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Energie- und Wasserhaushalt eines alpinen Zwergstrauchbestandes während einer Föhnperiode

Energy regime and water balance of an alpine dwarf shrub community during a Föhn-period

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Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie B Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Im Zentralalpengebiet kommt dem Föhn wegen der dabei auftretenden hohen Windgeschwindigkeiten und niedrigen Luftfeuchtigkeit eine besondere ökologische Bedeutung zu. Die folgende Arbeit zeigt die Wirkung einer funftägigen Föhnsturmperiode auf den Strahlungs-, Wärme- und Wasserhaushalt eines alpinen Zwergstrauchbestandes (Loiseleurietum cetrariosum) auf dem Patscherkofel bei Innsbruck.

Als wesentlichste Ergebnisse sind hervorzuheben: Im Laufe einer mehrtägigen Föhnperiode kommt es zu einer starken Einschränkung der Evapotranspiration und zu einem Anstieg der Wärmekonvektion. Die Abnahme der Evapotranspiration ist auf ein windbedingtes Schließen der Spaltöffnungen der Blätter zurückzu führen. Die Wirkung des Windes auf die Vegetationsdecke hängt außer vom Bodenrelief ganz wesentlich von der Wuchsform der Pflanzen und der Bestandesstruktur ab. Der dichte, dem Boden ganz anliegende Spalierstrauch Loiseleuria bedingt einen großen Bestandesaustauschwiderstand, eine Wuchsform, die vor allem an widgefegten Kanten vorteilhaft ist. Dadurch ist es Loiseleuria selbst bei heftigem Wind möglich, ein günstiges Bestandesklima aufzubauen, das relativ windstill, warm und feucht ist.

Summary

Because of high wind velocities and low air humidity during Föhn this wind from the South is of special ecological importance in the Central Alps. The presented paper discussed the effect of a 5 days lasting Föhn-period on the radiation-, heat- and watereconomy of an alpine dwarf shrub community (Loiseleurietum cetrariosum) at Mt. Patscherkofel near Innsbruck.

The most important results are as follows: In the course of a several days lasting Föhnstorm the evapotranspiration decreases remarkably and the sensible heat convection increases. Decrease in the evapotranspiration is due to the closure of the stomata of the leaves caused by the wind. The effect of the wind on the vegetation layer depends not only on the relief of the ground but to a great part also on the growth habit of the plants and the community structure. The dense Loiseleuria carpet creeping along the ground causes a large community-exchange-resistance which is of advantage to plant communities growing on widswept habitats. Loiseleuria thus is able to create within the vegetation layer a favorable microlimate which is relatively calm, warm, and humid even during strong wind.

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Literatur

  1. Addison, P. A.: Studies on Evapotranspiration and Energy Budgets on the Truelove Lowland, Devon Island, N. W. T. In Bliss, L. C. (ed.): Devon Island IBP Project, High Arctic Ecosystems. Dept. of Botany, Univ. of Alberta, 1972.

  2. Addison, P. A.: Studies on Evapotranspiration and Energy Budgets in the High Arctic: a Comparison of Hydric and Xeric Microenvironments on Devon Island, N. W. T. Dissertation, Laurentian University, Ontario, 1973.

    Google Scholar 

  3. Aulitzky, H.: Die Bodentemperaturverhältnisse an einer zentralalpinen Hanglage beiderseits der Waldgrenze. I. Die Bodentemperatur oberhalb der zentralalpinen Waldgrenze. Archiv Met. Geoph. Biokl., Ser. B,10, 445–532 (1961).

    Google Scholar 

  4. Aulitzky, H.: Die Bodentemperaturverhältnisse an einer zentralalpinen Hanglage beiderseits der Waldgrenze. II. Über die Bodentemperaturen im subalpinen Zirben-Lärchenwald. Archiv Met. Geoph. Biokl., Ser. B,11, 301–362 (1962).

    Google Scholar 

  5. Aulitzky, H.: Grundlagen und Anwendung des vorläufigen Wind-Schnee-Ökogrammes. Mitt. Forstl. Bundesversuchsanstalt,60, 765–834 (1963).

    Google Scholar 

  6. Baumgartner, A.: Untersuchungen über den Wärme- und Wasserhaushalt eines jungen Waldes. Ber. Dtsch. Wetterd.,5, Nr. 28, 1956.

    Google Scholar 

  7. Berz, G.: Untersuchungen zum Wärmehaushalt der Erdoberfläche und zum bodennahen atmosphärischen Transport. Wiss. Mitt. Meteor. Inst. Univ. München, Nr.16, 1969.

  8. Bliss, L. C.: Arctic and Alpine Plant Life Cycles. Ann. Rev. of Ecol. and Systematics,2, 405–438 (1971).

    Article  Google Scholar 

  9. Braun-Blanquet, J.: Die Vegetationsverhältnisse der Schneestufe in den Ratisch-Leopontinischen Alpen. Neue Denkschr. Schweiz. Naturforsch. Ges.,48, 1–347 (1913).

    Google Scholar 

  10. Caldwell, M. M.: Plant Gas Exchange at High Wind Speeds. Plant Physiol.,46, 535–537 (1970).

    Google Scholar 

  11. Caldwell, M. M.: The Wind Regime at the Surface of the Vegetation Layer Above Timberline in the Central Alps. Cbl. ges. Forstwesen,87, 65–74 (1970).

    Google Scholar 

  12. Cernusca, A.: Der Einsatz automatischer Datenerfassungssysteme für klimaökologische Untersuchungen im Rahmen der Produktivitätsforschung. Photosynthetica,2, 238–244 (1968).

    Google Scholar 

  13. Cernusca, A.: Ökophysik: Neue Wege zur quantitativen Ökologie. Umschau,18, 663–668 (1971).

    Google Scholar 

  14. Cernusca, A.: Zur Frage der Meßhäufigkeit von Mikroklimamessungen bei Ökosystemanalysen. Oecologia,9, 113–122 (1972).

    Article  Google Scholar 

  15. Cernusca, A.: Einsatz mobiler Meßeinrichtungen in der Ökosystemforschung. In: H. Ellenberg (ed.), Ökosystemforschung, 195–201. Berlin-Heidelberg-New York: Springer-Verlag, 1973.

    Google Scholar 

  16. Cernusca, A.: Projektstudien — eine neue Ausbildungsmethode für Umweltforscher. Umschau,22, 242–245 (1975).

    Google Scholar 

  17. Cernusca, A.: Energieumsatz in den einzelnen Bestandesschichten einer Wiese. Oecologia,12 (im Druck).

  18. Cernusca, A., und G. Cernusca: Ein Schreiber für 6 Meßstellen mit Meßwertintegration und Datenspeicherung auf Lochstreifen. Wetter und Leben (im Druck).

  19. Cernusca, A., und G. Cernusca: Ein automatischer Wasserstands-Niveaugeber für die elektrische Messung von Verdunstung, Evapotranspiration oder Niederschlag. Wetter und Leben (im Druck).

  20. Courtin, G. M., and L. C. Bliss: A Hydrostatic Lysimeter to Measure Evapotranspiration under Remote Field Conditions. Arctic and Alpine Research,3, 81–89 (1971).

    Google Scholar 

  21. Fleischer, R.: Vier Jahre Strahlungsbilanzregistrierungen am meteorologischen Observatorium Hamburg. Ber. Dt. Wetterd.,51, 1959.

  22. Friedel, H.: Schneedeckenandauer und Vegetationsverteilung im Gelände. Mitt. Forstl. Bundesversuchsanstalt,59, 317–369, 1961.

    Google Scholar 

  23. Gams, H.: Der Patscherkofel, seine Naturschutzgebiete und sein Alpengarten. Jb. Verein z. Schutz Alpenpfl. u. Tiere,9, 7–21 (1937).

    Google Scholar 

  24. Geiger, R.: Das Klima der bodennahen Luftschicht. Braunschweig: Vieweg. 1961.

    Google Scholar 

  25. Grabherr, G.: Beiträge zur Ökophysiologie von Loiseleuria procumbens (L.) Desv. Dissertation, Univ. Innsbruck 1974.

  26. Häckel, H.: Über den Zusammenhang zwischen der Temperatur dünner Zweige, der Windgeschwindigkeit und der Strahlungsbilanz in windschwachen Strahlungsnächten. Gartenbauwissenschaft,40, 116–119 (1975).

    Google Scholar 

  27. Häckel, H., K. Häckl, und H. Kraus: Tagesgänge des Energiehaushaltes der Erdoberfläche auf der Alp Chukhung im Gebiet des Mt. Everst. Khumbu Himal 7/2, 71–133 (1970).

    Google Scholar 

  28. Kira, T., and T. Shidei: Primary Production and Tumover of Organic Matter in Different Forest Ecosystems of the Western Pacific. Jap. J. Ecology,17, 70–87 (1967).

    Google Scholar 

  29. Kira, T., K. Shinozaki, and K. Hozumi: Structure of Forest Canopies as Related to Their Primary Productivity. Plant and Cell Physiol.,10, 129–142 (1969).

    Google Scholar 

  30. Körner, Ch., and A. Cemusca: A Semi-Automatic Self-Recording Diffusion Porometer and Its Performance under Alpine Field Conditions. Photosynthetica,9 (im Druck).

  31. Kronfuss, H.: Schneelage und Ausaperung an der Waldgrenze. Mitt. Forstl. Bundesversuchsanstalt,75, 207–241 (1967).

    Google Scholar 

  32. Kronfuss, H.: Räumliche Korrelation zwischen der Windstärke in Bodennähe und der Schneedeckenandauer. Cbl. ges. Forstwesen,87, 99–116 (1970).

    Google Scholar 

  33. Lange, O. L., R. Lösch, E. D. Schulze, and L. Kappen: Responses of Stomata to Changes in Humidity. Planta,100, 76–86 (1971).

    Article  Google Scholar 

  34. Larcher, W., A. Cernusca, und L. Schmidt: Stoffproduktion und Energiebilanz in Zwergstrauchbeständen auf dem Patscherkofel bei Innsbruck. In: H. Ellenberg (ed.), Ökosystemforschung, 175–194. Berlin-Heidelberg-New York: Springer. 1973.

    Google Scholar 

  35. Larcher, W., L. Schmidt, G. Grabherr, and A. Cernusca: Plant Biomass and Production of Alpine Shrub Heath at Mt. Patscherkofel, Austria. Proc. of Conference, Dublin, 65–73 (1973).

  36. Larcher, W., A. Cernusca, L. Schmidt, G. Grabherr, E. Nötzel, and N. Smeets: Structure and Function of the Alpine Dwarf Shrub Health Mt. Patscherkofel, IBP Proc., Abisko, 1975.

  37. Lettau, H. H., and B. Davidson: Exploring the Atmospher's First Mile. Vol. II, Pergamon Press. 1958.

  38. Monsi, M., und T. Saeki: Über den Lichtfaktor in den Pflanzengesellschaften und seine Bedeutung für die Stoffproduktion. Jap. J. Bot.,14, 22–52 (1953).

    Google Scholar 

  39. Monteith, J. L.: Principles of Environmental Physics. London: Edward Amold. 1973.

    Google Scholar 

  40. Nägeli, W.: Der Wind als Standortsfaktor bei Aufforstungen in der subalpinen Stufe (Stillbergalp im Dischmatal, Kanton Graubünden). Mitt. schweiz. Anst. forstl. Versuchswes.,47 (1971).

  41. Pallmann, H., und P. Haffter: Pflanzensoziologische und bodenkundliche Untersuchungen im Oberengadin mit besonderer Berücksichtigung der Zwergstrauchgesellschaften der Ordnung Rhodoreto-Vaccinietalia. Ber. Schweiz. Botan. Ges.,42, 357–466 (1933).

    Google Scholar 

  42. Pitschmann, H., H. Reisigl, H. M. Schiechtl, und R. Stern: Karte der aktuellen Vegetation von Tirol 1/100000. I. Blatt 6, Innsbruck-Stubaier Alpen. In: Ozenda, P. (ed.): Documents pour la Carte de la Vegetation des Alpes VIII, 7–34 (1970).

  43. Rosenberg, N. J.: Microlimate: The Biological Environment. New York: John Wiley & Sons. 1974.

    Google Scholar 

  44. Reiter, E. R.: Klima von Innsbruck. Stat. Amt Innsbruck, 2. Sonderveröffentlichung, Innsbruck, 1958.

  45. Schmidt, L.: Stoffproduktion und Energiehaushalt von alpinen Zwergstrauchgesellschaften. Dissertation, Universität Innsbruck, 1974.

  46. Staud, J.: Die Strahlungsverhältnisse in Gemsheidebeständen. Diplomarbeit, Inst. f. Allg. Botanik, Innsbruck 1975.

    Google Scholar 

  47. Svoboda, J.: Vascular Plant Productivity Studies of Raised Beach Ridges (Semi-Polar-Desert) in the Truelove Lowland. In Bliss, L. C. (ed.): Devon Island IBP Project High Arctic Ecosystems. Dept. of Botany, Univ. of Alberta, 1972.

  48. Tajchman, St.: Energie- und Wasserhaushalt verschiedener Pflanzenbestände bei München. Wiss. Mitt. Meteor. Inst. Univ. München, Nr.12, 1967.

  49. Thompson, F. B., and L. Leyton: Method for Measuring the Leaf Surface Area of Complex Shoots. Nature,229, 572 (1971).

    Article  Google Scholar 

  50. Tranquillini, W.: Photosynthese und Transpiration einiger Holzarten bei verschieden starkem Wind. Cbl. ges. Forstwesen,86, 35–48 (1969).

    Google Scholar 

  51. Turner, H.: Die Niederschlags- und Schneeverhältnisse. Mitt. Forstl. Bundesversuchsanstalt,59, 265–316 (1961).

    Google Scholar 

  52. Winkler, E.: Beiträge zur Klimatologie hochalpiner Lagen der Zentralalpen. Ber. Naturwiss.-Med. Ver. Innsbruck,53, 209–223 (1963).

    Google Scholar 

  53. Winkler, E., und W. Moser: Die Vegetationszeit in zentralalpinen Lagen Tirols in Abhängigkeit von den Temperatur- und Niederschlagsverhältnissen. Veröff. Mus. Ferdinandeum Innsbruck,47, 121–147 (1967).

    Google Scholar 

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Die hier dargestellten Untersuchungen wurden im Rahmen des IBP-Projektes „Zwergstrauchheide Patscherkofel” mit Unterstützung durch den Österreichischen Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Projekt Nr. 782 durchgeführt.

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Cernusca, A. Energie- und Wasserhaushalt eines alpinen Zwergstrauchbestandes während einer Föhnperiode. Arch. Met. Geoph. Biokl. B. 24, 219–241 (1976). https://doi.org/10.1007/BF02243342

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