Im Rahmen dieses Projektes wird der Frage nachgegangen, wie gross das durch Baumartenmischung und Bestandesaufbau gegebene strukturelle Potential einzuschaetzen ist, das die Wasser- und CO2-Fluesse im Kronenraum von Mischbestaenden steuert. Es soll aufgezeigt werden, dass innerhalb eines Wuchsraumes mit vergleichbaren Standortsbedingungen quantifizierbare und systematisierbare Beziehungen zwischen dem Bestandesaufbau, den Wasserfluessen und modellierten CO2-Fluessen von Mischwaldoekosystemen bestehen. An einem Baumarten-Struktur-Gradienten von Buche-Eiche-Mischbestaenden mit unterschiedlichen Anteilen der Baumarten und einem Buchenreinbestand im Steigerwald werden biometrische Messungen, Biomasseernten, Lichttransmissionsmessungen zur Bestimmung des saisonalen Blattflaechenindex sowie Mikroklima- und Xylemflussmessungen stattfinden. Die Messungen werden einerseits unmittelbar fuer die Struktur-Funktions-Analyse von Bestandesausschnitten mit unterschiedlichen Lichtbedingungen herangezogen und andererseits dienen sie als Grundlage fuer Projekt A2 (3D-Modelle des Gasaustausches), um die CO2-Fluesse der Bestaende zu modellieren. Zwischenbericht 1999: Mischwaelder nehmen in Nordbayern einen bedeutenden Teil der Waldflaeche ein, im Steigerwald dominieren naturnahe Buchen-Eichen-Mischwaelder. Aus der unterschiedlichen Licht- und Kronenraumnutzung beider Arten resultieren in Mischbestaenden andere Wuchsbedingungen fuer die einzelne Art als in ihren Reinbestaenden. Vor dem Hintergrund des zunehmenden Waldumbaus von Rein- in naturnaehere Mischbestaende besteht hier Bedarf an Einsicht in diese Zusammenhaenge, wozu bisher kaum Untersuchungen vorliegen. Die Effekte der Baumartenmischung und des Bestandesaufbaus auf die Wasser- und CO2-Fluesse im Kronenraum von Laubmischbestaenden aus Rotbuche (Fagus sylvatica) und Traubeneiche (Quercus petraea) werden analysiert und die Hypothese ueberprueft, dass quantifizierbare Beziehungen zwischen Bestandesstruktur, Wasser- und CO2-Fluessen bestehen. In zwei Bestaenden (Steinkreuz und Grossebene, Forstamt Ebrach) mit unterschiedlichen Anteilen von Buche (68 Prozent bzw. 37 Prozent der Grundflaeche) und Eiche (32 Prozent bzw. 63 Prozent) wurden 1998 und 1999 umfangreiche biometrische Erhebungen durchgefuehrt und die Kronendachtranspiration mittels der Xylemsaftflussmethode nach Granier (1987) bestimmt. Es wurden eingehende Messungen an Buchen zur Bestimmung der Variabilitaet des Xylemflusses mit der Splinttiefe durchgefuehrt als Grundlage einer quantitativen Extrapolation der Wasserfluesse auf Baum- und Bestandesebene. Die CO2-Fluesse werden in Teilprojekt A2 modelliert. Erste Analysen der Xylemsaftflussdaten auf Bestandesebene deuten an, dass sich Eichen und Buchen gleicher Groessenklassen beider Bestaende jeweils wenig in ihren Wasserfluessen unterschieden...
Untersuchungen zur Auswirkung von Landnutzungsaenderungen oder Aenderungen des physikalisch-chemischen Klimas auf Oekosystemfunktionen erfordern Kenntnisse ueber das Oekosystemverhalten auf Bestandesebene in Abhaengigkeit von atmosphaerischen Faktoren und von der Bestandesstruktur. In diesem Zusammenhang sind Kronendachtranspiration (Ec) und -leitfaehgikeit (gt) Schluesselparameter, um Oekosystemfunktionen zu beschreiben und funktionelle Vegetationstypen zu definieren. Xylemsaftflussmessungen wurden angewandt, um durch Beziehungen zwischen Baumstruktur und Wasseraufnahme die Wassernutzung der Baeume auf Bestandesniveau hochzurechnen und Bestaende unterschiedlicher Struktur zu vergleichen. In Altersklassenwaeldern von Picea abies (770m NN) waren grosse Unterschiede in Ec zu verzeichnen (Ecmax 1,5-2,5 mm d-1), die mit Aenderungen im Blattflaechen/Splintflaechenverhaeltnis sowie mit der Bestandesdichte korreliert waren. Maximale Werte von gt nahmen mit dem Bestandesalter (40- bis 140-jaehrig) von ca 13 mm s-1 auf ca 5 mm s-1 ab. Entsprechend war die Kopplung von Vegetation und Atmosphaere sehr hoch (mittlere Werte des Entkopplungsfaktors 1/2 von 0.1-0.2 fuer trockene bzw 0.25-0.4 fuer feuchte Tage) und am staerksten im aeltesten Bestand ausgepraegt. In einem tiefer gelegenen Mischbestand von Fagus sylvatica und Picea abies (380m NN) waren maximale Werte von Ec und gt auf Baum- und Bestandesebene bis doppelt so hoch fuer Buche (7 mm d-1; 15 mm s-1) im Vergleich zu Fichte (3 mm d-1; 9 mm s-1) trotz hoeherer Bestandesdichte der Fichten. Ferner wurde beobachtet, dass maximale Ec-Werte der Buchen an trockenen Sommertagen die verfuegbare Energie uebersteigen konnten. Dies deutet darauf hin, dass auf Landschaftsebene Advektion ein wichtige Rolle bei der Wassernutzung mosaikartiger Zusammensetzungen von Nadel- und Laubbaeumen spielen kann.