Wurzel Hydraulik unter wechselndem Schneedecke Regime

Wurzeln sind wichtige Pflanzenorgane zur Verankerung und die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser, um den Bedarf der transpirierenden Baumkrone zu decken. Niedrige Bodentemperaturen können das Wurzelwachstum und die Wurzelfunktion und damit die Wasserversorgung der Bäume einschränken. Über die Wurzeln und deren Hydraulik ist nach wie vor weniger bekannt als über die oberirdischen Baumorgane. Dies gilt insbesondere für Bäume von höheren Lagen, wo der Temperatureinfluss auf die Wurzeln stärker ist. Diese Wissenslücken werden im Zusammenhang mit dem Klimawandel relevant, da Wurzeln durch die erwartete Abnahme der Schneedeckenhöhe und - dauer nicht nur niedrigeren Gesamttemperaturen, sondern auch stärkeren Temperaturschwankungen und Frost-Tau-Zyklen ausgesetzt werden. Im Projekt wird die Ökophysiologie von Wurzeln im Zusammenhang mit Veränderungen der Schneedecke untersucht, es umfasst folgende Teile: (i) Analyse der Auswirkungen einer reduzierten Schneebedeckung aufdie Wurzelhydraulikunddie Vitalität von Bäumen mittels Schneemanipulationsexperiment an Zirbe und Fichte, an der alpinen Baumgrenze. (ii) Untersuchung der Auswirkungen von Trockenstress auf die Wurzelhydraulik verschiedener alpiner Arten durch wiederholte Frostzyklen und/oder Trockenstress sowie auf die Wurzelsysteme von intakten Zirben- undFichten-sämlingendurchInduktion vonaufeinanderfolgenden Trockenperioden, Frosttrockenperioden und Erholungsperioden in kontrollierten Experimenten. (iii) Analyse der Wurzelhydraulik und der Auswirkungen von Winterstress bei drei alpinen Pinus-Arten von verschiedenen alpinen Baumgrenzregionen in Europa. Das Projekt stützt sich auf eine breite Palette von Feld- und Labormethoden. Zu den Feldmethoden gehören die Überwachung der Emboliebildung mittels Ultraschall-Emissionsanalyse, die Untersuchung der Gefrierdynamik durch Infrarot-Bildgebung oder die in-situ Analyse der Xylemstruktur mittels elektrischer Widerstandstomographie an Wurzeln verschiedener Größenklassen sowie der Vergleich mit Wurzelansätzen und Stämmen ähnlicher Größe. Im Labor wird die Empfindlichkeit gegenüber Trockenheit und FT-Stress induzierten Xylem-Embolien mit optischen und Zentrigugationstechniken sowie die Zellschädigung mit der electrolyte leakage-Methode untersucht. Die Ergebnisse des Projektes werden für die Erforschung des Wasserhaushaltes von Pflanzen im Allgemeinen und für die Vitalität und das Überleben von Bäumen in größeren Höhenlagen in Zeiten des Klimawandels im Besonderen von Bedeutung sein. Die erwarteten Ergebnisse haben auch für Forstwirtschaft und Landschaftspflege Relevanz.