Waldgrenze - Effekte nach Sommer- und Wintertrockenheit
Timberline - Legacy effects after summer and winter drought
Wissenschaftsdisziplinen
Biologie (75%); Land- und Forstwirtschaft, Fischerei (25%)
Keywords
-
Plant hydraulics,
Legacy effects,
Global change,
Alpine timberline,
Hydraulic recovery,
Drought stress
Die aufgrund des Klimawandels zunehmende Trockenheit ist für den Wassertransport von Pflanzen kritisch. Trockenheit aber auch Gefrier-Tau-Zyklen können zu einer Unterbrechung des Transportes und damit zum Absterben von Blättern oder Trieben führen. Pflanzen versuchen dies zu vermeiden, indem sie die Transpiration einschränken oder resistente Holzstrukturen aufbauen. Manche Arten können das Wassertransportsystem auch reaktivieren, indem neues Holz (Xylem) gebildet oder beschädigte Leitelemente repariert werden. Es ist bekannt, dass Bäume der Waldgrenze extreme Beeinträchtigungen im Wassertransport erleiden und mit Hilfe von Reparaturmechanismen überleben. Unser Wissen über kombinierte Stresswirkungen, Gegenstrategien und Langzeit-Effekte, räumliche Muster in der Hydraulik sowie Effekte unterschiedlicher Stressintensitäten ist jedoch gering. Im Fokus des Projektes stehen alpine Koniferen und die folgenden Fragestellungen: A. Effekte von Sommer- und Winterstress auf Waldgrenzbäume: Wir erwarten, dass sommerliche Trockenheit in Kombination mit Winterstress eine erhöhte Verwundbarkeit und Schäden im Wassertransportsystem verursacht. Trotz Reparatur dürften diese Schäden zu Langzeit-Effekten in Wasserhaushalt und Wachstum führen. B. Hydraulische Architektur des Xylems und hydraulische Muster: Wir erwarten ausgeprägte Muster innerhalb des Transportsystems von Waldgrenzkoniferen mit hohen Leitfähigkeiten und Verwundbarkeiten in Stamm und Wurzeln. C. Effekte der Stressdauer und intensität: Wir erwarten, dass Jungbäume empfindlicher auf Trockenstress reagieren als ältere Bäume und dass Reparaturprozesse bei anhaltendem, moderaten Stress effizienter sind als nach kurzem, intensiven Stress. Dieses Projekt nutzt ein an der Waldgrenze bestehenden Regenausschlussexperiment, wo gestresste und Kontrollbäume während Stress- und Reparaturperioden sowie die entsprechenden Langzeiteffekte beobachtet werden können. Wir untersuchen den Wassertransport in unterschiedlichen Teilen der Bäume bis auf das Niveau der Jahrringe und analysieren die Wasseraufnahme aus unterschiedlichen Bodentiefen. Zusätzlich werden Kombinationen von sommerlicher Trockenheit und Winterstress an Jungbäumen simuliert und Effekte auf den Wassertransport und Reparaturstrategien untersucht. Neben dem Einsatz hydraulischer, mikroklimatischer und ökophysiologsicher Methoden werden neue Methoden zu Analyse der Stammhydraulik entwickelt. Das Projekt wird von Stefan Mayr, Institut für Botanik und Michael Bahn, Institut für Ökologie, Universität Innsbruck, Experten in alpiner Physiologie und Ökologie, durchgeführt. Kooperationspartner sind Andrea Nardini (Trieste, Italy), Hervé Cochard (INRA, France), Georg von Arx (WSL, Switzerland) sowie nationale Institutionen. Die Ergebnisse werden das Verständnis des pflanzlichen Wasserhaushaltes im Allgemeinen und von Bäumen in größeren Höhenlagen verbessern und relevant für das Management und die zukünftige Entwicklung von Gebirgsökosystemen sein.
- Universität Innsbruck - 100%
- Hervé Cochard, Institut National de la Recherche Agronomique - Frankreich
- Andrea Nardini, University of Trieste - Italien
- Georg Von Arx, Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) - Schweiz
Research Output
- 305 Zitationen
- 19 Publikationen
-
2025
Titel Impact of emerging compound droughts on forests: A water supply and demand perspective DOI 10.1111/plb.70080 Typ Journal Article Autor Werner C Journal Plant Biology Link Publikation -
2025
Titel Widespread but Divergent Drought Legacy Effects on Gross Primary Productivity Across Biomes DOI 10.1111/gcb.70541 Typ Journal Article Autor Yu X Journal Global Change Biology Link Publikation -
2020
Titel Juniperus communis populations exhibit low variability in hydraulic safety and efficiency DOI 10.1093/treephys/tpaa103 Typ Journal Article Autor Unterholzner L Journal Tree Physiology Seiten 1668-1679 -
2025
Titel Stress dose explains drought recovery in Norway spruce DOI 10.3389/fpls.2025.1542301 Typ Journal Article Autor Knüver T Journal Frontiers in Plant Science Seiten 1542301 Link Publikation -
2021
Titel Cavitation fatigue in conifers: a study on eight European species DOI 10.1093/plphys/kiab170 Typ Journal Article Autor Feng F Journal Plant Physiology Seiten 1580-1590 Link Publikation -
2021
Titel Subalpine dwarf shrubs differ in vulnerability to xylem cavitation: An innovative staining approach enables new insights DOI 10.1111/ppl.13429 Typ Journal Article Autor Ganthaler A Journal Physiologia Plantarum Seiten 2011-2021 Link Publikation -
2022
Titel Impact of freeze–thaw-induced pit aspiration on stem water transport in the subalpine conifer Abies veitchii DOI 10.1093/plphys/kiac388 Typ Journal Article Autor Taneda H Journal Plant Physiology Seiten 1687-1698 Link Publikation -
2022
Titel Leaf water potential measurements using the pressure chamber: Synthetic testing of assumptions towards best practices for precision and accuracy DOI 10.1111/pce.14330 Typ Journal Article Autor Rodriguez-Dominguez C Journal Plant, Cell & Environment Seiten 2037-2061 Link Publikation -
2022
Titel Impact of freeze-thaw-induced pit aspiration on stem water transport in a subalpine conifer (Abies veitchii) DOI 10.1101/2022.04.27.489725 Typ Preprint Autor Taneda H Seiten 2022.04.27.489725 Link Publikation -
2022
Titel Amplifying effects of recurrent drought on the dynamics of tree growth and water use in a subalpine forest DOI 10.1111/pce.14369 Typ Journal Article Autor Oberleitner F Journal Plant, Cell & Environment Seiten 2617-2635 Link Publikation -
2022
Titel Recovery after long-term summer drought: Hydraulic measurements reveal legacy effects in trunks of Picea abies but not in Fagus sylvatica DOI 10.1111/plb.13444 Typ Journal Article Autor Knüver T Journal Plant Biology Seiten 1240-1253 Link Publikation -
2020
Titel Insights into trunks of Pinus cembra L.: analyses of hydraulics via electrical resistivity tomography DOI 10.1007/s00468-020-01976-x Typ Journal Article Autor Losso A Journal Trees Seiten 999-1008 Link Publikation -
2023
Titel Integrating plant physiology into simulation of fire behavior and effects DOI 10.1111/nph.18770 Typ Journal Article Autor Dickman L Journal New Phytologist Seiten 952-970 Link Publikation -
2021
Titel Using electrical resistivity tomography to detect wetwood and estimate moisture content in silver fir (Abies alba Mill.) DOI 10.1007/s13595-021-01078-9 Typ Journal Article Autor Martin L Journal Annals of Forest Science Seiten 65 Link Publikation -
2021
Titel Relevance of time and spatial scales in plant hydraulics DOI 10.1093/treephys/tpab093 Typ Journal Article Autor Mayr S Journal Tree Physiology Seiten 1781-1784 Link Publikation -
2021
Titel Alpine dwarf shrubs show high proportions of nonfunctional xylem: Visualization and quantification of species-specific patterns DOI 10.1111/pce.14226 Typ Journal Article Autor Ganthaler A Journal Plant, Cell & Environment Seiten 55-68 Link Publikation -
2021
Titel Branch water uptake and redistribution in two conifers at the alpine treeline DOI 10.1038/s41598-021-00436-x Typ Journal Article Autor Losso A Journal Scientific Reports Seiten 22560 Link Publikation -
2019
Titel Die hard: timberline conifers survive annual winter embolism DOI 10.1111/nph.16304 Typ Journal Article Autor Mayr S Journal New Phytologist Seiten 13-20 Link Publikation -
2019
Titel Winter Embolism and Recovery in the Conifer Shrub Pinus mugo L. DOI 10.3390/f10110941 Typ Journal Article Autor Mayr S Journal Forests Seiten 941 Link Publikation