Der Wasser- und Kohlenstoffhaushalt von Bäumen eines immergrünen und eines laubwerfenden Bergwalds in Südecuador als funktionale Indikatoren für allmähliche Umweltveränderungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zur Intensivierung des Wissenstransfers wurde im Jahre 2013 die Deutsch-Ecuadorianische “Platform for Biodiversity and Ecosystem Monitoring and Research in South Ecuador” ins Leben gerufen. Mehrere der Projekte hatten die Erfassung von Reaktionen der Ökosysteme auf den schleichenden Klimawandel oder den anthropogenen Nutzungswandel zum Ziel. Das Projekt C5, aufgeteilt in 2 Arbeitsbereiche erforschte die Reaktionen des tropischen Bergregenwalds (Arbeitsbereich 1) bzw. des tropischen Trockenwalds (Arbeitsbereich 2) auf den Klimawandel. Dieser Bericht bezieht sich auf den Bergregenwald. Am ehesten waren Reaktionen des Gaswechsels der Bäume zu erwarten, also der Wasserabgabe durch Transpiration und der Kohlenstoffassimilation durch die Photosynthese. Alle 3 untersuchten Baumarten reagierten mit einer Reduktion der Transpiration auf die während der Versuchszeit von 18 Monaten zunehmende atmosphärischen Feuchte, wobei 2 der Arten durch eine Steigerung der Wassernutzungseffizienz (WUE, Wasserabgabe pro assimiliertem CO2) ihre Kohlenstoffassimilations- und Wachstumsraten beibehielten, während die dritte dazu nicht in der Lage war und das Wachstum vorübergehend reduzierte. Gleichzeitige Messungen des photosynthetischen Gaswechsels an verschiedenen Positionen der Krone mit bis zu 4 Porometern ergab trotz unterschiedlicher Transpirations- und Assimilationsraten von Sonnen- und Schattenblättern eine ähnliche Wassernutzungseffizienz, so dass eine durchschnittliche WUE für die ganze Krone berechnet werden konnte. Wenn man diese mit dem gesamten täglichen Wasserverbrauch des Baums (gemessen mit der Wärmedissipationsmethode nach Granier) multipliziert kann man die gesamte tägliche Kohlenstoffassimilation der Baumkrone abschätzen. Damit kann man den Wasser- und Kohlenstoffhaushalt vom Einzelblatt auf die Baumebene hochskalieren. In Zusammenarbeit mit dem Projekt C6 (Uni Marburg) konnten mit Hilfe von Luftbildern und Satellitenszenen Unterschiede in der Reaktion von Bäumen auf die jahreszeitlich schwankende (Luft)Feuchte visualisiert werden: Direkt benachbart wachsen Bäume, deren Wasserhaushalt das Jahr über mehr oder minder konstant ist, während andere ihre Wasserabgabe der atmosphärischen Feuchte anpassen. Bei ihnen handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit (die Identifizierung des Kronen im Luftbild ist nicht einfach) um diejenigen Typen, die bei geringerer Transpiration die Wassernutzungseffizienz steigern können. Damit erscheint auch eine Hochskalierung vom Einzelbaum zum Wald möglich. Im Hinblick auf den Wissenstransfer an die Ecuadorianischen Partner verfassten die auf der Plattform angesiedelten Projekte ein auf die Methoden und ihre Anwendung fokussiertes Buch “Landscape Restoration, Sustainable Use and Cross-scale Monitoring of Biodiversity and Ecosystem Functions. A Science-directed Approach for South Ecuador“, zu dem das Projekt C5 das Kapitel “Water consumption and carbon uptake in a tropical mountain rain forest as direct functional indicators of slow environmental change” beisteuerte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2015) Water Use Efficiency as a Mean for Upscaling Carbon Uptake from the Leaf to the Whole-Tree Level. Tabebuia Bulletin 5:12-13. LCRS, University of Marburg, Marburg, Germany
Strobl S, Brenner S, Bendix J, Beck E
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(2017) Area-wide evapotranspirationmonitoring at the crown level of a tropical mountain rain forest. Remote Sensing of Environment 194: 219-229
Silva B, Álava-Núñez P, Strobl S, Beck E, and J Bendix
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(2017) Introduction to the Special Issue “Functional monitoring in megadiverse tropical ecosystems”. Ecological Indicators 83:524-526
Farwig N, Bendix J, Beck E
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(2017) Water consumption and carbon uptake in a tropical mountain rain forest as direct functional indicators of slow environmental changes. In: E Beck et al. (eds.). Landscape Restoration, Sustainable Use and Cross-scale Monitoring of Biodiversity and Ecosystem Functions. A Science-directed Approach for South Ecuador. pp 115-127
Beck E, Strobl S, Cueva Ortiz E, Spannl S
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(2017) Water relations and photosynthetic water use efficiency as indicators of slow climate change effects on trees in a tropical mountain forest in South Ecuador. Ecological Indicators 83: 550-558
Strobl S, Cueva E, Silva B, Knüsting J, Schorsch M, Scheibe R, Bendix J, Beck E
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Landscape Restoration, Sustainable Use and Cross-scale Monitoring of Biodiversity and Ecosystem Functions. A Science-directed Approach for South Ecuador (2018). NCI Foundation. ISBN 978-9942-30-553-4
E Beck, T Knoke, N Farwig, L Breuer, D Siddons, and J Bendix (eds.)
