Das Projekt "Das Zusammenwirken von Ozon und Trockenheit bei der Entstehung von Waldschaeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Forstbotanik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Biogene VOC-Emissionen und Photochemie in den borealen Regionen Europas (BIPHOREP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Objectives: Quantification of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from typical Boreal tree species. - Measurements of environmental and plant physiological parameters possibly controlling the source strength of VOC from vegetation. - Development of a chemical mechanism for the degradation of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by plants in the boreal regions of Europe. - Intercomparison of canopy emission rates calculated by enclosure techniques and/or Gradient-/REA-technique. - Parameterisation of C5 to C10 hydrocarbon emission rates from typical Boreal ecosystems on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Application and test of new chemical mechanisms using measurements from the BIPHOREP field campaigns. Main Results Obtained: Pallas Field Experiment: In July/August 1996 3 boreal tree species: (1) Norway spruce (Picea abies L. (Karst.) ssp. obovata) (2) Scots pine (Pinus sylvestris L.), and (3) Downy birch (Betula pubescens Ehrh.) were investigated with respect to VOC emission pattern and the influence of environmental and plant physiological parameters on the source strength of VOC. The following plant physiological parameters were calculated: net photosynthesis A, leaf conductance for water vapour gH20 , transpiration E, and CO2 mixing ratio inside the leaf ci. The following environmental parameters were recorded: photosynthetic active radiation PAR, leaf temperature Tleaf, CO2 mixing ratio outside the leaf ce, leaf to air water vapour pressure deficit DW. In total 22 diurnal cycles during different weather situations typical for the boreal summer were recorded. On warm and sunny days leaf temperatures of up to 35 Grad C and PAR values of up to 1400 MikroE were observed. During that time the sum of monoterpenes emitted by a Norway spruce twig mounted to 300 pmol m-2 total leaf area s-1. Main isoprenoid compounds in the VOC emission pattern were (alpha-pinene, beta-pinene/sabinene and isoprene. Maximum values of the single compounds reached ca. 100 pmol m-2 s-1. Other Monoterpenes such as myrcene, (3-carene, limonene and two unidentified substances were emitted in significant lower amounts by spruce twigs. The sum of monoterpene emission rates for pine twigs were comparable to those of spruce twigs under similar weather conditions. However, only traces of isoprene were emitted by pine twigs (lower 40 pmol m-2 s-1). Birch is a very low emitter of isoprenoids with emission rates lower 20 pmol m-2 s-1. In general the emission rates are correlated to temperature and light. A control of the emission through stomatal movement or a correlation to net photosynthesis is not obvious.
Das Projekt "Empfindlichkeit von Picea abies (L.) Karst. gegenueber einer kombinierten Einwirkung von Ozon und Schwefeldioxid in Abhaengigkeit von unterschiedlich mit Naehrstoffen versorgten Bodensubstraten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt.
Das Projekt "Untersuchungen zum Wasserhaushalt an Einzelbaeumen der Baumart Fichte (Picea abies (L.) Karst.). TV 4 des Verbundprojektes 'Untersuchung von Waldoekosystemen im Erzgebirge als Grundlage fuer oekologisch begruendeten Waldumbau'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Forstbotanik und Forstzoologie, Professur für Forstbotanik durchgeführt. Die nach wie vor problematische Immissionssituation in den Hoehenlagen des Erzgebirges und die damit verbundenen Probleme fuer den Waldbau machen die verstaerkte Erforschung der physiologischen Reaktionen der Baumarten unter Wassermangelbedingungen notwendig. Fuer die Realisierung dieses Vorhabens wurde im zurueckliegenden Jahr auf der Versuchsflaeche Oberbaerenburg im Erzgebirge an 40jaehrigen Fichten der 1996 begonnene Versuch zur Simulation von langsam steigendem Trockenstress weitergefuehrt. Anhand der Messungen verschiedener physiologischer Parameter (Xylemfluss, Gaswechsel, Wasserpotential in der Krone) wurde eine umfassende Beschreibung des Wasserhaushaltes der Baeume im Vergleich zu unterschiedlich stark durch Immissionen geschaedigten Baeumen moeglich. Die Aussagen konnten durch weitere Messungen koopierierender Institute erheblich erweitert werden.
Das Projekt "Der Einfluß natürlich-phytotoxischer Luft und physiologische und biochemische Prozesse der Terpenemission bei Picea Abies in Open-Top-Kammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Limnologie durchgeführt. Die Untersuchungen im vorgeschlagenen Forschungsvorhaben sollen den Einfluss natuerlich-phytotoxischer Waldluft auf die Monoterpenemission von Picea abies am natuerlichen Standort aufzeigen. Dieses wird durch Beprobung der Abluft von Open-Top-Kammern (Welzheimer Wald) ermoeglicht, wobei jeweils ein Kammer-Set mit gereinigter bzw natuerlich-phytotoxischer Waldluft begast wird. Die Analyse der Monoterpene in der Abluft erfolgt mit Hilfe der Massenfragmentographie nach einem neu eingefuehrten spezifischen Sorptionsverfahren. Nach diesem sind Messungen bei allen Wetterlagen und auch bei Anwesenheit hoher Ozonkonzentrationen zuverlaessig moeglich. Es werden sowohl Tagesdynamiken (Messungen ueber 24 Stunden im 2 Stunden Abstand) als auch die Jahresdynamik der Monoterpenemission von Picea abies bei Begasung mit Reinluft und natuerlich-phytotoxischer Waldluft ermittelt. Besonderes Augenmerk soll hierbei auf Episoden hoher Schadgaskonzentrationen (Ozon/SO2) gelegt werden. Die Ergebnisse ermoeglichen eine Abschaetzung der natuerlichen Olefin-Emission von Fichtenbestaenden im mitteleuropaeischen Raum und Schadstoffeinfluesse auf diesen Prozess.
Das Projekt "Analyse stofflicher Veränderungen in Laub- und Nadelblättern immissionsgeschädigter Waldbäume" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Chemische Pflanzenphysiologie durchgeführt. 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.
Das Projekt "Auswirkungen unterschiedlichen waldbaulichen Vorgehens auf die Holzqualitaet von Fichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Forstwissenschaftliche Fakultät, Institut für Forstbenutzung und forstliche Arbeitswissenschaft durchgeführt. Ziel ist es, herauszufinden, wie sich die derzeit in vielen Bundeslaendern realisierte Umwandlung von Fichten-Reinbestaenden in laubholzreiche Mischbestaende auf die Holzqualitaet von Fichte auswirkt. Besonderer Forschungsschwerpunkt wird auf die Trocknungsqualitaet gelegt.
Das Projekt "Modellierung der Holzqualitaet Teilprojekt II (TP II) von: Waldbauliche-oekonomische Entscheidungshilfen fuer eine rationelle Pflege in der Fichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Waldwachstumskunde durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist die comuptergestuetze Modellierung der Holzqualitaet in Abhaengigkeit von der waldbaulichen Behandlung. Im Verbund mit den anderen Teilprojekten (Risiko, Waldbau, Forsttechnik, Betriebswirtschaft) soll eine Optimierung der Behandlung von Fichtenbestaenden in waldbaulicher und betriebswirtschaftlicher Sicht erreicht werden. Grundlage fuer die Modellierung ist das Wuchsprognoseprogramm SILVA, das ein bewaehrtes Modell fuer die Nachbildung von Wachstumsprozessen von Waldbestaenden darstellt. Ein Programm-Modul fuer Holzqualitaet soll integriert werden.
Das Projekt "Primaere und sekundaere Veraenderungen im Holz immissionsgeschaedigter Fichten des Erzgebirges" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Forstwissenschaften, Institut für Forstnutzung und Forsttechnik durchgeführt. Das Forschungvorhaben ist Bestandteil des Forschungsverbundprojektes 'Oekologischer Waldbau Erzgebirge'. Extrem hohe SO2-Immission gepaart mit standoertlichen Besonderheiten haben zur Entwaldung eines Teils des Osterzgebirges gefuehrt. Unter diesen Bedingungen gebildetes Holz soll mikroskopisch, submikroskopisch sowie physikalisch auf moegliche primaere oder sekundaere Veraenderungen hin untersucht werden.
Das Projekt "Die Auswirkungen von erhoehten CO2-Konzentrationen und Stickstoffablagerung auf die Kohlenstoff- und Stickstoffassimilation von Fagus Sylvatica und Picea Abies und das 15/14N- bzw. 13/12C-Verhaeltnis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul Scherrer Institut, Laboratorium Environmental and System Analysis durchgeführt. As a contribution to the ICAT-Project, the main goal of this investigation is to analyze the influence of elevated C02 and increased nitrogen deposition on the flux dynamics and the pools of C and N in individual plants (Fagus sylvatica and Picea abies) as well as in the ecosystem. A change in the C02 regime influences the nitrogen balance, and the alteration of the nitrogen regime greatly influences the carbon balance. The pathways ,and pools of these elements in plants and in the ecosystem will be studied and described, analyzing the stable isotope relationships (I5/l4N and 13/12C). In this study both 13C and 15N will be used as tracer elements as well. The use of these tracers will allow to study the translocation and remobilisation mechanisms of N and C under changed environmental conditions. The use of labelled nitrogen as the below ground N-source (l5N-H4+,15N- 03-) and 15NO2 for the above ground fumigation in separate chambers allows the study of the different nitrogen sources and the various pathways. Variations in physiological processes during the vegetation period will be studied by supplying and harvesting plant material from potted plants at clearly defined times. The study of the 13/l2C relationship will allow to estimate the long term water use fficiency. It is planned to use this data material for the development of mechanistic oriented models which allow the simulation of these processes. Leading Questions: 1. How does elevated CO2 influence the carbon and nitrogen balance alone or in combination with an elevated nitrogen deposition. 2. What is the influence of this situation on the C- and N-Pools a) in the individual plant, b) in the ecosystem 3. Will the turnover rates be accelerated or slowed down, or is it not influenced 4. Where and at what time will the metabolites be translocated with an elevated CO2 and nitrogen level, and how will it differ from the controls.
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