Suchergebnis in den Forschungsaktivitäten der Entscheidungshilfevorhaben
| Titel: | Verbundvorhaben: Prüfung von Methoden zur Feststellung von Vitalitätseinbußen bei Fichten und Kiefern anhand pflanzenchemischer und pflanzenphysiologischer Parameter im Rahmen von unterschiedlichen Immissions- und Ökosystembedingungen, Teilprojekt Tharandt |
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| Titel (englisch): | Examination of methods for the assessment of vitality losses in spruces and pines by means of phytochemical and phytophysiological parameters under various air pollution ans ecosystem conditions |
| Beschreibung (dt.): | Die gegenwärtige Waldzustandsforschung erfolgt durch visuelle Begutachtung weniger, äußerer Merkmale eines Baumes (Benadelung, Blatt-/Nadelfärbung), die streß- und baumphysiologisch betrachtet, die Vitalität eines Baumes (v. a. i. d. WSE-Schadstufen 0,1 und 2) jedoch nur unzureichend widerspiegeln. So wird von verschiedenen Seiten gefordert, Vitalitätszustände von Bäumen durch objektiv ermittelbare Parameter und Kennziffern zu quantifizieren, und Richtwerte (Indikatorsystem Waldzustand) festzulegen. Hierfür soll ein Diagnostikprogramm entwickelt werden, das über die Bestimmung pflanzenchemischer und- physiologischer Parameter (z.B. organische und anorganische Nadelinhaltsstoffe) eine frühzeitige, subtile und kostengünstige Bewertung des Gesundheitszustandes von Bäumen ermöglicht. Aus der Vielzahl in bisherigen Untersuchungen beschriebener Nadelinhaltsstoffe werden diejenigen ausgewählt, die in einem direkten Zusammenhang zum Gesundheitszustand stehen, mit einem entsprechenden Labormanagement kostengünstig, schnell und reproduzierbar mit Hilfe biochemischer und biophysikalischer Verfahren nachgewiesen werden können und einen Einblick in wesentliche Stoffwechselbereiche (Energie-, Primär-, Sekundärstoffwechsel) der Nadel ermöglichen. Hierzu kommt ein spezifisches Beprobungs-, Analysen- und Auswerteprogramm zur Anwendung, das u.a. eine methodisch und wissenschaftliche Grundlage für die Etablierung des level III-Programms auf diesem Teilgebiet der Waldzustandsüberwachung darstellt. |
| Ergebnis (dt.): | Bei Fichte (TP Tharandt) verschiedener Intensivmessflächen des forstl. Umweltmonitorings wurden an mehreren Nadeljahrgängen von je 20 Probebäume (2-3 Probenahmen) insges. 22 pflanzenchemische bzw. -physiologische Biomarker, die wesentliche Reaktionen des Energie-/Primär-/Sekundärstoffwechsels und der Biomasseakkumulation darstellen, auf ihre Eignung zur Beschreibung von Vitalitätszuständen bzw. als Indikatoren zur Vitalitätsbewertung geprüft. Die experimentellen Befunde zur räumlichen/zeitlichen Biomarker-Variabilität ergaben individuelle und baumgruppenbezogene Reaktionsmuster/Schwankungsbreiten, die künftige Analysedaten baumartspezifisch und zeitbezogen in Referenz-, Übergangs- und Warnbereiche einordnen lassen. Das Biomarkerspektrum umfasste die hinsichtlich des physiologischen Zustandes aussagefähigsten Parameter. Für Fichte waren es nadeljahrgangsspezifisch 5 Faktoren (Chlorophyll, Phenol, Biomasse, Stress und Aminosäure, bestimmt durch Ges.-Chlorophyllgehalt, Folin-positiven Verbindungen/Ges.-phenole, Kohlenhydrate, 100-Nadel-TM, Ges.-Ascorbat-, Aminosäuregehalt und CAPE-Index.. Abhängig von Nadeljahrgang und Beprobungstermin sind 3 weitere Faktoren (Antioxidation, Aminosäure, Stickstoff) bedeutend. Als weitere, mit vertretbarem Laboraufwand nachweisbare Parameter waren solche einbezogen, die insbes. Anpassungsreaktionen differenzieren können. Für beide Baumarten werden als Biomarker (100-Nadel-TM, %-ualer Nadelwassergehalt, Ges.-Chlorophyll, Ges.-Ascorbat, lösl. Aminosäuren, lösl. Kohlenhydrate; zusätzlich für Fichte: Ges.-Phenolgehalt, für den 3. Nadeljahrgang Cape-Risikoindex) vorgeschlagen. Die Vitalitätseinstufung von Baumgruppen erfolgte über den „Biochemischer Vitalitätsindex“ (BVI), der die den definierten Vitalitätsbereichen zugeordneten Biomarker-Werte verknüpft. Die Bezüge zu Ökosystemparametern (Witterung, Immissionen) und bauminternen Kriterien (Kronverdichtung, Wachstum, andere Biomarker) wurden über die Interaktion der Biomarker zur Witterung im Untersuchungsjahr und am Standort aus 5 Parameterkomplexen (Niederschlag, Bodenwasserverfügbarkeit) bestimmt. Über verschiedene Zeiträume ließen sich längerfristige stoffwechselphysiologische Anpassungen wie auch Kurzzeitreaktionen der Bäume erfassen. Angesichts eindeutig nachweisbarer Reaktionsmuster zu den o.g. Ökosystemparametern wird eine Frühindikation von latent geschädigten Baumgruppen bzw. Beständen möglich. Die Festlegung der Probenahme-, Analyse- und Auswerteverfahren (s. Methodenhandbuch,. Kostenanalyse) kann das derzeitige Untersuchungsprogramm auf Level II-Monitoringflächen durch den Einsatz ausgewählter Biomarker ergänzen. |
| Ergebnis (engl.): | Introduction: This joint project was applied for, approved of and elaborated for a better assessment of the effects of changing environmental factors on forest trees and as a contribution for the development of indicators for a sustainable forestry. Methods: As a result of the research project an indicator system for vitality assessment of trees based on plant-chemical and plant-physiological parameters (biomarkers) was developed and tested for the tree species spruce (Picea abies, partial project Tharandt, 96HS052) and Scots pine (Pinus sylvestris, partial project Eberswalde, 96HS053). For this purpose patterns of reponse of 22 biomarkers on different needle age classes of each 20 trial trees were investigated on a total of five quadrants of forest environmental control at two and three different dates of sampling over the period from 1998 to 2001. All biomarkers, representing essential reactions of the energy, primary and secondary metabolism, as well as biomass accumulation, were subjected to an aptitude evaluation. This resulted in a great number of experimental findings about the spatial and temporal variability of the selected biomarkers including the individual and tree group related variablitiy. Vitality ranges werde determined for all biomarkers, which permit with relevance to the specific tree species and related to the special time period allow an allocation of future data of analyses to reference, transitional and warning ranges. Results: For a practicable diagnostic program the spectrum of biomarkers were reduced to these parameters which described the physiological potential at best by a statistical factor analysis. For spruce in dependence of hte needle age class five factors were selected (chlorophyll-, phenol-, biomass-, stress- and amino acid factor) which determined by the total content of chlorophylls, of phenolic compounds, of carbohydrates, of dry weight of 100 needles, of ascorbat and of amino acids and by the CAPE index. For Scots pine (2nd needle age class) in September five factors (chlorophyll-, phenol-, C-biomass-, water status- and starch-factor) were selected which determined by the total content of chlorophylls, of the dry weight of 100 needles, of phenols, of proteins, of proline and of starch. In dependence of the needles age class and of hte timing of the sampling the meaning og three other factors (antioxydation-, amino acid- and nitrogen-factor) increases. For the selection of suitable biomarkers in addition to the results of the factor analysis other parameters were taken into account, providing special contributions to the diffenentiation of tree groups an providing verification with reasonable laboratory effort. Hence, the followingbiomarkers are proposed for the two tree species: 100-needle dry weight, needle water content in percent, total chlorophyll, total ascorbate, soluble amino acids, soluble carbohydrates, as well as specifically for spruce: total phenol content, Cape-risk index (only applicable for the 3rd needle age class) and specifically for pine: starch and proline. A classification of tree groups concerning their vitality took place by the linking the biomarker values alocated to the defined vitality ranges in a „Biochemical Vitality Index“ (BVI). The integrative valuation of the experimental results was concerned with both relationships to ecosystem parameters (weather, air pollution) and with tree-specific relationships (crown thinning, growth, other biomarkers). The bivariate dependence of the biomarkers on the weather conditions in the single years of investigation and the site conditions, referring go five parametric complexes [rainfall availability of soil water (Partial project pine), air temperation, global radiation, ozone]. In order to determine both longer-term metabolic-physiological adaptations and short-term reaction of the trees, various periods of time were referred to tor evaluation. Unambiguous patterns of responses regarding ecosystem parameters (wea |
| Laufzeit: | Beginn: 01.07.1998 / Ende: 31.05.2000 |
| Ausf. Einrichtung: | Institut für Pflanzen- und Holzchemie Technische Universität Dresden, Tharandt |
| Förderprogramme: | Entscheidungshilfebedarf |
| Stichpunkte: | waldzustandserfassung (wse); diagnostikprogramm; fichte; kiefer; nadelinhaltsstoffe; waldschutz; forst; , Wald- u. Forstwirtschaft |
| Förderkennzeichen: | 2896HS052 |
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Weizen*
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"Kleegras und Grünland"
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Beachten Sie, dass die (")-Anführungszeichen, die die Phrase umschließen, Operatorzeichen sind, die der Trennung der Phrase dienen. Es handelt sich hierbei nicht um Anführungszeichen, die den Such-String selbst umfassen.
