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Modeli višinskega in debelinskega priraščanja dreves so pomembni za upravljanje gozdov, saj so podlaga za določanje režima redčenj, ciljnih premerov drevesnih vrst in optimalnega razmerja razvojnih faz ter ocenjevanje produkcijske sposobnosti goz%dnih rastišč. S podatki s stalnih vzorčnih ploskev smo za dva gozdna tipa (gradnovo bukovje na izpranih tleh in predalpsko jelovo bukovje) modelirali višinsko rast dominantnih bukev in smrek glede na njihov premer. Za obe vrsti smo ocenili rastiščni produkcijski indeks (SPI), ki je dominanta višina drevja pri prsnem premeru 45 cm. Na podlagi debelinskega priraščanja do%minantnih dreves smo ocenili prehodne dobe in povprečno starost dreves glede na njihovo debelino. To so bili vhodni podatki za določitev regresijskega modela višine dominantnih dreves glede na njihovo starost. SPI je za smreko v primerjavi z bukvijo pričakovano višji, pri bukvi je vrednost SPI višja na rastišču gradnovega bukovja na izpranih tleh (28,7 m proti 27,9 m), pri smreki pa na rastišču predalpskega jelovega bukovja (31,3 m proti 29,7 m). Vrednosti rastiščnih indeksov (SI dominantna višina drevja pri starosti 100 let) smreke na rastiščih gradnovega bukovja in predalpskega jelovega bukovja so 33,4 in 32,0, bukve pa 29,0 in 27,0. Z opisanim postopkom smo za izbrana gozdna rastiščna tipa določili indekse produkcijske sposobnosti gozdnih smreke in bukve (SI in SPI) uporabnost postopka je treba preveriti še za druge drevesne vrste in gozdne rastiščne tipe. Modeling the height and diameter growth of trees is an important part of forest management. Growth models provide the basis for determining the thinning regime, target tree dimensions and optimal proportions of developmental phases of forest stands. We developed individual height growth models for dominant Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) and European beech (Fagus sylvatica L.) in two forest types (sessile oak-European beech forests and pre-Alpine silver fir-European beech forests). Based on the models, the site productivity index (SPI), defined as the dominant tree height at a diameter of 45 cm, was determined for spruce and beech in both forest types. Based on the diameter increment of the dominant trees, the age of trees in regard to their diameter was calculated, which was the basis for Height-Age modeling. The site productivity index (SPI) of spruce in sessile oak-beech forests and pre-Alpine silver fir-European beech forests is higher than that of beech: 31.3 and 29.7 vs 28.7 and 27.9, respectively. Estimated site indices (SI dominant tree height at the age of 100 years) in sessile oak- European beech forests and pre-Alpine silver fir-European beech forests were 33.4 and 32.0 for spruce, and 29.0 and 27.0 for beech, respectively. Using the described procedure, it is possible to determine indices of site productivity of spruce and beech (SI and SPI) in the selected forest habitat types. Testing the procedure in other forest types and for other tree species is suggested.

Interkantonales Walddauerbeobachtungsprogramm der Kantone AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZH und der Zentralschweizer Umweltämter (LU, NW, OW, SZ, UR, ZG) mit Beteiligung des BAFU 2017-2021.

Drevesa so pomemben arhiv podatkov o preteklih dogodkih za rekonstrukcijo prostorske in časovne aktivnosti skalnih podorov, saj beležijo vplive skalnih podorov z anomalijami v rasti drevesnih branik ali prek vizualnih poškodb, vidnih na površju debel. V prispevku je predstavljena metodologija preučevanja skalnih podorov z analizo vidnih poškodb na deblu 52 dreves navadne bukve (Fagus sylvatica L.) na območju doline Trente v Sloveniji. Na podlagi analize smo ugotovili, da je povprečno število poškodb na posamezno drevo 7 ter da večinoma spadajo v kategorijo starih poškodb, kar kaže na manjšo aktivnost skalnih podorov v zadnjih letih. Povprečna povratna doba pojavljanja skalnih podorov je znašala 31,8 let le-ta pa se skrajša za 1,2 leta, če upoštevamo pogojno verjetnost vpliva, da skale lahko zgrešijo drevesa. Prostorsko pojavljanje skalnih podorov kaže na večjo aktivnost v osrednjem delu preučevanega pobočja. Trees represent an important archive that can be used to reconstruct the spatial and temporal patterns of rockfall events. Rockfall impacts can be recorded in the form of anomalies in tree rings and impact scars on the tree stem. In this paper we demonstrate the use of an approach based on counting scars for reconstructing the frequency and spatial pattern of past rockfalls. The approach was applied by counting the visible scars on the stem surface of 52 European beech trees (Fagus sylvatica L.) in the area of the Trenta Valley, Slovenia. The average number of impacts per trees was 7, and the impacts were mostly classified as old, indicating reduced rockfall activity in recent years. The average recurrence interval was 31.8 years, which was reduced by 1.2 years by the application of the conditional impact probability. The spatial pattern of rockfall impacts shows that rockfall activity is higher in the middle part of the studied slope.

This paper presents results from a comparison of wholewood and cellulose carbon and oxygen isotope ratios for four UK tree species. These species occur within the historic buildings archive as both primary and supplementary construction materials and have been used to reconstruct the climate of the past. New advances in the application of stable isotopes have widened the scope of the isotope approach, but require the time-consuming purification of cellulose. Comparison of the oxygen and carbon isotope signals preserved in the wood and cellulose components confirms and builds upon previous research in this field and provides additional insight into the covariance of these two sample types between species, an V prispevku so predstavljeni rezultati primerjave analize stabilnih izotopov ogljika in kisika v lesu in celulozi drevesnih branik štirih najpogostejših drevesnih vrst v Veliki Britaniji: pravega kostanja, bukve, doba in rdečega bora. Les teh drevesnih vrst pogosto najdemo tudi v različnih lesenih konstrukcijah, kar nam, v kombinaciji z lesom iz živih dreves, omogoča rekonstrukcijo klime v čas pred instrumentalnimi meritvami. Razvoj detekcijskih tehnik za stabilne izotope je omogočil uporabo stabilnih izotopov tudi tam, kjer to tradicionalno ni bilo možno (npr. za datiranje starih stavb), še vedno pa je glavna ovira za širšo uporabo teh metod zahtevna in zamudna ekstrakcija celuloze iz posameznih lesnih branik. Primerjava stabilnih izotopov kisika in ogljika v lesu in (alfa)-celulozi je potrdila dosedanje vedenje in dodala nova spoznanja o primerljivosti razmerij stabilnih izotopov, analiziranih v lesu in celulozi, kar nam bi lahko omogočilo izločitev zamudne tehnike ekstrakcije celuloze in neposredno uporabo homogeniziranega lesa b

Eine quantitative Untersuchung der Nährstoffgehalte in einzelnen Sortimenten von Buchen und Fichten im Hinblick auf den Nährstoffentzug bei Vollbaumnutzung

The spider fauna active on the bark of trees in forests on eight sites in different regions in Germany was investigated. Trunk eclectors at about 2-4 meters height on living trees were used in different regions of Germany (SW Bavaria, Hesse, Brandenburg) between 1990 and 2003. In Hesse eclectors were also used on dead beech trees (standing and lying). In this study data, mainly from beech (Fagus sylvatica) and spruce (Picea abies), from May to Octo- ber are compared - whole year samples (including winter) are only available from Hesse. A total of 334 spider species were recorded with these bark traps, i.e. about one third of the spider species known from Germany. On average, each of the eight regions yielded 140.5 (± 26.2) species, each single tree 40.5 (± 12.2) species and 502 (± 452) adult spiders per season (i.e. May to Oct.). The 20 most abundant species are listed and characterised in detail. Six of the 20 species were not known to be abundant on bark, three prefer conifers and three beech/broadleaf. Even in winter (December-March) there was a remarkably high activity on the trunks. However, only a few spe- cies occur exclusively or mainly in winter. Finally, the rarity of some bark spider species is discussed and details (all known records in Germany, phenology) of four of them are presented (Clubiona leucaspis, Gongylidiellum edentatum, Kratochviliella bicapitata, Oreonetides quadridentatus). The diversity and importance of the spider fauna on bark in Central Europe is still underestimated.

In diesem Beitrag werden an einigen Beispielen die Auswertungsmöglichkeiten aufgezeigt, die die digital vorliegende Vegetationskarte des Nationalparks Harz bietet. Es wird deutlich, dass beim Vergleich der vorliegenden Daten mit Wiederholungsaufnahmen Aussagen zu den ökologischen Veränderungen im Nationalpark Harz gemacht werden können, die das Ergebnis der natürlichen Sukzession bzw. das Ergebnis forstlicher Initialmaßnahmen sind. Die Arbeit zeigt, dass neben den Flächenanteilen der erfassten Pflanzengesellschaften die vorkommenden Arten und ihre Deckungsanteile in der jeweiligen Gesellschaft berechnet werden können. Damit ist es z. B. perspektivisch möglich, flächendeckende Aussagen zu den Ausbreitungstendenzen der Arten z. B. in den Pflanzengesellschaften und in den unterschiedlichen Höhenstufen des Nationalparks Harz zu machen. So zeigt die aktuelle Verbreitung von Picea abies im Nationalpark Harz, dass die Verteilung der Baumart nicht annähernd deckungsgleich mit der Verteilung ihrer natürlichen bzw. naturnahen Waldgesellschaften ist. Diese Diskrepanz tritt bei Fagus sylvatica nicht ganz so extrem auf. Am größten ist die Differenz in Höhenbereichen, in denen Fagus sylvatica ihr natürliches Verbreitungsgebiet hat, aber auch in der Vergangenheit am stärksten zurückgedrängt wurde. Das sind genau die Gebiete, in denen die Rotbuche im Rahmen der forstlichen Initialmaßnahmen des Nationalparks verstärkt eingebracht wurde. Ob Fagus sylvatica dort, wo sie gepflanzt wurde und in höheren Deckungsgraden auftritt, in der Lage ist, das Potenzial für natürliche Buchenwaldgesellschaften zu bilden, wird mit Hilfe der hier dargestellten Erfassungsmethode perspektivisch nachweisbar sein. Dass es sinnvoll ist, zu dem jetzigen Zeitpunkt zwischen naturnahen Waldgesellschaften und Fichtenforsten zu unterscheiden, wird anhand des Vergleichs ausgewählter Parameter aufgezeigt. The present paper gives an overview of different analysis options of the vegetation map of the National Park Harz, which in turn might be helpful in the guidance of management measures and conser-vation efforts. Because the main task of national parks is the protection of natural dynamics of ecosystems, it is important to observe and assess shifts in habitat qualities. These shifts, mainly as a result of natural dynamics but also forest management, can be visualized by means of a vegetation map of the National Park Harz. Here we demonstrate that the map allows for a quantification of both the areas covered by different plant communities and by plant species typical of these communities. This in turn gives an overview on shifts in the abundance of plant species and the area of plant communities of different altitudinal zones. For example, there is a discrepancy between the area covered by the tree species Picea abies and that of natural or near-natural communities which are rich in Picea abies. This discrepancy was also – but to a lesser extent – observed for the distribution of Fagus sylvatica and the natural or near natural Fagus communities. The difference is particularly high on natural sites of Fagus sylvatica (about 400 to 500 m a.s.l.). Foresters have established big spruce plantations here. In this natural development zone of the national park we planted a lot of Fagus sylvatica individuals because here is the natural habitat of this species. The scientific investigations in the National Park Harz will demonstrate whether the plant-ed beech individuals are able to grow and to form a natural forest structure. In this paper we will show that it is useful to distinguish natural woodland from planted forests.

In dieser Arbeit wurde die Regulation des Shikimatstoffwechsels bei der europäischen Buche unter dem Einfluß von Ozon untersucht. Für jedes der sieben Enzyme des Shikimatstoffwechsels wurden putative cDNA-Sequenzen ermittelt und für die Genexpressionsstudien verwendet. Im Verlauf mehrerer Expositionsversuche mit 3- bis 4-jährigen Buchen wurde eine deutliche ozonbedingte Induktion einzelner Gene des Shikimatstoffwechsels beobachtet. Durch Westernblot-Analysen wurden diese Ergebnisse für ausgewählte Enzyme auch auf Proteinebene überprüft. Darüber hinaus wurden ozoninduzierte subtraktive cDNA-Banken erstellt und die Akkumulation einzelner Sekundärmetabolite und Signalsubstanzen untersucht. Die Befunde dieser Arbeit sprechen für eine streßbedingte Umsteuerung zwischen Primär- und Sekundärstoffwechsel in der europäischen Buche unter dem Einfluß von Ozon. The main focus of this work was to evaluate the influence of abiotic stress on the regulation of the shikimate pathway in European beech. For each enzyme involved in the shikimate pathway putative cDNA sequences were cloned and used as probes for gene expression analysis. In the course of several exposition experiments with beech saplings a significant induction was found for some of these genes. These results were confirmed on protein level for selected enzymes. Furthermore ozone induced SSH cDNA libraries were constructed and the accumulation of secondary metabolites and signal substances was analysed. Altogether ozone seems to induce a change in metabolite allocation between primary and secondary metabolism in European beech.

Zahlreiche Studien wiesen bisher Ozon-Effekte auf zellulärer, Blatt- und / oder Gesamtpflanzen-Ebene bei Bäumen nach. Jedoch wurde dabei meist der mögliche Einfluss der Ontogenie der Bäume sowie der Einfluss der experimentellen Wachstumsbedingungen nicht berücksichtigt. Ziel der vorliegenden Studie war es, zu bestimmen, ob erstens Jung- und Altbäume ähnlich auf Ozon reagieren und zweitens, ob Jungbäume unter verschiedenen Wachstumsbedingungen (Szenario: z. B. Klimakammer und Freiland) verschieden auf Ozon reagieren. In der vorliegenden Studie wurden die Reaktionen von zwei- bis dreijährigen Jungbäumen und 51- bis 66jährigen Altbäumen im Freiland (Mischkultur von Buche (Fagus sylvatica L.) und Fichte (Picea abies (L.) Karst.) im Kranzberger Forst, Freising, ontogenetische Skalierung) unter vorherrschenden Ozon-Konzentrationen der Standortsluft (1x Ozon) und experimentell zweifach erhöhten Ozon-Konzentrationen (2x Ozon, maximal 150 nl Ozon l-1, mittels einer free-air-Ozonbegasungsanlage) untersucht. In dieser Untersuchung wurden die Jungbäume, die in Pflanzcontainern wuchsen, in der Schatten- und Sonnenkrone der Altbäume exponiert, so dass ein physiologischer Vergleich zwischen den Altersstufen in ähnlichen Mikroklimaten möglich war. Zusätzlich wurde noch die Reaktion von Jungbäumen am Waldboden unter vorherrschenden Ozon-Konzentrationen der Standortsluft untersucht. Neben der ontogenetischen Skalierung wurde eine Szenario-Skalierung durchgeführt, in der die Reaktionen von zwei- bis dreijährigen Jungbäumen (Buchen und Fichten) im Freiland (Kranzberger Forst, Freising, mit Mischkultur und Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit - GSF - Lysimeter, München, mit Buchen-Monokultur) und in Klimakammern (GSF, Phytotrone, München, mit Mischkultur) unter den oben genannten Ozon-Regimen verglichen wurden. Die Jungbäume in den Phytotronen wurden ebenfalls wie die Jungbäume im Kranzberger Forst in Container (gleiche Containergröße) gepflanzt. Innerhalb der ontogenetischen Skalierung und der Szenario-Skalierung wurde die phänologische Entwicklung, das Ausmaß der Blattschädigung, die Biomasseentwicklung, die photosynthetische Leistungsfähigkeit und der Blattgaswechsel der Bäume untersucht. Die vorliegende Studie wurde innerhalb des Sonderforschungsbereichs (SFB) 607 Wachstum und Parasitenabwehr durchgeführt. In diesem SFB 607 wird an krautigen und holzigen Pflanzen untersucht, ob unabhängig von den einwirkenden Faktoren die Pflanze ihre Stoffallokation auf eine Weise reguliert, dass eine Steigerung in Wachstum und Konkurrenzverhalten zu einer Einschränkung der Stress-, insbesondere der Pathogenabwehr führt (zentrale Fragestellung). In der vorliegenden Studie wurde Ozon als ein Stressfaktor betrachtet. Innerhalb der ontogenetischen Skalierung wurden in der vorliegenden Studie anhand der untersuchten Parameter meist weder für die Jung- noch für die Altbäume (Buchen und Fichten) Ozon-Effekte beobachtet, so dass die Hypothese 1, dass die Jungbuchen und -fichten im Kranzberger Forst empfindlicher auf das experimentell erhöhte Ozon reagieren als die Altbäume, abgelehnt wurde. Die Hypothese 2, dass die Altbäume im Kranzberger Forst durch die Jungbäume bezüglich der Ozon-Reaktionen nicht repräsentiert werden, wurde auf Grund der Vergleichbarkeit der Ozon-Reaktionen zwischen den ontogenetischen Stadien ebenfalls abgelehnt. Die vergleichbaren Reaktionen der Jung- und Altbäume sind vermutlich durch die ähnlichen stomatären Leitfähigkeiten, Ozon-Aufnahmen und photosynthetischen Leistungsfähigkeiten zu begründen. Die Bewertungen der Hypothesen 1 und 2 tragen zur Beantwortung der zentralen (s. o.) und einer weiteren Fragestellung des SFB 607 bei, ob die nachlassende Produktionsleistung im Zuge der ontogenetischen Entwicklung zu einer Steigerung der Stressabwehr führt. Die Altbäume wiesen zwar eine nachlassende Produktionsleistung bzw. ein geringeres Wachstum (=geringerer prozentualer Stammdickenzuwachs) als die Jungbäume auf und waren gegenüber erhöhter Ozon-Belastung stresstolerant, jedoch waren auch die Jungbäume bei hoher Produktionsleistung bzw. eines hohen Wachstums (=höherer prozentualer Stammdickenzuwachs als die Altbäume) ebenfalls stresstolerant. Im Verlauf der Ontogenie wurde somit für die Buchen und Fichten in der vorliegenden Studie keine Steigerung der Stressabwehr beobachtet. Eine höhere Ozon-Empfindlichkeit der Buchen im Vergleich zu den Fichten wurde in der ontogenetischen Skalierung nicht beobachtet (Ablehnung Hypothese 5). Die vorliegende Studie wies anhand der Szenario-Skalierung nach, dass die experimentellen Wachstumsbedingungen entscheidend für die Reaktionen der Bäume auf das 2x Ozon-Regime sein können: Ein signifikanter Einfluss durch das 2x Ozon-Regime wurde für die Jungbuchen in der Phytotronstudie im Gegensatz zu den Jungbuchen in den Freilandstudien in den meisten untersuchten Parametern nachgewiesen. Eine experimentell erhöhte Ozon-Konzentration führte bei den Jungbuchen in den Phytotronen im Gegensatz zu den Jungbuchen im Freiland zu einer Beeinträchtigung der phänologischen Entwicklung (verspäteter Austrieb und verfrühte Seneszenz), einer Erhöhung der Blattschädigung, einer Reduktion des Biomassezuwachses, einer Reduzierung der photosynthetischen Leistungsfähigkeit und des Blattgaswechsels. Die Hypothese 3, dass die Jungbäume im Freiland (Kranzberger Forst und Lysimeter) unterschiedlich auf das erhöhte Ozon im Vergleich zu den Jungbäumen in den Phytotronen reagieren, wurde somit für die Jungbuchen bestätigt. Die unterschiedlichen Ozon-Effekte zwischen den Jungbuchen im Freiland und in den Klimakammern wurde v. a. auf das größere Verhältnis der stomatären Leitfähigkeit für Wasserdampf zur Netto-Assimilationsrate und die allgemein geringeren Photosyntheseraten der Jungbuchen in den Phytotronen unter erhöhtem Ozon zurückgeführt. Die geringeren Photosyntheseraten der Jungbäume in den Phytotronen führten vermutlich dazu, dass diese Jungbuchen den Einfluss des experimentell erhöhten Ozon nicht kompensieren konnten. Unterschiede in den Lichtverhältnissen zwischen dem Freiland und den Phytotronen (Erhöhung der thermischen Strahlung und der diffusen Strahlung in den Phytotronen) könnten ebenfalls für die unterschiedlichen Ozon-Empfindlichkeiten verantwortlich sein. Bei den Fichten wurden sowohl in der Freiland- als auch in der Phytotronstudie keine negativen Effekte (=Ozon-Toleranz) in Bezug auf die untersuchten Parameter durch das experimentell erhöhte Ozon-Regime beobachtet. Die Reaktionen dieser Baumart auf das experimentell erhöhte Ozon waren nicht durch die experimentellen Wachstumsbedingungen (Freiland oder Klimakammer) beeinflusst (Ablehnung Hypothese 3 für Jungfichten). Eine Aussage, dass die Jungbuchen empfindlicher auf Ozon reagieren als die Jungfichten (Hypothese 5), war abhängig von dem betrachteten Szenario: Im Freiland reagierten die Jungbuchen ebenso wie die Jungfichten meist nicht auf das erhöhte Ozon-Regime (Ablehnung Hypothese 5), wogegen in den Phytotronen die Jungbuchen Ozon-empfindlicher als die Jungfichten waren (Bestätigung Hypothese 5). Die Hypothese 4, dass die Jungbuchen in Mischkulturen Ozon-empfindlicher reagieren als die Jungbuchen in Monokulturen, konnte im Vergleich der Jungbuchen im Freiland (Lysimeter, Monokultur) mit den Jungbuchen in den Klimakammern (Phytotrone, Mischkultur) bestätigt werden, wogegen die Hypothese 4 für den Vergleich zwischen den Jungbuchen in der Mono- und der Mischkultur im Freiland (Lysimeter vs. Kranzberger Forst) abgelehnt wurde. Um physiologische Mechanismen innerhalb der ontogenetischen Skalierung in Bezug auf die Reaktion auf erhöhte Ozon-Regime zu verstehen, ist es wichtig, dass Jung- und Altbäume unter ähnlichen Voraussetzungen, wie z. B. unter ähnlichen Mikroklimaten (Schatten- und Sonnenkrone) untersucht werden. Für Buchen und Fichten wies diese Studie nach, dass Untersuchungen an Jungbäumen repräsentativ für Altbäume sind. Weitere ontogenetische Untersuchungen für andere Baumarten sollten in Zukunft durchgeführt werden, da zunehmens versucht wird, den Einfluss von Ozon von Jung- auf Altbäume zu modellieren, aber oftmals eine Validierung der Modell-Ergebnisse fehlt. Da die experimentellen Wachstumsbedingungen (s. o. Bsp. Buche) entscheidend in Bezug auf den Einfluss von Ozon sein können, ist die Übertragbarkeit bisheriger Ergebnisse zum ontogenetischen Skalieren in open-top Kammern fragwürdig, wenn diese auf das Freiland - und somit andere Wachstumsbedingungen - erfolgt. Ebenso ist die Festlegung des AOT40-Grenzwerts (akkumulierte externe Ozon-Dosis über dem Schwellenwert von 40 nl Ozon l-1), welcher auf open-top Kammerstudien mit Buchen basiert und auf Bäume im Freiland übertragen wurde, fragwürdig. Auf Grund des starken Einflusses der experimentellen Wachstumsbedingungen erscheint eine Übertragbarkeit der Ergebnisse von Jungbäumen aus Klimakammern auf Altbäume im Freiland nicht für alle Baumarten zulässig (s. o. Bsp. Buche). Many studies have verified ozone-effects across functional levels of the cell, leaves and whole trees. However, the possible interaction of ontogeny of trees and experimental growth conditions has not been considered. The objective of this study was to determine if juvenile and mature trees respond similarly to ozone, and to determine if trees of the same age respond similarly to ozone when exposed in different exposure facilities (scenario: e. g., climate chamber and field). In this study, reaction of two to three-year-old juvenile trees and 51 to 66-year-old adult trees in the field (mixed-culture of beech (Fagus sylvatica L.) and spruce (Picea abies (L.) Karst.) in Kranzberg Forst, Freising, ontogenetic scaling) were investigated under ambient (1x ozone) and twice-ambient ozone-concentrations (2x ozone, maximum of 150 nl ozone l-1, via free-air-ozone fumigation system). To provide physiological comparisons between age classes, juvenile trees (planted in containers) were exposed in similar microclimates to shade and sun conditions in the crown of adult trees. Additional juvenile trees were placed on the forest floor and were investigated under 1x ozone-regime. In addition to the ontogenetic scaling, trees of similar age were compared in different exposure facilities (scenario-scaling). Within this scenario-scaling, reactions of two to three-year-old juvenile trees (beech and spruce) in the field (Kranzberg Forst, Freising, with mixed-culture and National Research Center for Environment and Health - GSF - lysimeter, München, with beech mono-culture) and in climate chambers (GSF, phytotron, München, with mixed-culture) under the above mentioned ozone-regimes were compared. Juvenile trees in the phytotrons were planted in containers comparable to those of juvenile trees in Kranzberg Forst. Phenological development, extent of foliage injury, biomass development, photosynthetic capacity and leaf gas exchange of trees were investigated within the ontogenetic and scenario-scaling. This study was carried out as part of the project titled Sonderforschungsbereich (SFB) 607 Growth and Parasite Defence. Within this SFB 607, herbaceous and woody plants are investigated to determine if plants regulate their resource allocation to increase stress tolerance and resistance (in particular against pathogens), and whether this increase in stress tolerance inherently leads to constraints on growth and competitiveness (main hypothesis). In the present study ozone has been considered as an impacting stress factor. In the ontogenetic scaling of the present study on basis of the investigated parameters, neither juvenile nor adult trees (beech and spruce) mostly showed ozone-effects. Hypothesis 1, i.e., that juvenile beech and spruce in Kranzberg Forst were more sensitive to enhanced ozone-regimes than adult trees, was rejected. Hypothesis 2, i.e., that adult trees in Kranzberg Forst in relation to ozone-reactions are not represented by juvenile trees was also rejected, because of similarities in ozone-response. Comparable responses of juvenile and adult trees in relation to the enhanced ozone-regime are probably justified by similar stomatal conductance, ozone-flux and photosynthetic capacity, respectively. Validation of hypotheses 1 and 2 contributes to the main hypothesis and another hypothesis of the SFB 607, if the decreasing production capacity during the ontogenetic development leads to enhanced defence against stress. Adult trees had decreased production capacity and decreased growth (based on decreased percent stem increment) in comparison to juvenile trees and they showed ozone resistance. But juvenile trees, despite the higher production capacity and increased growth (based on increased percent stem increment), were also ozone resistant. In the present study there were no obvious increases in stress defence between the different stages of ontogeny. A higher ozone-sensitivity for beech compared to spruce was not observed within the ontogenetic scaling (rejection of hypothesis 5). In the present study within the scenario-scaling it has been determined that growth conditions might be an important factor for reactions of trees in enhanced ozone-regimes: A significant influence within the 2x ozone-regime was observed for juvenile beech in the phytotron study for most of the investigated parameters, in contrast to juvenile beech in the field studies. Experimental enhanced ozone-concentrations delayed leaf flush and accelerated leaf senescence, increased leaf injury, reduced biomass, reduced photosynthetic capacity and leaf gas exchange of beech trees in phytotrons, but not in the field. Therefore hypothesis 3, that juvenile trees in the field (Kranzberg Forst and lysimeter) react differently in relation to enhanced ozone in comparison to juvenile trees in phytotrons was confirmed for beech. Different ozone-effects between juvenile trees in the field and in climate chambers were mainly justified by the greater ratio of stomatal conductance for water vapour and net-assimilation rate, and the lower photosynthesis rate for juvenile beech in the phytotrons under enhanced ozone-regime. Lower photosynthesis rates of juvenile trees in the phytotrons was probably the reason beech could not compensate for experimental enhanced ozone-concentrations. Differences in light levels between field and phytotrons (enhanced thermal radiation and diffuse radiation in phytotrons) could be another reason for different ozone-sensitivities. For spruce no negative effect (=ozone resistance) could be observed in relation to the investigated parameters under the enhanced ozone-regime in the field or in the phytotrons. The reaction of this species in relation to experimental enhanced ozone was not growth-condition-dependent (field or climate chamber, rejection of hypothesis 3 for spruce). Wether or not juvenile beech are more sensitive to ozone than juvenile spruce (hypothesis 5) depends on the scenario: Under field conditions reactions were similar for juvenile beech and spruce (rejection of hypothesis 5), but in phytotrons juvenile beech were more sensitive to ozone than spruce (confirmation of hypothesis 5). Hypothesis 4, that juvenile beech in mixed-cultures are more sensitive to ozone than juvenile beech in mono-cultures, could be confirmed by comparing the reaction of beech in the phytotron (mixed-culture) with the reaction of beech in the field (lysimeter, mono-culture). However, hypothesis 4 can be rejected for the comparison between juvenile beech in mono and mixed-cultures in the field (lysimeter vs. Kranzberg Forst). In order to understand the physiological mechanism associated with ontogenetic scaling in relation to enhanced ozone regime it is important to investigate juvenile and adult trees under similar conditions (e. g. similar microclimate: shade and sun crown). In this study it was determined that juvenile beech and spruce can serve as surrogates for adult trees. More research in relation to ontogenetic scaling is necessary for other tree species, especially since models of ozone-effects from juvenile to adult trees are being used, without validation of the results. Because of the importance of specific growth-conditions (e. g. beech) in relation to the influence of ozone, the applicability of previous results of ontogenetic scaling from open-top chamber studies are questionable when extrapolated to the field situation (other growth-condition). Also, the AOT40 threshold (accumulated ozone dose over a threshold of 40 nl ozone l-1), which is based on open-top chamber studies with beech, is questionable when extrapolated to the field. Due to the strong influence of growth conditions, drawing conclusions from results of juvenile trees in climate chambers and extrapolating to adult trees in the field appears not to be acceptable for all species (e. g. beech).

In der montanen Höhenstufe der nördlichen Randalpen („Sperrgraben“, nahe Oberammergau/Germany, 1220 m ü. NN) weisen adulte Fichten-Reinbestände (Picea abies [L.] KARST.) einen ähnlichen Wasserverbrauch auf wie gleichaltrige Buchen-Fichten-Mischbestände (Mischung mit Fagus sylvatica L.). Da Saftflussmessungen bei adulten Buchen und Fichten der Tieflage („Kranzberger Forst“, nahe Freising/Germany, Forschungsfläche des DFG-“Sonderforschungsbereichs 607”, 490 m ü. NN) keine ökophysiologischen Unterschiede zu denen der Hochlage aufwiesen, konnten aus logistischen Gründen in der Tieflage gewonnene Grundsatzaspekte der Gaswechselmessungen, als erste Näherung auf den Voralpenraum übertragen werden. Unterstützt wurde dieses Vorgehen durch die Erkenntnis, dass sowohl der Kohlenstoffgewinn als auch der Wasserverbrauch nicht von der Hochlage, sondern durch die Länge der jeweiligen Vegetationsperiode bestimmt werden. In der vorliegenden Feldstudie wurde die Transpiration von montanen Beständen (ermittelt mit Hilfe der THB-Methode nach Granier) mit dem Wasserverbrauch eines Tieflagen-Bestandes verglichen. Trotz der unterschiedlichen Standortklimata war die splintflächenbezogene Kronentranspiration ähnlich alter und großer Buchen und Fichten im Tieflagen-Bestand „Kranzberger Forst“ mit 106 bis 126 t m-2 bzw. 61 bis 69 t m-2 vergleichbar mit jener am „Sperrgraben“ mit 102 bis 103 t m-2 bzw. 58 bis 63 t m-2 (jeweils für die Vegetationsperioden vom 15. Mai bis 15. September der Jahre 2000 und 2001). Bei Bezug auf die projizierte Grundfläche lag die Transpiration für den Fichten-Reinbestand am „Sperrgraben“ bei 164 bis 172 mm und für den Mischbestand am gleichen Standort bei 192 bis 202 mm. Die Transpiration des Tieflagen-Bestandes lag bei 246 bis 277 mm. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden für beide Höhenlagen Sommer-Wasserbilanzen erstellt. Schattenkronen können bei spät-sukzessionalen Baumarten wie Buche und Fichte einen erheblichen Beitrag zur Kronentranspiration (Ec) leisten, was von Relevanz für Bestimmungsverfahren von Ec auf Basis der Temperatur sonnenexponierter Bestandesoberflächen ist. Tatsächlich steuerte in einer aus Messungen im „Kranzberger Forst“ für den „Sperrgraben“ nach Baumarten getrennt abgeleiteten Schätzung die Bestandesschattenkrone bei Buche im Mischbestand zwischen 26 und 39 % und bei Fichte im Misch- und Reinbestand zwischen 34 und 49 % zur Ec bei. Weiterhin wurden die Wasserspeicherkapazität und der Kopplungsfaktor für die stomatäre Leitfähigkeit (gfac, dimensionslose Größe) bei beiden Baumarten durch zeitgleiche Xylemfluss- und Gaswechselmessungen bestimmt. Fichten und Buchen des „Kranzberger Forstes“ ließen einen zeitlichen Versatz des Wasserflusses um ca. 2 - 3 Stunden erkennen. Am Vormittag belief sich bei Buche die Größe des Wasserspeichers auf ca. 18 % und in der zweiten Tageshälfte auf ca. 25 % des Tageswasserverbrauchs. In der Sonnenkrone der Fichte war der zeitliche Versatz deutlicher ausgeprägt als bei Buche. Der Anteil des Wasserspeichers am Tageswasserverbrauch betrug am Vormittag ca. 13 %, lag jedoch in der zweiten Tageshälfte bei ca. 58 %. Gfac wurde im „Kranzberger Forst“ für Sonnen- und Schattenlaub in guter Korrelation zwischen Netto-CO2-Aufnahmerate und Transpirationsrate ermittelt. Für Sonnenblätter der Buche betrug gfac 10,6 und für Schattenblätter 9,6. Sonnennadeln der Fichte ergaben einen gfac von 14,0, die Schattennadeln wiesen einen gfac von 19,9 auf. Aufgrund der unterschiedlichen Morphologie der Blattorgane wurden die Gaswechselparameter bei Buche auf die projizierte Blattfläche und bei Fichte auf die allseitige Blattoberfläche bezogen. Die Forschungsergebnisse dienten neben der Bilanzierung der untersuchten Gebiete der Parametrisierung und Validierung des von der AG Bernhofer (Technische Universität Dresden) verwendeten Vegetations- und Atmosphärenmodells HIRGIS für das Wassereinzugsgebiet „Sperrgraben“. Der exemplarische Vergleich mit der modellierten und aus Saftflussmessungen abgeleiteten Verdunstung lieferte eine hohe Übereinstimmung. Die maximale Abweichung der Tagesraten der skalierten Xylemflüsse von Tagesraten der mit Hilfe von HIGRIS modellierten Gesamtverdunstung betrug in der Gesamtsumme für den Mischbestand weniger als 3 % und für den Reinbestand nur 0,1 %. Fazit: Messungen des Xylemflusses in Bäumen sind für die hydrologische Charakterisierung eines Wassereinzugsgebietes von zentraler Bedeutung. Sie ermöglichen, die aus anderen Verfahren abgeleitete Transpiration von Waldbeständen als wesentliche Komponente des regionalen Wasserumsatzes zu validieren und die Modellierung der Bestandestranspiration auf eine mechanistische Basis zu stellen. Bedarf besteht insbesondere für Extrema ökologischer Gradienten, wie z. B. die hydrologisch erst ansatzweise charakterisierten Wälder der montanen Stufe. In the mountainous altitude of the northern Bavarian Alps („Sperrgraben“, near Oberammergau/Germany, 1220 m a.s.l) spruce monocultures (Picea abies [L.] KARST) do not differ from spruce/beech mixed stands (mixture with Fagus sylvatica L.) in terms of water consumption. Given the ecophysiological similarity of beech and spruce trees at high and low altitude, some functional aspects of gas exchange measurements were assessed at low elevation („Kranzberger Forst“, near Freising/Germany, experimental site of DFG-“Sonderforschungsbereich 607”, 490 m a.s.l.) and – as a first approximation – applied to modelling the transpiration of trees growing at the mountainous site. This approach was supported by the perception that both carbon gain and crown transpiration are not effected by the altitude but by the length of the growing season. In this field study we compared the transpiration (measured by the Granier THB-method) of high and low altitude stands. In spite of the different climates the crown transpiration of beech and spruce trees similar in age and size was analogous when based on the splint area. During the growing seasons 2000 and 2001 (from 15th May to 15th September) the crown transpiration of beech and spruce trees calculated on stand was 106 – 126 tm-2 and 61 – 69 tm-2, respectively, at „Kranzberger Forst“ and 102 – 103 tm-2 and 58 – 69 tm-2, respectively, at „Sperrgraben“. Based on the projected area the transpiration of the pure spruce stand at „Sperrgraben“ and of the mixed stand at the same altitude was 164 – 172 mm and 192 – 202 mm, respectively. The transpiration of the low altitude stand ranged between 246 and 277 mm. For both altitudes the hydrological water-balances during summertime were calculated. Shade foliage makes a considerable contribution to the crown transpiration (Ec) which is important for methods based on remote-sensing. These methods rely only on the temperature of the uppermost canopy layers in assessing canopy transpiration. Based on measurements of shade-foliage transpiration in spruce and beech of “Kranzberger Forst”, the contribution of this foliage type to crown transpiration was estimated for the trees of both species at “Sperrgraben”. The contribution of shade foliage to crown transpiration ranged between 26 and 39 % for beech trees and between 34 and 49 % for spruce trees in mixed or pure stand. Furthermore we determined the water storage capacity and the coupling factor (gfac: a nondimensional variable) of the stomata conductance for both species. Both quantities were calculated by measuring sap flow and gas-exchange simultaneously. Beech and spruce trees at „Kranzberger Forst“ showed a time shift of 2 – 3 hours between xylem sap flow and crown transpiration. In the morning and in the afternoon the water storage capacity of beech trees amounted to approx. 18 % and approx. 25 %, respectively, of the daily water use. For modelling an average of 21 % was calculated. The daily offset in spruce trees was more obvious. The water storage capacity was approx. 13 % of the daily water use in the morning and about 58 % in the afternoon (average for modelling: 35 %). At „Kranzberger Forst“ gfac was determined for sun and shade foliage of beech and spruce trees with a good correlation between net-CO2-assimilation and transpiration rate. Sun and shade foliage of beech trees showed a gfac of 10.6 and 9.6, respectively. For sun and shade foliage of spruce trees we calculated a gfac of 14.0 and 19.9, respectively. Because of the different morphology of the foliage all parameters of the gas-exchange were related to the projected leaf area in the case of beech trees and to the all-side leaf area in the case of spruce trees. On the one hand the results of the presented study were needed for balancing the watersheds and on the other hand for parameterization and validation of HIGRIS (a coupled vegetation-atmosphere model, AG Bernhofer, University of Dresden) for the mountainous site. The comparison of modelled transpiration data by HIGRIS and data which were calculated by sap flow measurements revealed high analogy. The maximum difference between the daily rate of water use calculated by sap flow and modelled by HIGRIS was less than 3 % for the mixed stand and only 0.1 % for the pure stand. Conlusion: Measurements of sap flow in trees provide a suitable basis for hydrological modelling of watersheds. Demand for this kind of modelling exists, in particular, in view of poorly understood extrema along ecological gradients, as represented, for example, by mountainous forests and their water regimes.

In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss chronisch erhöhter Ozonbelastung auf Buche (Fagus sylvatica L.) und Fichte (Picea abies (L.) Karst.) eines forstlich begründeten, gut mit Nährstoffen und Wasser versorgten, ca. 60 Jahre alten Mischbestandes (Kranzberger Forst/Freising) über einen Zeitraum von drei Jahren untersucht. Ziel war die Quantifizierung chronischer O3-Wirkung auf Altbäume. Hierzu wurde die O3-Empfindlichkeit biochemischer, physiologischer und struktureller Baumparameter zwischen einem experimentell, durch "Free-Air-Begasung" chronisch erhöhten O3-Regime (2xO3) und dem unveränderten O3-Regime (1xO3 = Kontrolle) der Bestandsluft verglichen. Die Reaktionen von Photosynthese, Transpiration, stomatärer Regulation und struktureller Differenzierung von Blättern und Ästen sowie biochemischen Parametern (freie und konjugierte 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure (ACC); freie Polyamine, Salicyl- und Gentisinsäure) auf die O3-Regime wurden hinsichtlich Konsistenz je Baumart sowie innerhalb der Sonnen- und Schattenkronen geprüft. Auf dieser Basis wurde eine ökologisch relevante Risiko-Einschätzung der am Waldstandort herrschenden, chronischen O3-Belastung für adulte Bestandsbäume erarbeitet. Das momentan in der UNECE verwendete Ozon-Flux-Modell (Level II-Konzept) nach Emberson et al. (2000a, b) wurde für die adulten Buchen und Fichten im Kranzberger Forst parametrisiert und gegenüber aus Gaswechselmessungen abgeleiteten Ozonaufnahmen an Buchen- und Fichtenästen validiert. Grenzwertkonzepte basierend auf AOT40 (= akkumulierte Ozondosis über einer Konzentration von 40 nl l-1) und O3-Flux wurden anhand der Befunde der vorliegenden Studie hinsichtlich ökologischer Relevanz bewertet. Besonderes Augenmerk galt der Bestimmung der O3-Empfindlichkeit von Sonnen- gegenüber Schattenlaub und dem Vergleich zwischen Befunden an den Altbäumen und Literaturangaben über junge Holzpflanzen. Vorschläge für eine Weiterentwicklung des O3-Flux-Konzeptes zur Festlegung von "Critical Levels for Ozone" für Waldbäume auf der Basis von Dosis/ Effekt-Beziehungen wurden erarbeitet. Als Fazit ergibt sich: 1. Fichte reagierte in dieser Fallstudie nicht wesentlich unempfindlicher auf Ozon als Buche. 2. Sonnen- und Schattenlaub von Buche und Fichte reagierten in unterschiedlichen Parametern auf Ozonstress. Ein genereller Unterschied in der Empfindlichkeit zwischen Sonnen- und Schattenlaub war nicht festzustellen. 3. Trotz Überschreitung des bestehenden Grenzwertes für Ozonbelastung bei Waldbäumen (AOT40 = 10 µl l-1 h pro Vegetationsperiode) traten während der dreijährigen Dauer der Studie keine Einbußen im radialen Stammzuwachs der untersuchten adulten Buchen und Fichten auf. 4. Die adulten Buchen und Fichten im Kranzberger Forst waren somit weniger ozonsensitiv als für Jungstadien in der Literatur angegeben wird. 5. Die Ozonaufnahme (d.h. der O3-Flux) als Maß für die physiologisch effektive O3-Dosis spiegelt das Gefährdungsrisiko der Waldbäume eher wider als der auf O3-Exponierung basierende AOT40. Folgerungen: Aus dem Vergleich der Baumreaktionen zwischen den beiden Ozonregimen wird deutlich, dass unter derzeit herrschender Ozonbelastung die Existenz der 50 - 60-jährigen Buchen und Fichten im Kranzberger Forst nicht kurzfristig gefährdet ist. Allerdings zeigten die Ozonempfindlichkeiten von Photosynthese, biochemischen Parametern und Blattlebensdauer Ansatzpunkte einer Beeinträchtigung durch Ozon unter dem chronisch erhöhten O3-Regime. Auf dieser Basis wird gefolgert, dass chronische Risiken durch Ozon für adulte Buchen und Fichten nicht ausgeschlossen werden können. In a field experiment at "Kranzberger Forst" (near Freising/Germany) the impact of a chronically enhanced O3 regime on about 60-year-old beech (Fagus sylvatica L.) and spruce (Picea abies (L.) Karst.) trees was assessed throughout three growing seasons. Site conditions of the mixed beech/spruce forest were edaphically non-limiting in terms of the nutrient and water availability. The aim of the study was to quantify the chronic ozone impact on and the responses of the adult forest trees. To this end, the ozone sensitivity of biochemical, physiological and structural tree parameters was compared between an experimentally enhanced, twice-ambient ozone regime (2xO3; through an free-air fumigation approach) and the unchanged ambient air (1xO3 = control) at the forest site. Responses of the gas exchange, transpiration, stomatal regulation and structural differentiation of leaves/needles and twigs as well as biochemical leaf parameters (free and conjugated 1-aminocyclopropane-1-carbonic acid (ACC), free polyamines, salicylic- and gentisic acid) to the O3 regimes were examined, regarding consistency within each tree species and their respective sun and shade crowns. Given this set of investigated parameters, an ecologically relevant risk assessment was performed, regarding effects of chronic O3 regimes on the adult forest trees under site conditions. The ozone-flux model currently promoted by UNECE policies (Level II concept; Emberson et al., 2000a, b) was parameterised for the adult beech and spruce trees at "Kranzberger Forst" and validated versus the ozone uptake into the leaf organs as assessed through gas exchange measurements of beech and spruce twigs. Threshold concepts for ozone based on AOT40 (= accumulated ozone dose over a threshold of 40 nl l-1) and O3 flux were evaluated for their ecological relevance. Emphasis was on the quantification of the ozone sensitivity of sun versus shade leaves and on the comparison between findings from the adult trees at the site and the prevailing knowledge in the literature about juvenile beech and spruce as exposed to controlled chamber conditions. Suggestions are made towards improvement of the O3-flux concept and revised "Critical Levels for Ozone" for forest trees in terms of dose-response relationships. Conclusions: 1. In this case study, spruce was not substantially less ozone sensitive than beech. 2. Parameters affected by ozone differed between sun and shade leaves each of beech and spruce. A general difference in ozone sensitivity between sun and shade leaves was not evident. 3. Even though the current threshold of AOT40 = 10 µl l-1 h per growing season in trees was exceeded during the three years of investigation, no reduction in the radial stem increment of beech and spruce was found. 4. Adult beech and spruce at "Kranzberger Forst" were less ozone-sensitive in comparison with reports in the literature on juvenile trees. 5. O3 uptake (resulting from O3 flux) as a measure of the physiologically effective O3 dose better reflects potential risks of ozone injury in trees as does AOT40, as the latter is solely based on O3 exposure. Capsule: The comparison between the two O3 regimes does not appear to indicate existential risks for adult beech and spruce at the short-term scale. However, leaf-level responses do reflect adverse O3 effects under 2xO3. On these grounds, it is concluded that risks by chronic ozone impact cannot be out ruled for adult beech and spruce trees on the long-term scale.

Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2005 In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß verschiedener abiotischer Umweltfaktoren (CO2, Temperatur, Strahlung) auf die corticulare Photosynthese (cort AB) von Laubbäumen untersucht. Die Kurzzeitexposition 1-jähriger Zweige unter erhöhtem atmosphärischem CO2 (700 µmol mol-1) ließ keine direkte CO2-Wirkung auf die cort AB erkennen. Dies konnte sowohl durch die hohen internen Ci-Werte, als auch den hohen peridermalen Diffusionswiderstand für CO2 begründet werden. Ein indirekter CO2-Effekt durch die im Zuge des Treibhauseffektes ansteigenden Temperaturen, konnte dagegen nicht ausgeschlossen werden. So ergaben Temperaturabhängigkeitsmessungen an Achsenorganen der Birke (Betula pendula) und Buche (Fagus sylvatica), daß die Dunkelatmung empfindlicher auf Temperaturänderungen reagierte als die corticulare Photosynthese. Ferner zeigte sich, daß sich bei steigenden Temperaturen das Gleichgewicht zwischen beiden Prozessen zugunsten der Dunkelatmung verschiebt. Die Kompensation der respiratorischen CO2-Verluste der Achsenorgane durch die cort AB wurde dadurch vermindert. Infolge der lichtabsorbierenden Eigenschaften der sekundären Abschlußgewebe ließen die Cortexchlorenchyme typische Merkmale einer ausgeprägten Schattenanpassung erkennen. Ein Überleben unter schattierten Bedingungen verlangt in der Regel eine Maximierung der Lichtausbeute begleitet von einer Minimierung der respiratorischen Energie- und Kohlenstoffverluste. Es konnte gezeigt werden, daß beide Strategien durch die corticulare Photosynthese der Achsenorgane realisiert werden. Um die Bedeutung der cort AB für die Kohlenstoffökonomie der Versuchspflanzen abzuschätzen, wurde anhand der durchgeführten in situ CO2-Gaswechselmessungen modellhaft die Kohlenstoffbilanz eines Baumes zu einem gegebenen Zeitpunkt ermittelt. Die Berechnung erfolgte unter der Annahme verschiedener (Umwelt-)Szenarien für 5-jährige Individuen von Fagus sylvatica und Betula pendula. Die daraus resultierenden Momentaufnahmen der Kohlenstoffflüsse ergaben für die Buche einen relativen Anteil der corticularen Photosynthese an der Summe der Bruttokohlenstoffeinnahmen eines Baumes von 6% (unter lichtsättigenden Bedingungen). Unter reduziertem Strahlungsangebot stieg dieser auf bis zu 11% an. Wie beachtlich diese Werte sind, wird erst deutlich, wenn man berücksichtigt, daß die Achsenorgane der untersuchten Laubbäume im Durchschnitt lediglich 13-19% der gesamten Assimilationsfläche eines fünfjährigen Baumes repräsentieren. Ferner konnte rechnerisch erstmals nachgewiesen werden, daß die relative Bedeutung der corticularen Photosynthese für den Gesamt-C-Gewinn eines Baumes unter limitierenden Umweltbedingungen (z.B. Lichtmangelsituationen, Trockenphasen) an Bedeutung gewinnt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in Streßphasen die Reduktion der corticularen Photosynthese im Vergleich zur Blattphotosynthese in der Regel deutlich geringer ausfällt. Bei einer postulierten Schädigung der Blattorgane durch Herbivorie oder Luftschadstoffe und einer daraus resultierenden Reduktion der Gesamtblattfläche des Baumes nahm die Bedeutung der corticularen Photosynthese relativ zur Blattphotosynthese ebenfalls deutlich zu. Mit Hilfe der aus den Einzelfaktorenanalysen gewonnenen Daten und Erkenntnisse konnten abschließend zwei einfache mathematische Modelle zur näherungsweisen Abschätzung der corticularen Photosynthese entwickelt werden. Diese basieren auf den Inputvariablen Temperatur (°C) und Strahlung (PFD) sowie den physiologischen Basisparametern Dunkelatmung (RD) und maximale corticulare Photosynthese (max cort AB). Ein erster Vergleich der im Tagesgang unter Freilandbedingungen gemessenen corticularen Bruttophotosyntheseraten (cort AB) mit der „modellierten“ cort AB zeigte eine Übereinstimmung von über 90%.

Im Hinblick auf den derzeitigen Umbau der deutschen Wälder und des damit verbundenen Zuwachses an Laubholz ist die Holzwirtschaft daran interessiert, Voraussetzungen für eine vermehrte Verwendung von Laubholz zu schaffen. Im Bereich des Bauwesens eröffnet Brettschichtholz aus Buche für tragende Zwecke wirtschaftlich interessante Anwendungen. Diese Forschungsarbeit beschreibt die Ermittlung von Vorschlägen für Rechenwerte der Festigkeit und Steifigkeit von Buchen-Brettschichtholz. Die Grundlage waren zahlreiche Festigkeitsprüfungen an 150 mm langen Brettabschnitten, die als Eingangsdaten für ein Rechenmodell dienten. Durch umfangreiche Biegeprüfungen von Brettschichtholzträgern aus Buche in Bauteilgröße konnte die Eignung des Rechenmodells zur Tragfähigkeitsvorhersage und damit auch zur Ableitung von Bemessungsvorschlägen nachgewiesen werden. Die Ergebnisse des Rechenmodells und der Prüfungen belegen eine hohe Biegefestigkeit von Brettschichtholz aus Buche. Durch maschinelle und visuelle Sortierung können Festigkeiten erreicht werden, die um bis zu 30 % über den Werten liegen, die durch das bisher verwendete Nadelholz erreichbar sind.

Beim thermomechanischen Aufschluss des Buchenholzes wird das Holz einer thermohydrolytischen Behandlung unterworfen, im Zuge derer aus dem ursprünglichen Holzgefüge Faserbündel und Fasern freigelegt werden. Der Stärkenachweis erfolgte durch eine Anfärbung der Fasern mit einer Jod-Kaliumjodidlösung. In den Holzparenchymzellen des Splintholz-TMP fiel der Nachweis auf Stärke positiv aus, während beim Kernholz-TMP, wie zu erwarten war, keine Stärke nachgewiesen werden konnte. Dies lässt die Schlußfolgerung zu, dass die Stärke in den Holzstrahlparenchymzellen unter den thermohydrolytischen Bedingungen des TMP-Aufschlusses zumindest nicht vollständig entfernt wird.

Buchenholz (Fagus sylvatica) wurde mit unkatalysiertem Essigsaureanhydrid behandelt und einige physikalische und biologische Parameter des behandelten mit denen unbehandelten Holzes verglichen. Die radiale und tangentiale Quellung und Schwindung sowie die Aufnahmefahigkeit und Aufnahmegeschwindigkeit des Holzes gegenuber Wasser und Wasserdampf wird durch die Acetylierung stark reduziert, die Dauerhaftigkeit des Holzes gegenuber Pilzen verbessert. Die Ergebnisse werden mit denen anderer Autoren verglichen.

Die Grenze des jeweiligen Buchenvorkommens ist Ausdruck der regionalen standortlichen Eigenheiten. Diese sind in den Untersuchungsräumen in erster Linie klimatisch, zum Teil anthropogen bedingt. Es wurde versucht, den lokal begrenzenden Faktoren auf verschiedenen, sich ergänzenden Wegen näher zu kommen: - Angaben zur Vegetationsgeschichte und zur Nutzung der Wälder sowie Angaben aus der Literatur über Buchenvorkommen in der Schweiz. - Hinweise über K l i m a b e d i n g u n g e n am Standort selbst (T- und K-Werte, spezielle Aussagen durch den Waldgesellschaftskomplex, vor allem über Spalierlage, Blockschutt, Exposition) - Angaben der meteorologischen und phänologischen Stationen der SMZA über den r e g i o n a l e n Klimacharakter. Deutlich tritt die Bedeutung der lokalen Tiefnebelzonen und Nebellagen in den kontinentalen Großräumen (Vorderrhein, Rhonetal – Lizerne, S. 92f.) hervor. Sie mildern die Kontinentalität, verringern Frost- und Dürreschäden (genauere Angaben s. Kap. 8). Die „Hygische Kontinentalität“ (GAMS) und der „Abnehmende Buchenanteil“ (ELLENBERG) werden einander gegenübergestellt und hinsichtlich der Buchengrenzwerte überprüft. Es ergibt sich eine Ergänzung der „Hygrischen Kontinentalität“ ob des 40.ten Kontinentalitätsgrades (Grenze der Buche als Baum, GAMS 1931/32, s. Kap. 7.4.2.3). Bei der Kürze der Vegetationszeit und dem Auftreten von Spätfrösten lassen sich Parallelen zur Nord-, Nordostgrenze, bei der Sommerdürre zur Süd-, West- und Südostgrenze der Buche in Europa ziehen. Die Grenzvorkommen der Buche liegen in dem Bereich der Wärmestufen (SCHREIBER u.a., 1977) von der unteren/mittleren Berggrünlandstufe (Oberhasli) bis zur mittleren/oberen Obstackerbaustufe (Vorderrhein). Entscheidend für das jeweilige Grenzvorkommen ist letzten Endes die spezielle lokalklimatische und auch geländebedingte Situation.

The beech (Fagus sylvatica L.) occurs in Europe in pure and mixed mesophile, deciduous, dominantly broad-leaved forests belonging to the phytosociological order of the Fagetalia silvaticae. This order includes the true beech forests united into the Fagion alliance and is represented in the area considered by the Fagetum boreoatlanticum (with 5 subassociations), and the mixed beech forests belonging to the Fraxino-Carpinion and represented by the Querceto-Carpinetum medioeuropaeum (with 2 subassociations). A further subdivision into variants and subvariants was made.Some of the subassociations only occur on soils with a high watertable; others represent ultimate equilibrium stages in vegetational development under normal conditions, called climax vegetation types. Diemont concluded from his investigations that the climax types varied with the soil; nevertheless, within one climatic region, they were so much alike to be considered members of one climax swarm ('Klimaxschwarm'). However distinct differences between the floristic composition on northern or eastern slopes and on other slopes were found; within one region such types may be combined into one climax group ('Klimaxgruppe').Physical and chemical soil analysis supported the botanical classification. Climatic data were added. Some notes were included on the ephemeral vegetation occurring after removal of the forest.The natural forest types and the ecological conditions under which they occurred supplied valuable information on the most suitable tree and shrub species for reforestation and the treatment of the forest.

The beech (Fagus sylvatica L.) occurs in Europe in pure and mixed mesophile, deciduous, dominantly broad-leaved forests belonging to the phytosociological order of the Fagetalia silvaticae. This order includes the true beech forests united into the Fagion alliance and is represented in the area considered by the Fagetum boreoatlanticum (with 5 subassociations), and the mixed beech forests belonging to the Fraxino-Carpinion and represented by the Querceto-Carpinetum medioeuropaeum (with 2 subassociations). A further subdivision into variants and subvariants was made.Some of the subassociations only occur on soils with a high watertable; others represent ultimate equilibrium stages in vegetational development under normal conditions, called climax vegetation types. Diemont concluded from his investigations that the climax types varied with the soil; nevertheless, within one climatic region, they were so much alike to be considered members of one climax swarm ('Klimaxschwarm'). However distinct differences between the floristic composition on northern or eastern slopes and on other slopes were found; within one region such types may be combined into one climax group ('Klimaxgruppe').Physical and chemical soil analysis supported the botanical classification. Climatic data were added. Some notes were included on the ephemeral vegetation occurring after removal of the forest.The natural forest types and the ecological conditions under which they occurred supplied valuable information on the most suitable tree and shrub species for reforestation and the treatment of the forest.