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Projekt der Waldschadensforschung abgeschlossen

10.10.1997 - (idw) Universität Fridericiana Karlsruhe (T.H.)

Nr. 092 / 07. Oktober 1997/ sho

Projekt der Waldschadensforschung abgeschlossen:

Schlechte Versorgung mit Magnesium macht Fichten empfindlich fuer Ozon

Auch eine Baumart wie die Fichte, die gegen Ozon ausgesprochen resistent ist, reagiert empfindlich auf Ozon-Belastung, wenn es ihr an Magnesium (Mg) mangelt. Anders ausgedrueckt: Die Gefaehrdung, die von der derzeit herrschenden Ozon-Belastung ausgeht, kann durch eine bessere Mg-Versorgung der Baeume verringert werden, wie sie etwa durch Duengung zu erreichen ist. Zu diesem Ergebnis kommen zwei breitangelegte Studien, die die Universitaet Karlsruhe im Rahmen der baden-wuerttembergischen Waldschadensforschung gemeinsam mit mehreren anderen Universitaeten und Forschungseinrichtungen zwischen 1988 und 1996 im Nordschwarzwald durchgefuehrt hat. Gefoerdert wurden die Untersuchungen durch das ,Projekt Europaeisches Forschungsvorhaben fuer Massnahmen zur Luftreinhaltung (PEF)".

Untersucht wurde ein am Schoellkopf suedwestlich von Freudenstadt auf 850 Meter Hoehe gelegener Fichtenforst, dessen Baeume die fuer die ,Hochlagenerkrankung der Fichte" (Montane Vergilbung) typischen Schadsymptome aufweisen: Vergilbung der aelteren Nadeljahrgaenge und verstaerkter Nadelwurf. In einer ersten Studie (1988 - 1991) erwiesen sich als belastend fuer die Baeume die schlechte Mg-Versorgung und die mit sommerlichen Monatsmittelwerten ueber 100 g/m3 (maximale Halbstundenwerte ueber 200 g/m3) betraechtliche Ozon-Belastung. Ungeklaert blieb der relative Einfluss der beiden Stressoren.

Diesem versuchte eine zweite Schoellkopf-Studie (1993 - 1996) nachzugehen, die Prof. Dr. Hans-Guenther Heumann und Dr. Dorothea Siefermann-Harms vom Botanischen Institut I der Universitaet Karlsruhe konzipierten und die sich jetzt in der Endauswertung befindet. Versuchsobjekte waren zwei rund 20 Meter hohe Fichten, deren Lichtkronen ueber Gerueste zugaenglich gemacht wurden: Eine visuell gesunde, mit Mg gut versorgte Kontrollfichte und eine Fichte mit Schadsymptomen, die fuer starken Mg-Mangel typisch sind. Die Untersuchungen erfolgten in Kooperation mit den Universitaeten Bochum, Dresden und Tuebingen, dem Forschungszentrum Karlsruhe, der Fachhochschule Aalen sowie der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Wuerttemberg. Eine benachbarte Ozon-Messstation der Firma UMEG stellte den Arbeitsgruppen ihre Daten zur Verfuegung, so dass moegliche Zusammenhaenge zwischen Episoden unterschiedlicher Ozon-Belastung und den Reaktionen der Baeume geprueft werden konnten.

Die vierjaehrige Messkampagne zeigte, dass der Photosynthese-Apparat des gesunden Baums im Verlauf der Vegetationsperiode typischen AEnderungen unterliegt, die sich sowohl auf biochemischem als auch auf funktionellem und ultrastrukturellem Niveau manifestieren.

Diesen normalen jahreszeitlichen AEnderungen stehen beim kranken Baum AEnderungen gegenueber, die im Fruehsommer waehrend des ploetzlich einsetzenden Vergilbungsvorgangs ablaufen. Hierbei nimmt das Chlorophyll, der gruene Farbstoff der Photosynthesemembranen, innerhalb weniger Wochen stark ab. Mit beginnender Vergilbung verliert das lichtsammelnde Antennenprotein, das etwa 50 Prozent des Chlorophylls bindet, seine Stabilitaet. AEnderungen anderer Membranproteine schliessen sich an, ein Teil der Photosynthesemembranen verschwindet, und in den noch vorhandenen Membranen sind einzelne Funktionen zunehmend gestoert. Auch der Abtransport von Photosyntheseprodukten ist gestoert, was in den vergilbten Nadeln zu einer Anreicherung von Staerke fuehrt.

Die beschriebenen Schadsymptome blieben aus, nachdem der Mg-Gehalt der Nadeln durch Mg-Duengung erhoeht worden war. Hieraus schliessen die Wissenschaftler, dass mit Mg gut versorgte Fichten durch die am Schoellkopf herrschende Ozon-Belastung in ihrer Vitalitaet nicht beeintraechtigt werden. Unterschritt jedoch der Mg-Gehalt der Nadeln eine kritische Schwelle, zeigte sich, dass das Antennenprotein umso mehr an Stabilitaet verlor, je hoeher die Ozon-Belastung an den Tagen war, die der Analyse vorausgingen. Dieser Befund ist besonders bemerkenswert, da ein Zusammenhang zwischen der Stabilitaet des Antennenproteins und dem Schutz der Pigmente vor lichtabhaengiger Zerstoerung zu bestehen scheint.

,Die Befunde bestaetigen die oft vorgetragene Vermutung, Waldschaeden wuerden durch ein komplexes Zusammenspiel unterschiedlicher Stressfaktoren hervorgerufen", fassen Prof. Dr. Hans-Guenther Heumann und Dr. Dorothea Siefermann-Harms die Ergebnisse der Freilanduntersuchungen zusammen, die im Rahmen einer Kooperation der Forschungszentren Karlsruhe und Neuherberg derzeit anhand definierter Kammerversuche fortgefuehrt werden.

Naehere Informationen: Prof. Dr. Hans-Guenther Heumann, Tel. 0721/608-2144, oder Dr. Dorothea Siefermann-Harms, Tel. 07247/822780


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