Untersuchung zum Einfluss von Strahlungsintensität und –qualität auf die Biomassenproduktion und –allokation junger Eichen und Buchen

Lehrstuhl für Waldbau, Technische Universität München; Az.: 10V/00

Zielsetzung:

Die Untersuchung geht der Frage nach, ob die Veränderungen der Biomasseallokation und –produktion junger Buchen und Eichen bei Beschattung nicht auf die Reduktion der photo-synthetisch aktiven Strahlung (PAR) in der Grenze von 400-700nm, sondern auf die Veränderung des Verhältnisses der Strahlungsmenge im Wellenlängenbereich von 660nm (rot) zu 730 nm (Near Infrared Radiation , NIR) - als Red: FarRed – Ratio (R/FR-Verhältnis) bezeichnet – zurückzuführen ist.

Material und Methoden:

Zur Überprüfung dieser Frage wurden verschiedene Netze verwendet, die sich in ihrem Absorptionsverhalten bezüglich des R/FR-Verhältnisses unterscheiden. Drei Varianten wurden betrachtet:
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• Pflanzen umgeben von einem grünen Netz: damit soll die unter dem Schirm von Fichten zu findende spektrale Verteilung der Strahlung angenähert werden. Das gemessene R/FR-Verhältnis unter dem Netz betrug 1.04 gegenüber dem oberhalb der Vegetation beobachteten Verhältnis von 1.15. Die PAR war auf rd. 35% abgesenkt.
• ­Pflanzen umgeben von einem schwarzen Netz: das R/FR-Verhältnis war gegenüber Freilandbedingungen mit 1.13 nahezu unverändert, die PAR auf rd. 25% reduziert.
• Pflanzen ohne Netz: diese Variante gibt die Strahlungsverhältnisse am Versuchsstandort wieder. Die gemessenen Strahlungswerte entsprechen im Hinblick auf die beiden ersten Versuchsvarianten jeweils 100%.

Jede Versuchsvariante umfasst 40 Pflanzen, wobei jeweils 8 Pflanzen zu insgesamt 5 Wiederholungen je Variante zusammengefasst sind. Versuchsstandort war eine Wiese ca. 3 km von Landshut entfernt. Alle Pflanzen waren zum Zeitpunkt der Ausbringung ein Jahr alt und entstammten bei Buche aus dem gleichen Bestand (FA Freising), bei der Eiche aus der Herkunft 81709. Jede Pflanze befand sich in einem 2000 cm3 großen Topf mit einheitlichem Substrat (Torf-Agriperl-Gemisch). Da die Töpfe nicht in den Bodenkörper eingegraben wurden, mussten die Pflanzen zusätzlich zum natürlichen Niederschlag beregnet werden.
Gemessen wurden neben der Niederschlagsmenge auch die Minima und Maxima der Lufttemperatur. Neben der Bestimmung der Trockengewichte zu Versuchsende erfolgte die Berechnung über Schätzfunktionen für die Trockengewichte von Haupttrieb und Ästen zu Versuchsbeginn und nach 50 Tagen. Die Daten wurden varianzanalytisch ausgewertet.

Ergebnisse:

Für die Buchen liegen bereits Ergebnisse vor. Wie zu erwarten war, beeinflussten die Netze der beiden Beschattungsvarianten nicht nur den Strahlungszutritt, sondern auch die Niederschlagsmenge (unterhalb Netz 77% des Freilandniederschlag) und die Temperaturen (Maximaltemperatur/Minimaltemperatur gegenüber Freiland: Schwarzes Netz –31%/+ 37%, Grünes Netz – 27%/+ 48%), denen die Pflanzen ausgesetzt waren.
Sprosslänge, -durchmesser und Gewichte der Buchen ohne Netz liegen zu Versuchsende signifikant über denen der Netzvarianten. Die Auswirkungen der Beschattung auf die verschiedenen Messgrößen waren nicht gleich. Am geringsten war die Sprosslänge betroffen (grünes Netz ≈ 85%, schwarzes Netz ≈78% der Variante ohne Netz). Dagegen sank beispielsweise das Trockengewicht der oberirdischen Biomasse auf 54% (grün) bzw. 44% (schwarz), das Trockengewicht der Wurzeln auf 51% (grün) bzw. 41% (schwarz). Ebenfalls sank das Verhältnis des Asttrockengewichts zum Sprosstrockengewicht. Die Unterschiede zwischen den Varianten beruhen vor allem auf unterschiedlichen Wachstumsraten in der zweiten Phase des Versuchs (nach 50 Tagen). Während das Verhältnis von ober- zu unterirdischer Biomasse durch die Beschattung nur ganz schwach beeinflusst wurde, stieg das Verhältnis der Trockengewichte von Haupttrieb zu Wurzel mit abnehmender Strahlungsmenge deutlich an. Ebenfalls hatten die beschatteten Pflanzen deutlich geringere Gewichte pro cm Sprosslänge als die unbeschatteten (grün 72%, schwarz 65%).

Folgerungen für die waldbauliche Praxis:

Trotz der eingeschränkten Übertragbarkeit auf natürliche Verhältnisse lässt sich folgern:

• Die Buchen der beschatteten Varianten sind zwar niedriger, aber deutlich feinastiger
• Unter natürlichen Bedingungen ohne Überschirmung sind häufig Strahlungsfröste Ursache für Vergabelungen und für den Verlust der apikalen Dominanz.
• Die Auffassung, nach der Buche auf Schatten angewiesen sei und hohe Strahlungsmengen per se nicht vertrage, ist falsch.
• Wegen nachlassender Produktivität scheinen dichte Schirme nicht von Vorteil zu sein;
• Die Identifizierung „optimaler“ Überschirmungen ist nur durch längerfristige Beobachtung auf Versuchsflächen möglich.