Auswirkungen unterschiedlicher Feinwurzelverteilungen und-biomassen auf das Risiko für Trockenstreß und Nadelverluste in Fichtenbeständen—Ergebnisse von Simulationsrechnungen zum Wasserhaushalt

Zusammenfassung

Chronische Nadel- und Blattverluste bei den wichtigsten Baumarten sind ein weitverbreitetes Phänomen in Mitteleuropa und werden als “neuartige Waldschäden” bezeichnet. Als Ursachen dieser Schäden werden häufig Luftschadstoffe genannt. Unter dem Einfluß der Deposition von Luftschadstoffen sind über Veränderungen des chemischen Bodenzustands und der N-Verfügbarkeit Änderungen in den Durchwurzelungsmustern der Bäume zu erwarten, die in einer Verflachung des Wurzelsystems und in einer Abnahme der Feinwurzelbiomasse liegen. Die Ausgangshypothese für diese Arbeit war, daß diese Veränderungen im Wurzelraum zu einer erhöhten Trockenstreßanfälligkeit und zu Nadel- und Blattverlusten führen.

Mit Hilfe von Simulationsrechnungen zum Wasserhaushalt eines Fichtenaltbestandes wurden die Auswirkungen verschiedener Durchwurzelungsmuster auf die Transpiration und das Risiko für Trokkenstreß für einen Zeitraum von 18 Jahren berechnet. Die Ergebnisse für das Trockenjahr 1976 wurden mit dem relativ feuchten Jahr 1981 verglichen. Im Trockenjahr zeigte der Verlauf der Xylemwasserpotentiale für die Variante mit flache Durchwurzelung und geringer Feinwurzelbiomasse ein erhebliches Trockenstreßrisiko, welches bei einer Tiefendurchwurzelung vermieden werden kann. Die Simulationen ergaben, daß zur Vermeidung des Trockenstreß im Jahr 1976 bei flacher Durchwurzelung und geringer Wurzelbiomasse ein Nadelverlust bis zu 30% notwendig wird. Im feuchten Jahr 1981 hat die Wurzelverteilung ebenfalls einen deutlichen Einfluß auf die Entwicklung der Xylemwasserpotentiale, gravierender Trockenstreß trat aber in keiner der Varianten auf.

Summary

Chronic needle and leaf losses of major tree species, called “novel forest damage”, are widespread in Central Europe. Air pollutants are often blamed for this kind of damage. The influence of air pollutant deposition, soil chemical changes and the increasing nitrogen availability may cause a shallowing of the root system and decreasing fine root biomass. We hypothesize that the changes in the root system cause decreasing drought susceptability of the trees and needle or leaf losses.

Using computer models for the watercycle in a mature Norway spruce stand over a period of 18 years we quantified the influence of different rooting patterns on the transpiration and the risk of drought stress. Here we compared the dry year 1976 with the wet year 1981. In 1976 the simulated xylem water potentials indicate severe drought stress under conditions of shallow rooting and low root biomass. Under these rooting conditions the drought stress in 1976 would have been avoided, if the trees had lost about 30% of the needle mass. During the wet year 1981 rooting patterns also influenced xylem water potentials, but severe drought stress did not occur.