Hitzetoleranz temperater Baumarten aus Mitteleuropa

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Hauck
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566425873

Das durch den Klimawandel bedingte Absterben von Bäumen oder der Rückgang ihrer Produktivität wurde (sofern nicht durch Herbivorie, Krankheitserreger oder Feuer verursacht) meist auf Trockenstress zurückgeführt. Obwohl die Bedeutung von Trockenheit unbestritten ist, häufen sich die Hinweise, dass die Rolle von Hitzestress als separater Faktor unterschätzt wurde. Es ist bekannt, dass das Photosystem II (PS II) besonders hitzeempfindlich ist, und seine Funktionsweise lässt sich durch Chlorophyllfluoreszenz-Analyse leicht nachverfolgen. Mehrere neuere Studien haben artenspezifische Unterschiede in der Hitzetoleranz auf der Grundlage von Verringerungen der maximalen Quantenausbeute (Fv/Fm) von PS II nachgewiesen. Diese wegweisenden Studien basierten jedoch auf kurzzeitigen Hitzeexpositionen von 15 oder 30 Minuten, die selbst im Klimawandel oft zu unrealistisch hohen kritischen Temperaturen im Vergleich zu den Umgebungsbedingungen führten. In einer aktuellen Arbeit haben wir daher die Durchführbarkeit von Wärmebehandlungen von bis zu 4 Stunden bei 14 in Mitteleuropa heimischen oder eingeführten Baumarten der gemäßigten Zonen getestet, was der Dauer der täglichen Wärmemaxima in den Mittags- und Nachmittagsstunden näher kommt. Kritische Reduzierungen von Fv/Fm traten nach 4 Stunden Wärmebehandlung bei niedrigeren Temperaturen im Vergleich zu den Kurzzeitversuchen in dieser Studie auf. Während alle Arten mit 35 °C gut zurechtkamen, begann der Rückgang von Fv/Fm bei einigen Arten bei Blatttemperaturen von 40 °C und war bei 45 °C weit verbreitet. Nachdem wir in diesen Vorarbeiten ein Messprotokoll etabliert und die grundlegende Ergebnisse zur Hitzetoleranz von Baumarten der gemäßigten Zonen vorlegen konnten, besteht das Ziel dieses Projekts darin, unsere Studien über die Hitzetoleranz von Baumarten der gemäßigten Zonen als eigenständigen Faktor zu vertiefen, der getrennt von der Trockentoleranz behandelt werden muss. Dies ist notwendig, um die biologische Reaktion der Bäume auf den Klimawandel besser zu verstehen und liefert auch wichtige Informationen für die Waldbewirtschaftung. Das hier vorgeschlagene Projekt umfasst die Analyse der jahreszeitlichen und standortabhängigen Variabilität der Hitzetoleranz, um das Potenzial der Bäume zur Wärmeakklimatisierung während der Vegetationsperiode und an verschiedenen Standorten mit unterschiedlicher Hangneigung und Höhenlage zu verstehen. Neben der Hitzetoleranz der Blätter werden auch die Blatttemperaturen in den Baumkronen mit Hilfe einer Wärmebildkamera untersucht, um die Hitzetoleranzmechanismen aus dem Labor besser auf die Bedingungen im Freiland übertragen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen