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Beschreibung

2015_Stammtemp15/17

Bei der Betrachtung des Energie- und Stoffhaushaltes von Wäldern wird im Wesentlichen auf den Kronen- bzw. Wurzelraum spezifischer eingegangen, während für den Stammbereich weitestgehend vereinfachte Annahmen bezüglich der klimatischen Gegebenheiten zugrunde gelegt werden. Diese Betrachtungsweise ist sehr ungenau und kann zu Überschätzen oder Unterschätzen der Energie-, Wasser- und Kohlenstoffbilanz führen, was sich wiederum auf die Abschätzung des globalen oder regionalen Klimas auswirken könnte. Da die Gesamtheit der Baumstämme in einem Waldbestand einen nicht unwesentlichen Teil des gesamten Waldökosystems ausmacht und die mikroklimatischen Gegebenheiten innerhalb eines Bestandes stark variieren, ist es entscheidend die Energiebilanz eines Baumstammes gesondert zu bestimmen. Grundlegend hierfür ist die Ermittlung der von biophysikalischen Faktoren abhängenden und räumlich und zeitlich stark variierenden Stammtemperatur, die unter anderem in direkter Beziehung mit dem temperaturabhängigen Prozess der Holzatmung steht. Geschützte, nicht-bewirtschaftete Wälder, wie im Nationalpark Hainich, bieten die ideale Basis für die Modellierung vielfältiger situationsspezifischer Stammenergiebilanzen, da sie aufgrund ihrer hohen Biodiversität eine starke Heterogenität an kleinskaligen mikroklimatischen Gegebenheiten aufweisen. Dies ermöglicht die Übertragung und/oder Anwendung von situationsspezifischen Stammenergiebilanzen auf andere weniger Bestände. Der präzise Energiebilanzvergleich von bewirtschafteten und nicht-bewirtschafteten Wäldern wird den Klimaschutzwert der verschiedenen Waldökosystemen validieren.
Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es, den dynamischen Einfluss von biophysikalischen Faktoren auf die Variationen der Stammtemperatur von Bäumen in Wäldern zu bestimmen und mithilfe von Messungen und Modellierung quantitativ zu beschreiben. Das angestrebte Ergebnis des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Modells des Energiehaushalts eines Baumstamms in einem heterogenen Wald-bestand. Dabei soll auf die Variation der Phänologie und deren Einfluss auf die hoch aufgelöste räumliche und zeitliche Variabilität von direkter und diffuser Strahlung in Mischbeständen eingegangen werden. Die Umsetzung soll durch kombinierte empirisch-prozessbasierte dynamische SVAT-Modellierung und dreidimensionale Strahlungsmodellierung erfolgen.
Zur Erfassung der notwendigen Daten werden folgende Methoden angewendet:
- Mikrometeorologische Messungen am Klimaturm
- Dauerhafte Messungen von Strahlung, Temperatur, Saftfluss und Sonnenflecken an den beiden Versuchsbäumen
- Temporäre Messungen am Baumstamm an den jeweils 10 nächstgelegenen Bäumen von Stammoberflächentemperatur, Windgeschwindigkeiten auf Luv- und Leeseite
- Baumstrukturaufnahmen
- Phänologische Untersuchungen (Beginn des Blattaustriebs, der Blattentfaltung, der Blattverfärbung und des Laubfalls)
- Blattflächenindex (LAI) bzw. Pflanzenflächeindex (PAI)
- Regelmäßige Messungen der optischen Eigenschaften der Blätter und Stämme während der Vegetationsperiode mit einem Spektroradiometer

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