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Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung
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Quantifizierung der Evapotranspiration und des CO2- Gaswechsels der Waldbodenvegetation und Charakterisierung steuernder Einflußfaktoren

BITÖK-W 1

Von 01/1995 bis 12/1997

Projektleiter: John Tenhunen
Mitarbeiter: Hans-Joachim Scharfenberg, Michael Wedler, Reiner Zimmermann
Bewilligung: 0339476 B Vorhersage und Erklärung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Ökosystemen unter veränderten Umweltbedingungen

Innerhalb des Lehstenbach Wassereinzugsgebietes im Fichtelgebirge wurden die Zusammensetzung der Unterwuchsvegetation, das Lichtklima und die Patch-Struktur der Bodenbedeckung unter monospezifischen Beständen von Fichte (Picea abies [L.] KARST.) charakterisiert. Die Unterwuchsvegetation wurde in sieben Patch-Typen eingeteilt. Jeder Patch-Typ wurde von einer Pflanzenart dominiert. Basierend auf 90 untersuchten Plots und 42 Biomasse-Ernten im Bereich des Wassereinzugsgebietes wurde gezeigt, dass das Alter der Waldbestände signifikant mit dem Patch-Typ korreliert. Die Parameter ‘Bestandesalter und ‘Blattflächenindex des Kronendaches’ erklären zusammen 57% der Zusammensetzung der Bodenvegetation. Schätzungen der Transpiration des Baumbestandes und der Evapotranspiration der Bodenvegetation wurden an fünf Fichtenbeständen, die grosse Unterschiede in der Bestandesstruktur und im Entwickungsstadium aufwiesen, ermittelt. Der Deckungsgrad mit Bodenvegetation lag zwischen 83% bei einem offenen 140-jährigen Fichtenbestand und 10% bei einem dichten 40-jährigen Fichtenbestand. Trotz grosser struktureller Unterschiede war der Gesamtwasserverbrauch von vier gut drainierten Bestände sehr ähnlich und die durchschnittliche Bestandes-Evapotranspiration wurde auf 2.3 ± 0.32 mm d-1 geschätzt. Unterschiede in der Transpiration des Kronendaches, die durch die unterschiedliche Struktur des Bestandes verursacht waren, wurden fast vollständig durch den Wasserverbrauch des Unterwuchses kompensiert. Nur an einem der untersuchten Standorte, der edaphisch wesentlich feuchter war, waren sowohl die Baumkronen- als auch die Unterwuchs -Evapotranspiration deutlich höher und betrugen zusammen 3.2 mm d-1. Während des Messzeitraumes im Hochsommer variierte der Anteil der Bodenevapotranspiration am Gesamtverbrauch an Wasser im Bestand von 14% bis 42%. Die Messungen des Mikroklimas zeigten dabei, dass der Einfluss des Wasserdampfdruckdefizits und der Einstrahlungsenergie mit der Dichte der Bodenbedeckung zunehmen. Die Turbulenz und Windgeschwindigkeit unterhalb des Kronendaches sind dagegen nur in Beständen mit sehr offener Kronenstruktur von Bedeutung.
(Abschlußbericht 1998)


Publikationsliste dieses Projekts

Bernhofer, C; Blanford, JH; Siegwolf, R; Wedler, M: Applying Single and Two Layer Canopy Models to Derive Conductances of a Scots Pine Plantation from Micrometeorological Measurements, Theoretical and Applied Climatology, 53, 95-104 (1996)
Wedler, M; Geyer, R; Heindl, B; Hahn, S; Tenhunen, JD: Leaf-level gas exchange and scaling-up of forest understory carbon fixation fluxes with a "patch-scale" canopy model, Theoretical and Applied Climatology, 53, 145-156 (1996)
Köstner, B: Der Einfluß von Klimaänderungen auf Stoff- und Energieflüsse im Ökosystem, Dynamik als ökologischer Faktor. Laufener Seminarbeiträge, Akademie für Naturschutz und Landschaftspflege, 3/95, 93-100 (1995)
Heindl, B; Bott, H: Charakterisierung der Bodenvegetation im Einzugsgebiet Lehstenbach. in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 18, 49-63 (1995)
Tenhunen, JD; Wedler, M; Heindl, B; Köstner, B; Hahn, S: Contribution of understory evatranspiration to total water vapor flux at the Hartheim scots pine plantation in Am. Met. Soc. (ed.): 21. Conference on Agricultural and Forest Meteorology, San Diego, CA, 187-192 (1994)
Köstner, B; Biron, P; Siegwolf, R; Granier, A: Estimates of xylem sap flow and canopy conductance of scots pine trees utilizing constant heating and constant temperature difference methods in Am. Met. Soc. (ed.): 21. Conference on Agricultural and Forest Meteorology, San Diego, CA, 193-196 (1994)
Köstner, B; Schulze, ED; Kelliher, FM; Hollinger, DY; Byers, JN; Hunt, JE; McSeveny, ; Meserth, R; Weir, PL: Transpiration and canopy conductance in a pristine broadleaved forest of Nothofagus: an analysis of xylem sap flow and eddy correlation measurements, Oecologia, 91, 350-359 (1992) -- Details
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