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Erarbeitung einer röntgendensitometrisch multivariaten Analysenmethode für die Datierung von Holz der Baumart Fichte (Picea abies (L.) Karst.)

An historisch wertvollen Gebäuden und Denkmälern sind häufig dendrochronologische Altersbestimmungen an hölzernen Baugruppen notwendig, um eine exakte zeitliche Einordnung und fachgerechte Sanierung zu ermöglichen. Grundlage der herkömmlichen dendrochronologischen Datierung sind Messreihen der Jahrringbreite. Mit diesem holzanatomischen Merkmal können in der Regel bisher nur Proben mit mehr als 50 Jahrringen zeitlich exakt eingeordnet werden. Wichtige Informationen zu kleineren Objekten können somit der Erforschung der Kunst- und Siedlungsgeschichte verloren gehen. In diesem Forschungsvorhaben soll deshalb am Lehrstuhl Forstnutzung der TU Dresden in Tharandt insbesondere in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt Birmensdorf, dem Landesamt für Denkmalpflege Sachsen, der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft Hamburg und dem DAI Berlin eine röntgendensitometrische Datierungsmethode entwickelt werden, die auf der Grundlage einer multivariate Zeitreihenanalyse jahrringärmerer Holzstücke der Bauforschung und Archäologie neue Daten zur Verfügung stellen kann. Die Methode basiert auf einer multivariaten Analyse röntgendensitometrischer Daten von Rohdichteprofilen. Die Datierung von Fichtenholzproben mit einer multivariaten Standardkurve, bestehend aus Zeitreihen verschiedener Rohdichtemerkmale, als neue wissenschaftliche Methode würde durch die komplexe Erfassung der intraannuellen Xylemcharakteristika eine effizientere dendrochronologische Auswertung ermöglichen.

Folgeprojekt zu 'Biodiversity in alpine forest ecosystems': Auswertung von Experimenten

Das Projekt untersucht die Biodiversität alpiner Waldökosysteme im Hinblick auf die genetische Diversität sowohl innerhalb als auch zwischen den fünf Hauptbaumarten (Abies alba, Larix decidua, Picea abies, Pinus cembra, Pinus mugo). Die Baumarten werden entlang von 15 Höhentransekten aus dem gesamten Alpenraum studiert, welche jeweils vom Talboden bis zur Baumgrenze angelegt wurden. Das Eigenprojekt ist ein Folgeprojekt eines EU-Projektes zur weiteren Beobachtung der bestehenden Versuchsflächen.

Biodiversitaet in Waldoekosystemen der Alpen: Analyse, Schutz und Management - Projekt 01: Genetische Erhebungen in Populationen von Pinus mugo und Larix decidua

Dieses Projekt wird von 11 Arbeitsgruppen aus den Laendern Deutschland, Frankreich, Italien, Oesterreich und der Schweiz durchgefuehrt. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf 14 Transekte mit jeweils 3 Hoehenstufen, die ueber den Alpenbereich verteilt sind. Auf der Basis dieses Versuchsflaechennetzes wird Biodiversitaet und ihre Dynamik auf der Ebene der genetischen Variation innerhalb und zwischen wichtigen Traegerarten von Gebirgswaldoekosystemen untersucht. Es handelt sich um die Baumarten Abies alba, Larix decidua, Picea abies, Pinus cembra und Pinus mugo. Zusammen mit der Erfassung genetischer Merkmale (Isoenzym und DNA) werden auf 3 zusaetzlichen Versuchsflaechen mit jeweils mehr als 1000 Baeumen Vollaufnahmen durchgefuehrt und dabei die Fruktifikation, Hoehe, Durchmesser und Habitus der Baeume erfasst. Das Projekt enthaelt auch 2 Serien von Aufforstungsversuchen in verschiedenen Hoehenlagen mit genetisch und morphologisch charakterisiertem Vermehrungsgut. Im Rahmen des Projektes 01 werden genetische Erhebungen bei Pinus mugo ueber den gesamten Alpenbereich und im Rahmen einer Vollaufnahme im Nationalpark Berchtesgaden durchgefuehrt. In Zusammenarbeit mit Projekt 11 (Universitaet Neuchatel/Schweiz) werden zusaetzlich die Versuchsflaechen von Larix decidua ueber den Alpenbereich hinweg genetisch charakterisiert. Ziel des Gesamtprojektes ist die Beschreibung genetischer Ressourcen, die Quantifizierung genetischer Variation ueber die Generationen, die Erfassung der genetischen Konsequenzen von Stress sowie der Anpassungs- und Ueberlebensprozesse unter heterogenen Umweltbedingungen einschliesslich Klimaveraenderungen. Diese Daten sind auch die Grundlage zur Festlegung genetischer Kriterien fuer Massnahmen zur Konservierung und Wiederinstandsetzung von Waldoekosystemen im Gebirgswald sowie fuer genetisch nachhaltige Waldbewirtschaftung.

Analyse stofflicher Veränderungen in Laub- und Nadelblättern immissionsgeschädigter Waldbäume

Ergebnisse: Ziel des Forschungsprojektes war es, quantitative und qualitative Veraenderungen fluechtiger organischer Substanzen in Blaettern immissionsgeschaedigter Waldbaeume zu erfassen. Ein Schwerpunkt wurde dabei auf die Stoffklasse der Terpene und die Baumart Picea abies gelegt. Daneben wurden auch die in der Luft der Schadgebiete auftretenden fluechtigen organischen Stoffe eingehend untersucht. Die Untersuchungen wurden an zwei verschiedenen Standorten des Schwarzwaldes durchgefuehrt, die sich hinsichtlich der Schadstoffsymptome deutlich unterscheiden. Im Welzheimer Wald waren die Schadsymptome ausschliesslich durch erhoehten Nadelverlust gekennzeichnet, waehrend im Bereich Kaelbelescheuer das dominierende Schadbild nicht nur durch Nadelverlust, sondern auch durch eine Vergilbung der Nadeln charakterisiert ist. Im ersten Schritt wurde eine quantitative gaschromatographische Methode zur Analyse von Mono- und Sesquiterpenen entwickelt. Bei den Monoterpenen und ihren Acetaten konnten in Fichtennadeln alle 30 Komponenten identifiziert werden, waehrend von den 22 Sesquiterpen-Kohlenwasserstoffen nur die bedeutendsten Komponenten bestimmt wurden. Im Versuchsansatz 'Welzheimer Wald' konnte gezeigt werden, dass sich die Terpen-Konzentrationen in Nadeln von Fichten, die in O3-, SO2 - oder O3/SO2-belasteter Luft in Open-Top-Kammern gewachsen waren, nur geringfuegig unterschieden. Auch die Terpenmuster waren mit Ausnahme des Limonens weitgehend aehnlich. Die Untersuchungen zur Terpenemission in Open-Top-Kammern wurden am Standort ,'Edelmannshof' fortgefuehrt (vgl. PEF 87/003/1A). Im Versuchsansatz 'Kaelbelescheuer' konnte gezeigt werden, dass sich das Terpenspektrum in jungen Nadeln nach dem Austrieb sowohl in geschaedigten als auch in den ungeschaedigten Baeumen ausserordentlich stark veraenderte. Beim Vergleich ein- und mehrjaehriger Nadeln der gesunden und kranken Baumkollektive fiel auf, dass die Nadeln kranker Baeume meist erhoehte Terpenkonzentrationen aufwiesen. Auffaellig war besonders die starke Zunahme von Camphen. An nicht terpenoiden Verbindungen konnten in den Nadeln geschaedigter Fichten hoehere p-Hydroxyacetophenon-Konzentrationen festgestellt werden.

Water Relations in a Mature Picea abies Tree

Water relations of mature Picea abies tree in the Seehornwald (1640m a.s.l.) near Davos, Switzerland, are under investigation. In the soil, temperature and soil matric water potential are being measured. As micrometeorological parameters we measure solar radiation, air temperature, water vapour pressure deficit, wind speed and evaporation throughout the canopy. Precipitation is measured at the top of the canopy only. To estimate the water relations of lichens in the tree crown, the electrical resistance of lichens growing on the twigs is measured. To estimate tree water relations transpiration of selected twigs is measured using climatized gas exchange chambers, xylem sap flow in the stem and some branches using sap flow meters, and the water potential and the osmotic values of the needle tissue is estimated using the pressure bomb technique and cryoscopy respectively. Leading Questions: How does the quantity of water evaporated from a mature Picea abies tree in a subalpine forest vary with different micro-meteorological conditions?Is drought a problem for a tree in a subalpine forest, and what are the reactions of the tree to this stress? Do different parts of the crown (in the sun and in the shade) react to water stress in the same manner? What drought conditions cause needle fall?

Biologische Vielfalt in alpinen Waldoekosystemen: Analyse, Schutz und Bewirtschaftung, Biodiversity in Alpine Forest Ecosystems: Analysis, Protection and Management (FAIR FP4)

The project adresses biodiversity in terms of genetic diversity within and between five carrier species of Alpine forest ecosystems (Abies alba, Larix decidua, Picea abies, Pinus cembra, Pinus mugo). Genetic diversity plays a major role in the sensitivity, stability and dynamics of ecosystems, because it determines the adaptive potential of species to changing environments. Species will be studied simultaneously along altitudinal transects up to the timberline at 15 locations throughout the Alps.

Einfluss des Mikroklimas auf den Gaswechsel von Holzpflanzen der subalpinen Stufe

Aufforstungen im Bereich der alpinen Waldgrenze gelten als problematisch. Um entsprechende Massnahmen treffen zu koennen, sollte man wissen, welches die hauptsaechlichen Gruende fuer ein Misslingen dieser Aufforstungen sind. Die Untersuchung hat das Ziel, die Kenntnis der Zusammenhaenge zwischen Witterung und Wachstum auf subalpinen Grenzstandorten zu vertiefen. Es soll untersucht werden, welche Faktoren oder Faktorenkombinationen das Wachstum begrenzen oder gar verunmoeglichen. Methoden: Photosynthese, Transpiration und Blattleitfaehigkeit werden mit thermoelektrisch klimatisierten Gaswechsel-Messkuevetten erhoben. Gleichzeitig werden die Witterungsparameter, photosynthetisch aktive Strahlung bestimmt.

Untersuchung der kinetischen Eigenschaften verschiedener PEP-Carboxylase-Phaenotypen aus unterschiedlichen PEP-Carboxylase-Genotypen der Fichte

Ziel: Untersuchung der kinetischen Eigenschaften verschiedener Phosphoenolpyruvat (PEP) Carboxylase Phaenotypen der Fichte. Hypothese: Unter dem Einfluss von Luftschadstoffen kommt es zu einer Selektion des heterozygoten Genotyps, da dieser den homozygoten Genotypen in seinen kinetischen Eigenschaften ueberlegen ist.

Chitosan as a wood preservative, the wood technology aspect

The natural durability of pine, spruce, beech and birch is low to medium. To use these species outdoors, a modification of the wood needs to be applied. Up to now, copper, chromium, and arsenic (CCA), and other copper-containing agents have been used for impregnation of wood. These preservatives have a good antifungal effect, but are under environmental discussion. This PhD study focuses on applying chitosan (a derivate from shellfish shell, squid pens ++) as an antifungal agent in pine (Pinus sylvestris), spruce (Picea abies), beech (Fagus sylvatica) and birch (Betula verrucosa/pubescens). Chitosan is an environmentally friendly natural polymer that is nowadays used for different purposes (weight reducing agent, waste water purification, absorbent for heavy metal removal and in medicine. The parameters that will be investigated in this PhD study are: 1. The ability of penetration of chitosan with different chain lengths and different degrees of acetylation in wood. 2. The fixation-process of chitosan to wood, which cross linking agents between chitosan and wood, should be used to prevent leaching. 3. Measuring of the changes in the physical/mechanical properties of wood after impregnation with chitosan. 4. The fire retardant ability. 5. To refine the use of chitosan treated wood in combination with other procedures.

Das Zusammenwirken von Ozon und Trockenheit bei der Entstehung von Waldschaeden

Ziel dieser Arbeit war es, das Zusammenwirken von Ozon und Trockenheit und dessen Wirkungen auf den CO2- und H2O-Gaswechsel an Fichte im Freiland zu untersuchen. Hier insbesondere die Wirkung auf das Spaltenregelvermoegen, den Kohlenstoff und Wasserhaushalt. Als Ergebnis laesst sich festhalten, dass es eine Wirkung von Ozon sowohl auf Spaltenregelvermoegen, wie Wasserhaushalt gibt, die sich bei dem Auftreten von Trockenheit verstaerkt. Durch den gestoerten Wasserhaushalt kommt es zu Beeintraechtigungen des Kohlenstoffhaushalts. Die beobachteten Schaeden waren jedoch ausschliesslich latenter Natur. Rein aeusserlich sichtbare Veraenderungen konnte nicht beobachtet werden. Die beobachteten Veraenderungen im Wasserhaushalt koennen jedoch unter bestimmten Klimabedingungen zu einer verstaerkten Anfaelligkeit gegenueber Trockenstress fuehren. So koennten manche Trockenschaeden auf Ozon zurueckgefuehrt werden.

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