Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

Isotopenverhältnis Infrarot Spektroskopie von CO2 und Wasserdampf im Vergleich zu IRMS

Fachliche Zuordnung Pflanzenwissenschaften
Förderung Förderung in 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265915498
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In der Forschung wurde das Gerätesystem zuerst im Verlauf einer Kooperation mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL; Birmensdorf, Schweiz) für eine dreiwöchige Messkampagne im Rahmen des Langzeit-Forschungsprojekts (17 Jahre) "Bewässerungs-Experiment Pfynwald" im Wallis (Schweiz) mit Markierung von Waldkiefern (Pinus sylvestris) in einem hundertjährigen Bestand mit dem stabilen Kohlenstoffisotop 13C und dem stabilen Sauerstoffisotop 18O (in Wasser) über den Kronenraum (Begasung/Benebelung) eingesetzt. Zweck des Versuchs war die Verfolgung (1) der Einlagerung des durch Photosynthese assimilierten Kohlenstoffs in die verschiedenen Kompartimente des Baums sowie des Kohlenstoff-Übergangs von den Wurzeln in den Boden und dessen Mikrobiom und (2) des über die Luftfeuchtigkeit durch Besprühen mit Wasser in die Nadeln und Zweige aufgenommenen 18O. Ziel der Studie war es, die Reaktionen der Baumart auf eine künstliche Bewässerung in Teilen des Bestands im Vergleich mit den unbewässerten Bestandesbereichen in dem natürlicherweise sehr trockenen Kiefernwald zu testen. Die Ergebnisse sollten Hinweise auf Reaktionen der forstlich wichtigen Baumart Waldkiefer auf Witterungsereignisse in Zeiten des Klimawandels geben. In den bewässerten Parzellen war das δ13C-Verhältnis im vom Stamm und vom Boden veratmeten CO2 höher als in den nicht-bewässerten Kontrollen. In einer Periode mit geringem Niederschlag fand sich die Markierung im veratmeten CO2 in der Bewässerungsbehandlung 24 h früher als in den Kontrollparzellen. Natürlicherweise aufgetretene Starkregenfälle führten jedoch zu einer Verringerung der Unterschiede zwischen den Behandlungsvarianten. In ihrer Gesamtheit ließen die Ergebnisse auf eine erhöhte δ13C-Allokation in Stämme und unterirdische Kompartimente und eine Steigerung der C-Transportraten aufgrund der Wasserzufuhr schließen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Stoffwechselaktivität in der Rhizosphäre und ihre Veränderungen durch Bodenfeuchte die Kohlenstoffallokation in adulten Bäumen und Waldökosystemen antreibt. Die Bodenfeuchte ihrerseits wirkt sich auf den Einbau von 13C und 18O in Assimilate unterschiedlich aus: In den bewässerten Kiefern war der Einbau von 13C, nicht aber von 18O in Assimilate signifikant höher als im unbewässerten Bestandesteil. Der fehlende Unterschied in der 18O-Inkorporation lässt sich vor allem durch nicht-photosynthetische Prozesse der 18O- Aufnahme erklären. Insgesamt zeigen die Befunde, dass sich auch eine relativ geringfügige Erhöhung der Bodenfeuchtigkeit rasch und deutlich auf die bauminterne Aufnahme und Verlagerung von Kohlenstoff und auf die Bodenfunktionen auswirkt. Die Ergebnisse wurden in Artikeln veröffentlicht, die in den Zeitschriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) und Tree Physiology erschienen. In einer bislang unveröffentlichten Masterarbeit konnte mithilfe des Messsystems gezeigt werden, dass Pflanzungen junger Rotbuchen (Fagus sylvatica) in einer Vegetationsperiode mit kühl-feuchter Witterung aufgrund längerfristiger Einschränkung der stomatären Leitfähigkeit eher eine Quelle als eine Senke für CO2 darstellen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

Zusatzinformationen

© 2026 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung