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Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung
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Entwicklung eines 3-D-Mischbestandesmodelles des N-abhängigen CO2- und Wasseraustausches von Buchen-Mischbeständen in Nordbayern

BITÖK-A 2

Von 01/1998 bis 12/2000

Projektleiter: John Tenhunen
Mitarbeiter: Stefan Fleck, Jens-Arne Subke
Bewilligung: 0339476 C Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Ökosystemen bei veränderter Umwelt

0339476 C Zwischenbericht 1999

Im Rahmen des Projekts A2 soll der Einfluß von Baumartenanteil und unterschiedlicher Licht- und N-Nutzungsstrategien auf CO2- und Wasserhaushalt von Mischbeständen modelliert und mit dem von Reinbeständen verglichen werden. Um ein vorhandenes 3D-Modell des Bestandesgaswechsels (STANDFLUX) hinsichtlich Artenzusammensetzung (Buche, Eiche), räumlichem Auflösungsvermögen, N-Nutzung und Bodenatmung zu erweitern, wurden detaillierte Messprogramme zu Strukturdaten und Gaswechselraten aufgenommen. Anhand dieser Untersuchungen soll STANDFLUX für Eichen-Buchen- und Fichten-Buchen-Mischbestände parametrisiert und mit Hilfe der Saftflussmessungen des Projekts A1 validiert werden. Die bisherigen Ergebnisse gliedern sich in zwei Teilbereiche:
(a) In Eichen-Buchen-Mischbeständen wurden Zusammenhänge zwischen Baum- und Blattstruktur, Lichtklima und N-Investition bzw. Blattphotosynthesekapazitäten bestimmt. Wesentliche Ergebnisse sind dabei eine hyperbolische Abnahme des Blatt-N-Gehalts [N] mit abnehmendem relativen Lichtgenuss in der Krone, die lineare Zunahme von [N] mit der Blattmasse pro Blattfläche (LMA), oder eine Sättigung von Elektronentransportkapazität (Jmax) und Carboxylierungskapazität (Vcmax) mit zunehmendem [N], jedoch auf artspezifisch unterschiedlichem Niveau. Neben der 3D-Blattdichtenverteilung für ausgewählte Baumkronen wurden über die gemessene 3D-Verteilung von LMA 3D-Karten von Vcmax und Jmax erstellt.
(b) Kontinuierliche Kammermessungen der Bodenatmung und Eddy-Kovarianz-Messungen des Unterwuchsgaswechsels wurden in einem Fichtenreinbestand eingerichtet und ermöglichen die Entwicklung und Parametrisierung von Boden- und Unterwuchsmodulen. Mehrwöchige Messkampagnen in verschiedenen Mischbeständen im Jahr 2000 sollen die Datenlage ergänzen, um Aussagen zur Kompartimentierung von Flüssen aus dem Boden und im Unterwuchs in Abhängigkeit von der Bestandeszusammensetzung zu erhalten. Für 2000 ist eine Synthese dieser Untersuchungen geplant, die Aussagen über CO2- und Wasserhaushalt von Mischbeständen in nordbayrischen Landschaften ermöglichen soll. Dafür müssen neben der Parametrisierung von 3D-Modellen Ansätze wie 1D Mehrschichtenmodelle oder Modelle vom Big-Leaf-Typ bereitgestellt werden, die berechnete Flüsse des 3D-Modells reproduzieren, aber wesentlich geringere Rechenzeiten benötigen, und daher auf Landschaftsebene praktikabel einsetzbar sind. Ob sich Mischbestände dabei als Summe "parallel-geschalteter" Reinbestände modellieren lassen, oder ob einfachere Ansätze (anhand von 3D-Modellresultaten oder gemessenen Bestandesflüssen) "kalibriert" werden müssen, wird Gegenstand der Arbeiten des Jahres 2000 sein.

Zwischenbericht 1998



Publikationsliste dieses Projekts

Falge, E; Tenhunen, JD; Ryel, RJ; Alsheimer, M; Köstner, B: Modelling age- and density-related gas exchange of Picea abies canopies of the Fichtelgebirge, Germany, Annals of Forest Science, 57, 229-243 (2000)
Niinemets, Ü; Kull, K; Tenhunen, JD: Variability in leaf morphology and chemical composition as a function of canopy light environment in co-existing deciduous trees, International Journal Plant Sciences, 160, 837-848 (1999)
Niinemets, Ü; Sober, A; Kull, K; Hartung, W; Tenhunen, JD: Apparent controls on leaf conductance by soil water availability and via light-acclimation of foliage structural and physiological properties in a mixed deciduous, temperate forest, International Journal Plant Sciences, 160(4), 707-721 (1999)
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