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Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen

Das Projekt "Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.Die in den äquatornahen Bereichen der Tropen innerhalb des ganzen Jahres relativ gleichbleibenden Lufttemperaturen veranlassten viele Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass die Jahrringforschung in den gesamten Tropen nicht bzw. nur sehr schwer möglich ist. Sie gingen von einem kontinuierlichen Wachstum der Bäume und infolgedessen von einem Nichtvorhandensein von Jahrringen aus. In den letzten Jahren gelang es jedoch verschiedenen Wissenschaftlern die Existenz von Jahrringen und Zuwachszonen anderer Periodizität in tropischen Hölzern nachzuweisen. Somit konnten die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erbrachten Ergebnisse früher Pioniere auf dem Gebiet der Jahrringforschung bestätigt werden. Zuwachszonen in tropischen Hölzern entstehen dann, wenn die kambiale Aktivität aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen reduziert wird oder zum erliegen kommt. Als Ursache können hier die Trockenphasen in Gebieten mit Trockenzeiten sowie die submerse Phase in periodisch überschwemmten Gebieten genannt werden. Die Periodizität des Wachstums tropischer Bäume zu erkennen und zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Beantwortung vieler Fragen zu Zustand und Entwicklung der tropischen Wälder. Nur mit diesem Wissen und durch die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Wachstum können ökologische Fragestellungen angegangen, Fragen bezüglich der nachhaltigen Bewirtschaftung tropischer Waldökosysteme geklärt und auch die gerade in jüngster Zeit an Bedeutung gewinnenden Aspekte der Bedeutung der tropischen Wälder für das globale Klimageschehen ausreichend genau beantwortet werden. Das Institut für Waldwachstum erforscht in Zusammenarbeit mit Partnern an der Universidade Federal de Santa Maria (Brasilien) das Wachstum verschiedener wertvoller heimischer Baumarten aus Rio Grande do Sul (Brasilien). Es werden Ansätze zur nachhaltigen Bewirtschaftung naturnaher Wälder hergeleitet. Das Institut für Waldwachstum hat darüber hinaus das Ziel, für tropische Bäume geeignete Analysemethoden zu schaffen, mit deren Hilfe auch große Stichproben weitestgehend automatisiert analysiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht eine enge Kooperation in Forschung und Lehre mit Dr. Martin Worbes, Universität Göttingen.

Zuwachs und Klima

Das Projekt "Zuwachs und Klima" wird/wurde ausgeführt durch: Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg.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/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum.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.

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/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum.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.

Neue Algorithmen zur Datierung von Zeitreihen

Das Projekt "Neue Algorithmen zur Datierung von Zeitreihen" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.Jahrringe in Bäume spiegeln die vergangenen Wachstumsbedingungen wider, die Bäume zeit ihres Lebens ausgesetzt waren. Im vorliegenden Projekt wird ein Rechenalgorithmus entwickelt, der bislang undatierte Jahrringsequenzen mit Angabe einer Trefferwahrscheinlichkeit datiert. Damit kann erstmals eine Datierungsmethode vorgestellt werden, mit der Datierungsvorschläge nicht nur lediglich automatisch erfolgen, sondern zusätzlich auch quantitative Maßzahlen über der die Richtigkeit dieser Datierung zur Verfügung gestellt werden. Das im Zuge des Projektes entwickelte Programmsystem wird in die interaktive Mess- und Datierungssoftware des Instituts für Waldwachstum integriert.

Analyse von Strukturen in Jahrringen mit Methoden der Mustererkennung

Das Projekt "Analyse von Strukturen in Jahrringen mit Methoden der Mustererkennung" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.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.

Jahrringanalyse an Stamm- und Wurzelholz von Fichten und Tannen sowie Lokalisierung von Ionen in Feinwurzeln

Das Projekt "Jahrringanalyse an Stamm- und Wurzelholz von Fichten und Tannen sowie Lokalisierung von Ionen in Feinwurzeln" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Ordinariat für Holztechnologie und Institut für Holzphysik und Mechanische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft.

Jahresringanalyse an Fichte

Das Projekt "Jahresringanalyse an Fichte" wird/wurde gefördert durch: Freie und Hansestadt Hamburg, Senat. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft.Im Zusammenhang mit der immissionsoekologischen Waldzustandserfassung wurden an Fichten Stammscheiben entnommen. Mit Hilfe der Jahrringanalyse soll festgestellt werden, ab wann eine Schaedigung der Baeume eingetreten ist sowie der Versuch die Ertragseinbussen zu ermitteln.

Umwelt- und Klimaarchive der südlichen Anden: Ein Schlüssel zum Verständnis globaler Einflüsse

Das Projekt "Umwelt- und Klimaarchive der südlichen Anden: Ein Schlüssel zum Verständnis globaler Einflüsse" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.Es werden verschiedene Umwelt- und Klimaarchive im Hinblick auf deren Eignung zur Rekonstruktion postglazialer Klimabedingungen im Gebiet der südlichen Anden untersucht. Neben dendroökologischen Analysen von Jahrringsequenzen werden Seesediment- und Torfarchive untersucht. Entlang eines Ost-West-Transektes in den südlichsten Andenausläufern Chiles wurden Stammscheiben von Pilgerodendrum uviferum, Nothofagus betuloides, N. antarctica and N. pumilio gewonnen. Diese werden in den Messlabors des Institut für Waldwachstum präpariert, vermessen und analysiert. Das Institut für Waldwachstum wirkt bei der statistischen Analyse der Dendrozeitreihen mit.

Der Einfluss hoher Gebirgsreliefs auf die Isotopenhydrologie und damit verbundener Klimaproxies

Das Projekt "Der Einfluss hoher Gebirgsreliefs auf die Isotopenhydrologie und damit verbundener Klimaproxies" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie.Wichtige Klimaproxies wie z.B. Baumringe nutzen stabile Isotopenverhältnisse zur Rekonstruktion paläoklimatischer Verhältnisse. Dies wiederum erlaubt Abschätzungen über die zukünftigen Auswirkungen des derzeit stattfinden Klimawandels. Die Insel Korsika im westlichen Mittelmeer liegt in einer besonders stark von Klimaveränderungen betroffen Region. Die Insel war daher in den letzten Jahren das Ziel von Klimarekonstruktionen mittels Dendrochronologie und stabilen Isotopenmessungen. Allerdings ließen sich vorhandene Untersuchungsergebnisse von Sauerstoffisotopenmessungen an korsischen Schwarzkiefern bislang nicht zufriedenstellend interpretieren. Sauerstoffisotopenuntersuchungen von Baumringen hängen entscheidend vom Sauerstoffisotopenwert (delta18O) des lokalen Niederschlages und des daraus resultierenden Bodenwassers ab. Der delta18O-Wert des Niederschlages variiert vor allem in Abhängigkeit von Temperatur, Geländehöhe und dem Ursprungsgebiet der Luftmassen. Diese Parameter lassen sich heute meist gut bestimmen lassen, müssen für die Vergangenheit aber oft abgeschätzt werden. Ein wichtiger Effekt ist der Höheneffekt, welcher die Abhängigkeit des delta18O-Werts von der Geländehöhe beschreibt. Für solche Isotopeneffekte gibt es über die globale Datenbasis der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) gute regionale Abschätzungen. Sehr viel schwieriger gestalteten sich hingegen lokale Abschätzungen in Regionen mit einem sehr steilen, hohen Gebirgsrelief. Neueste Arbeiten lassen vermuten, dass für solche Regionen die Isotopenwerte in bestimmten Jahreszeiten keinen höhenabhängigen Gradienten mehr zeigen. Ursache hierfür können jahreszeitliche Schwankungen der Höhenlage der atmosphärischen Grenzschicht sein. Der vorliegende isotopenhydrologische Antrag ist Teil des Bündelantrages CorsicArchive, welcher weitere Anträge zum Klima, der Dendroisotopie und der Dendrologie umfasst. An insgesamt neun Stationen entlang eines Ost-West verlaufenden Höhenprofils sollen Regensammler installiert und beprobt werden. Im Teilprojekt Isotopenhydrologie sollen Fragen zur Wechselwirkung zwischen dem Höheneffekt und der atmosphärischen Grenzschicht untersucht werden. Weitere Fragestellungen sind die Herkunft der Luftmassen sowie der Anteil der lokalen Verdunstung am hydrologischen Kreislauf der Insel. Darüber hinaus sollen Oberflächengewässer- und Bodenwasseruntersuchungen durchgeführt werden, um Veränderungen des delta18O-Wertes auf seinem Weg zum Baumring zu entschlüsseln und zu quantifizieren. Die Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis isotopenhydrologischer Prozesse in Gebieten mit steilen Höhengradienten beitragen. Dies soll schließlich dazu führen, dass auf stabilen Isotopen basierende Klimarekonstruktionen solcher Regionen zuverlässig interpretiert werden können. Im Hinblick auf den derzeitigen Klimawandel ist es entscheidend solche Prozesse in der Vergangenheit zu verstehen, um verlässliche Prognosen über zukünftige Veränderungen abzugeben.

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