New potential of old proxies: Using wood anatomy to help unravel the complex interplay of tree growth and climate in boreal forest
Final Report Abstract
Der Divergenzeffekt in den borealen Waldgebieten stellt eine große Herausforderung für die Dendroklimatologie da, denn stabile Beziehungen zwischen Baumwachstum und Klimaparametern sind eine Grundvoraussetzung für die Nutzung von Jahrringdaten zur Paläoklimarekonstruktion. Zeitgleich scheint auf Ökosystemebene eine Verringerung der Photosyntheseleistung trotz sich erwärmender Temperaturen zu einer „Verbraunung“ der Wälder zu führen („boreal browning“). Das DFG-Projekt beschäftigte sich mit dem Divergenzeffekt und dem „boreal browning“ an zwei Baumarten des borealen Waldes, Picea glauca in Nordamerika und Pinus sylvestris in Eurasien. Dabei wurden traditionelle Jahrring-Parameter mit holzanatomischen Parametern verknüpft und die Stabilität von Klima- Wachstumsbeziehungen als Voraussetzung für eine zukünftige Modellierung abgeschätzt. Wichtigstes Ergebnis war über alle Untersuchungen und Analysen, beide Baumarten, und alle Standorte, dass die Beziehung zwischen Klima und Wachstum zeitlich variabel ist. Das Klimaregime (z.B. trocken und warm) zeigte einen stärkeren Einfluß auf das Wachstum als die „micro-site“ für Pinus sylvestris. Bei Picea glauca ist ein deutlicher und signifikanter Einfluß der Pazifisch Dekadischen Oszillation auf die Klimasensitivität festzustellen. So zeigen z.B. die Klimasignale des Lumenbereichs und der Zellwanddicke wasserlimitierende Bedingungen in warmen/trockenen PDO-Phasen, während bei kalten/nassen Phasen keine Korrelationen gefunden wurden, was auf eine Verschiebung der wachstumslimitierenden Faktoren zwischen den PDO-Perioden hinweist. Größte Herausforderung des Projektes war die Erstellung langer und replizierter Zeitreihen von holzanatomischen Parametern. Dies wurde zwar ansatzweise, aber insgesamt nicht zufriedenstellend gelöst.
Publications
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(2016) Can microsite effects explain divergent growth in treeline Scots pine? In Hevia A et al. (2016): TRACE - Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, Volume 14. Scientific Technical Report 16/04, GFZ German Research Centre for Geosciences, p. 93-101
Lange J, Cruz-García R, Gurskaya M, Jalkanen R, and Wilmking M
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(2017) High frequency growth variability of White spruce clones does not differ from non-clonal trees at Alaskan treelines. Dendrochronologia 44:187-192
Wilmking M, Buras A, Eusemann P, Schnittler M, Trouillier M, Würth DG, Lange J, Maaten- Theunissen M van der, Juday GP
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(2018) Climate Regimes Override Micro-Site Effects on the Summer Temperature Signal of Scots Pine at Its Northern Distribution Limits. Frontiers in Plant Sciences 9: 1597
Lange J, Buras A, Cruz-García R, Gurskaya M, Jalkanen R, Kukarskih V, Seo J-W and Wilmking M
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(2018) Environment drives spatiotemporal patterns of clonality in white spruce (Picea glauca) in Alaska. Can J Forest Res 48(12):1577-1586
Würth DG, Eusemann P, Trouillier M, Burras A, Burger A, Wilmking M, Roland CA, Juday GP, Schnittler M
