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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-11212
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1121/


Hauser, Sandra

Dynamik hochaufgelöster radialer Schaftveränderungen und des Dickenwachstums bei Buchen (Fagus sylvatica L.) der Schwäbischen Alb unter dem Einfluss von Witterung und Bewirtschaftung

Dynamics of radial changes and of radial growth of beech trees (Fagus sylvatica L.) of the Swabian Alb, influenced by weather and silvicultural treatments

Dokument1.pdf (2.934 KB) (md5sum: db9660b4087ea1ec45d101f5c032e45b)

Kurzfassung in Deutsch

Um den Einfluss der Bewirtschaftung in unterschiedlichen Mikroklimaten auf die kontinuierlich und hochaufgelöst gemessenen Radialveränderungen von Buchen der Schwäbischen Alb zu beurteilen, wurden Untersuchungsflächen auf zwei unterschiedlich exponierten Hängen (NO und SW) lokalisiert und verschiedene waldbauliche Behandlungen vorgenommen (Kontrolle, schwacher und starker Schirmhieb). In jeder Variante wurden jeweils neun Buchen in drei sozialen Klassen nach Kraft mit Dendrometersensoren ausgestattet, um zusätzlich die Reaktionen von Bäumen in unterschiedlichen Konkurrenzsituationen auf Behandlung und Exposition zu analysieren. Um zu untersuchen, wie sich die Radialveränderungen mit der Höhe am Stamm änderten, wurden Dendrometermessungen in verschiedenen Schaft- und Kronenhöhen vorgenommen. Außerdem wurde der Einfluss der Orientierung der Messradien zum Hang und der Himmelsrichtung Buchen untersucht. Um abschätzen zu können, inwiefern die Radialveränderungen während einer Vegetationsperiode dem tatsächlichen radialen Zuwachs im Xylem entsprechen, wurden während einer Vegetationsperiode im wöchentlichen Rhythmus Mikrokerne entnommen.
Um den Verlauf der Radialveränderungen während den beiden Vegetationsperioden zu beschreiben, wurden die Tagesmittelwerte der Radialveränderungen betrachtet. Mit ihrer Hilfe wurden außerdem die Länge der möglichen Zuwachsperiode und die kumulierten Werte der Radialveränderungen, die in dieser Periode erreicht wurden, bestimmt. Als Parameter, um den täglichen Zuwachs und das tägliche Schwindverhalten der Stämme zu beschreiben, wurden die tägliche Radialveränderung und die tägliche Amplitude aus den kontinuierlich gemessenen Radialveränderungen ermittelt.
Sämtliche Variablen wurden Varianzanalysen unterworfen, um zu zeigen, welche Faktoren einen Einfluss auf ihre Ausprägung haben. Die täglichen Radialveränderungen und die Amplituden unterschieden sich in erster Linie zwischen den Expositionen, während die übrigen Variablen sich in erster Linie in den waldbaulichen Behandlungen und den sozialen Klassen unterschieden.
Ein Vergleich der Werte der täglichen Radialveränderungen mit der Länge der täglichen wassergesättigten Periode in niederschlagsfreien Perioden zeigte, dass je länger diese Phase andauert, desto höhere Werte der täglichen Radialveränderung erzielt wurden. Die Ergebnisse der multiplen Regressionen mit den Variablen tägliche Radialveränderung und Amplituden als unabhängige Größen und verschiedenen Witterungs- und Bodenfaktoren als unabhängige Variablen bestätigten, dass die täglichen Radialveränderungen und die Amplituden zum Teil durch die Witterung erklärt werden können. In der Regel liegen die Bestimmtheitsmaße der Regressionen über 50%. Deutliche Unterschiede zwischen den Behandlungen, Expositionen und den Untersuchungsjahren waren jedoch nicht zu entdecken.
Die Ergebnisse zu den Dendrometermessungen in verschiedenen Schaft- und Kronenhöhen zeigen bei den Probebäumen keine einheitlichen Ergebnisse. Weder konnte verfolgt werden, dass die Werte der täglichen Radialveränderungen einem bestimmten Muster folgen, noch dass die Amplituden in größeren Schafthöhen größere Werte aufweisen als diejenigen in 1,4m Höhe. Ein Vergleich der Radialveränderungen in verschieden orientierten Messradien zum Hang zeigte ebenfalls keine einheitlichen Ergebnisse.
Ein Vergleich der Tagesgänge der Radialveränderungen mit den Tagesgängen der Xylemflussdichten bestätigte den engen inversen Zusammenhang. Außerdem konnte ein positiver Zusammenhang zwischen der Variable tägliche Amplitude und Xylemflussdichte pro leitende Querschnittsfläche gezeigt werden. Zwischen den täglichen Radialveränderungen und den Xylemflussdichten bestand kein Zusammenhang.
Die Auswertung des Radialzuwachses, ermittelt über die Entnahme und Vermessung von Mikrokernen, erwies sich zum Teil als problematisch aufgrund der unterschiedlichen kambialen Aktivität in den Entnahmefeldern. Es zeigte sich dennoch, dass der Zuwachsbeginn im Xylem wesentlich heterogener ist als das Ansteigen der Radialveränderungen Mitte Mai, das wohl in erster Linie auf einem gleichermaßen auftretenden Aufquellen der Stämme in Verbindung mit der einsetzenden Transpiration steht. Trotz der erwähnten Schwierigkeiten konnten sigmoide Wachstumsfunktionen an die Datensätze angepasst werden.
Der Hauptteil der vorliegenden Untersuchung beschäftigte sich mit der Analyse der hochaufgelösten und hochpräzisen Radialveränderungen, die mit Punktdendrometern erfasst wurden. Aus der Untersuchung lässt sich folgern, dass in den Jahren 2001 und 2002 die Radialveränderungen durchaus geeignet sind, um Aussagen über den radialen Dickenzuwachs während der Vegetationsperiode zu machen. Mit Hilfe verschiedener Variablen lassen sich sowohl der radiale Zuwachs als auch das Schwindverhalten der Buchen beschreiben, und es lässt zeigen, wie sie von verschiedenen Faktoren wie Behandlung und aktueller Witterung beeinflusst werden.


Kurzfassung in Englisch

The aim of this investigation was to analyze how radial changes continuously measured by means of point-dendrometers are influenced by diverse environmental factors.
To analyze the influence of silvicultural treatments under different microclimatic conditions the plots of the investigation were located on two slopes with different aspects (NE and SW).
Three silvicultural treatments were performed on each slope, reference plots and plots with light and strong shelter wood felling, respectively. In each plot nine beech trees were chosen in three social classes to additionally observe the reaction of trees with different degrees of competition regarding different microclimatic conditions and silvicultural treatments.
To analyze how the radial changes vary in different heights of beech trees additional sensors were installed. The influence of the orientation of the measured radii with respect to slope and direction was observed as well.
The courses of the radial changes during the vegetation period were described by means of the daily mean values of the radial changes. With these values the length of the growing period and the cumulative value of the radial changes in this period were calculated. Variables were created to describe the daily growth and the daily shrinkage of the stems, the daily radial change and the amplitude, respectively.
With all these variables analysis of variance were computed to show how the above mentioned environmental factors affect their values and whether combined effects could be observed.
The variables daily radial change and daily amplitude were mainly influenced by the two different aspects of the plots. The variables calculated from the daily mean values of radial changes were mainly affected by the silvicultural treatments and the diverse social classes.
A comparison of the values of the daily radial increment with the length of the water saturated period revealed a clear relationship. The longer the water saturated period continued the higher were the values of the daily radial increment.
The results of the multiple regression analysis with daily radial changes and the daily amplitudes as dependent variables and several environmental factors as independent variables suggested that the dependent variables could partly be explained by the daily weather variables. The certainty measures of the regressions with the daily radial changes reached values of more than 50%. Between the different treatments, aspects and the two investigation years no clear differences could be observed.
The dendrometer measurements in varying heights of the trees showed no uniform results. It was neither possible to detect growth patterns along the stems nor a consistent behavior of shrinkage and swelling in a way that the daily amplitudes reached higher values in the upper parts of the boles. The stems as well did not start to shrink earlier near the crown than at the stem base.
A comparison of the radial changes in differently orientated radii of the stems revealed also no clear relationship between the variables and the orientation or the direction to the slope (uphill, downhill, parallel to the slope).
The daily courses of the radial changes compared with the daily courses of the sap flow densities indicated a close inverse relationship between these two variables. Moreover, there was a positive relationship between the daily amplitudes and the daily sap flow densities per conducting cross sectional area. Contrary to this, no relationship between the sap flow densities and the daily radial changes was found.
The measurement of the radial increment of microcores during the vegetation period 2001 and their analysis displayed some difficulties due to the varying cambial activity in the areas where the microcores were taken. However, it could be shown that the onset of the growth reactions in the xylem were more heterogeneous than the increase of the radial changes in the middle of May. This was connected more likely with the simultaneous swelling of the stems in combination with the onset of transpiration. Despite the above mentioned difficulties sigmoid growth patterns of the xylem could be detected during the vegetation period.
The main part of this investigation dealt with the analysis of precise radial changes measured in high temporal and spatial resolution by means of point-dendrometers. From the results it was possible to conclude that in 2001 and 2002 the radial changes were suitable describing the radial increment during the vegetation period. By means of different variables extracted from the radial changes it was possible to characterize the radial increment and the manner of shrinkage of beech trees and how they were influenced by diverse factors like different silvicultural treatments and varying weather patterns.


SWD-Schlagwörter: Witterung , Dickenwachstum , Rotbuche
Freie Schlagwörter (deutsch): Dendrometer , Mikrokern , Zuwachsfeinmessung , kambiale Aktivität , Fagus sylvatica
Freie Schlagwörter (englisch): Fagus sylvatica , dendrometer , microcore , radial changes , cambial activity
Institut: Institut für Waldwachstum
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Spiecker, Heinrich (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.11.2003
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 28.01.2004
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