Feinauflösende Untersuchung der Klimaabhängigkeit der Holzbildung in einer Pionier- und einer Klimaxbaumart der südlichen borealen Zone (Larix sibirica und Betula platyphylla)

• Antragstellerin: Dr. Choimaa Dulamsuren
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328288092

Boreale Wälder leiden zunehmend unter Sommertrockenheit als Folge der Klimaerwärmung, während sie ursprünglich in weiten Teilen ihres Areals durch niedrige Sommertemperaturen und geringe Stickstoffverfügbarkeit limitiert waren. Die Mechanismen, die zur weitverbreiteten Limitierung des Wachstums durch Sommertrockenheit und zu reduziertem jährlichem Stammzuwachs mit fortschreitender Klimaerwärmung führen, sind unzureichend bekannt.Im angestrebten Projekt wollen wir die Kausalitäten aufklären, die zur Trockenheitslimitierung der Holzbildung führen. Wir wollen deshalb die Kambiumaktivität (d.h. die Zellteilungsaktivität) und die Differenzierung des Xylems (inkl. Zellstreckung, Wandverdickung, Lignifizierung) in hoher zeitlicher Auflösung untersuchen. Die Untersuchung wird am Südrand des borealen Waldgebietes in Innerasien in der Mongolei durchgeführt, wo die Wälder im Waldsteppen-Ökoton an Grasländer angrenzen. In dieser Region waren die meisten borealen Wälder schon immer durch Trockenheit limitiert. Die Vitalität und die Produktivität der Wälder sind hier durch die Klimaerwärmung seit dem späten 20. Jahrhundert im Rückgang begriffen. Wir haben vor, wöchentlich Mikrobohrkerne von Stammholz zur detaillierten Analyse der Xylembildung zu sammeln. Diese Untersuchungen werden mit Analysen des Mikroklimas, des Wasserhaushalts der Bäume (Sprosswasserpotential, Xylemsaftfluss) sowie der Konzentration an gespeicherten nichtstrukturellen Kohlenhydraten (NSC) im Stamm kombiniert. Die Kambiumaktivität wird außerdem mit phänologischen Beobachtungen, v.a. dem Nadel- bzw. Laubaustrieb, in Beziehung gesetzt. Die Untersuchungen sollen in reinen und gemischten Beständen der Sibirischen Lärche (Larix sibirica) und der Mandschurischen Birke (Betula platyphylla) durchgeführt werden. Die Lärche ist der dominante Klimaxbaum, wohingegen die Birke die dominante Pionierlaubbaumart gestörter Standorte am Südrand des borealen Waldes in der Mongolei ist.Die zentralen Hypothesen, die getestet werden sollen, dienen der Untersuchung der Kausalitäten hinter den beobachteten Langzeittrends zu reduzierter Früh- und Spätholzbildung in den beiden Baumarten. Wir postulieren, dass die Stammholzbildung zu Beginn der Vegetationsperiode durch den Mangel an gespeicherten Kohlenhydraten aus dem Vorjahr begrenzt ist. Wärmere und trockenere Sommer sollten in einen reduzierten jährlichen Kohlenstoffgewinn resultieren, der wiederum dazu führt, dass weniger NSC den Winter über gespeichert werden. Den Kohlenhydratreserven wird eine zentrale Bedeutung bei der Frühholzbildung zugeschrieben. Wir prüfen des Weiteren die Hypothese, dass Kambiumaktivität und Xylemdifferenzierung in der späten Vegetationsperiode direkt durch niedrige Wasserverfügbarkeit limitiert werden. Zudem wollen wir die Hypothese testen, dass das Auftreten der Birke, die durch natürliche und anthropogene Störungen gefördert wird, bei der Lärche durch asymmetrische zwischenartliche Konkurrenz ums Wasser den Trockenstress erhöht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen