgefäße von Eichen wird nicht nur durch Frühjahrswitterung bestimmt, signifikante Korrelationen deuten auch einen Einfluss der Sommermonate auf die Frühholzstrukturen an. Während Jahrringbreite und Zellstrukturen deutliche Klimasignale des Vorjahres aufweisen, sind die Isotopenverhältnisse des Kohlenstoffs schwächer und die des Sauerstoffs so gut wie gar nicht vom Vorjahresverhältnissen beeinflusst. d13C-Chronologien von Kiefern in Mecklenburg, fernab der Braunkohle- und Industriereviere der Lausitz und Mitteldeutschlands, zeigen zwischen 1940 und 1992 deutliche Reaktionen auf SO2-Emissionen. Im d13C- der Eichen sind SO2-Effekte nachweisbar. Durch diese Effekte kommt es zu einer deutlichen Überschätzung der intrinsischen Wassernutzungskapazität (WUEi) bei den Kiefern. Im Vergleich zu publizierten Daten ungeschädigter Standorte liegen die aus d13C-Werten abgeleiteten Anstiege um bis zu 8% höher. Bezogen auf den Mittelwert von 1900-1910 hat sich die WUEi SO2-beeinflusster nordostdeutscher Kiefern scheinbar um mehr als 30% erhöht. Der Anstieg der WUEi vonKiefern eines unbelasteten Standorts (Waren, Müritz) zeigte dagegen eine Erhöhung von etwas mehr als 20%, was sich mit internationalen Studien (Frank et al. 2015) deckt. Der Trendverlauf der WUEi für die Eichen nordostdeutscher Standorte entsprach ebenfalls bereits den bekannten Veröffentlichungen aus anderen Regionen. Für bessere Abschätzungen der Trendverläufe der WUEi von Kiefern und anderen Nadelbäumen während des 20. Jahrhunderts ist der Einfluss von Emissionen wie SO2, NOx etc. zu berücksichtigen (insbesondere für den Zeitraum 1940 bis 1992). Aufgabenbeschreibung: Dieses Teilprojekt analysiert die Verhältnisse der stabilen Isotope Kohlenstoff und Sauerstoff in Jahrringen. Auf Basis bekannter Isotopenfraktionierungsprozesse bei der pflanzlichen Photosynthese erlauben die Messdaten Abschätzungen über zeitliche Trends von Transpiration und intrinsischer Wassernutzungseffizienz der untersuchten Baumarten. In Kombination mit Holzstruktur- und Holzzuwachsmessungen werden diese Daten genutzt für eine detaillierte Evaluierung der Modelldynamiken und Modellverbesserungen sowohl statistischer als auch prozess-basierter Waldwachstumsmodelle der Projektpartner. um eine umfassende Abschätzung der Sensitivität der Kohlenstoffflüsse in Bezug zu Klima, Boden und atmosphärischer CO2-Konzentration zu ermöglichen und eine verbesserte Abschätzung des zukünftigen Baumwachstums gewährleisten. Massenspektrometrische Probenaufarbeitung (Zelluloseaufschluss, Einwaage), Jahrringisotopenmessungen (d13C und d18O) für den Zeitabschnitt 1850 bis 2015. (Text gekürzt)

Analyse von Strukturen in Jahrringen mit Methoden der Mustererkennung

Das Projekt "Analyse von Strukturen in Jahrringen mit Methoden der Mustererkennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum durchgeführt. Dendrochronologische Methoden verwenden Jahrringe von Bäumen als Informationsquelle für Umwelteinflüsse, denen der Baum in vergangenen Zeiten ausgesetzt war. Traditionell steht dabei die Jahrringbreite als zentrales Merkmal im Zentrum des Untersuchungsansatzes. Im vorliegenden Projekt wird über die Jahrringbreite hinaus auf Strukturen innerhalb eines Jahrringes zurückgegriffen. Grauwertsequenzen aus dem digitalen Bildanalysesystem des Instituts für Waldwachstum beschreiben diesen intraannuellen Strukturverlauf. Die Grauwertsequenzen werden mit Methoden des überwachten und unüberwachten Lernens (Clustering) auf Ähnlichkeiten untersucht. Kohonenkarten (Self organizing maps) stellen Jahre mit ähnlichem Kurvenverlauf in zweidimensionalen Karten dar. Die Ergebnisse werden anschließend in eine interaktive Software zur Jahrringdatierung integriert, um die bisher nur über der Jahrringbreite erfolgte Datierung mit Parametern aus intraannuellen Strukturen zu optimieren.

Analyse des aktuellen Klimawandels im Vergleich zu natürlichen Schwankungen am Ende der letzten Eiszeit vor ca.14.000 Jahre mit Hilfe der Jahrringanalyse von Kauri-Holz

Das Projekt "Analyse des aktuellen Klimawandels im Vergleich zu natürlichen Schwankungen am Ende der letzten Eiszeit vor ca.14.000 Jahre mit Hilfe der Jahrringanalyse von Kauri-Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Die drastischen, weitgehend anthropogen verursachten Klimaänderungen der letzten 100 Jahre haben große Auswirkungen auf den Menschen und seinen Lebensraum. Wir möchten die aktuelle Entwicklung mit den raschen Klimaveränderungen beim Übergang aus der letzten Eiszeit in die jetzige Warmzeit(ca. 14.000-10.500 Jahre v.h.) vergleichen, um abschätzen zu können, inwieweit die aktuelle Klimaerwärmung die natürlichen Schwankungsbreiten bereits durchbrochen hat. Mit Hilfe der Analyse von Baumjahrringparametern (Ringbreite, stabile Isotope von C, O, H) von mehrtausendjährigen, fossilen und lebenden Kauri-Bäumen streben wir an, die Geschichte der Erderwärmung kurz nach der letzten Eiszeit mit ihren drastischen temporären Temperaturrückschlagen (z.B. Antarctic cold reversal) unter Angabe quantitativer Fehlergrenzen zu rekonstruieren. Durch statistische Kalibrierungs- und Verifizierungsverfahren mittels instrumenteller Daten des 20. Jahrhunderts sollen die Jahrringparameterserien geeicht werden. Unsere jahrgenauen Baumringisotopenreihen werden helfen vergangene Temperaturschwankungen zeitlich präziser zu fassen und Rückschlüsse über ihre Ursachen zu treffen zu können.

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