Bachelorarbeit

Funktionelle Blatteigenschaften der Flaumeiche (Quercus pubescens Willd.) in verschiedenen geographischen Herkünften und Klimawandelszenarien

Robert Weigel (11/2011-05/2012)

Betreuer: Camilla Wellstein, Carl Beierkuhnlein

In Folge des anthropogenen Klimawandels werden sich die Temperaturen in Deutschland erhöhen und es muss mit häufigeren Extremwetterereignissen, wie Dürreereignissen, gerechnet werden. Die sich im Laufe dieses Jahrhunderts einstellenden Klimaverhältnisse in Deutschland werden zunehmend den Klimahüllen von wasserstressresistenten Baumarten wie Quercus pubescens Willd. (Q. pubescens) entsprechen. Die Reaktion von Q. pubescens auf Wasserstress muss genauer untersucht werden, um deren forstökologisches Potential, andere Quercus Arten angesichts häufiger auftretenden Wasserstresses zu substituieren, einschätzen zu können. Die Fähigkeit zur Adaption oder Akklimatisation ist für eine Pflanze notwendig, um unter unterschiedlichen Umweltbedingungen und Stresssituationen, wie chronischen oder kurzzeitigen Wasserstress, zu bestehen. Adaption und Akklimatisation wird oft durch die Veränderung einzelner Parameter eines Organismus erreicht und löst so intraspezifische Variabilität aus. Deshalb wurde in diesem Experiment der Einfluss von Adaption und Akklimatisation auf die intraspezifische Variabilität der blattmorphologischen Parameter untersucht. Vier verschiedene geographische Herkünfte (Bulgarien, Deutschland, Italien, Ungarn) von Q. pubescens wurden unterschiedlichen, simulierten Klimabedingungen ausgesetzt. Diese bestanden aus Kombinationen dreier Dürreklassen (keine Dürre, vor Blattaustrieb einsetzende Dürre, nach Blattaustrieb einsetzende Dürre) mit zwei Erwärmungsklassen (Erwärmung um 2,7 °C in beheizten Einheiten gegenüber unbeheizten Einheiten). Als Zeiger der intraspezifischen Variabilität und somit als Zeiger von Adaption und Akklimatisation von Q. pubescens wurden die blattmorphologischen Parameter Blattoberfläche-Trockengewicht-Verhältnis (SLA), Stomatadichte (SD), Stomatalänge (lS), potential conductance index (PCI), Anzahl der Stomata pro Blatt (NS), Blattfläche (LA) und Behaarungsgrad des Blattes untersucht. Ohne Beachtung der simulierten klimatischen Bedingungen fanden sich unterschiedliche Durchschnittswerte für die SLA, die SD, die lS, den PCI und den Behaarungsgrad in Abhängigkeit von der Herkunft. Bei Betrachtung der simulierten klimatischen Bedingungen verursachte Erwärmung eine sinkende SLA und größere lS, während bei der Dürrebehandlung nur die nach dem Blattaustrieb einsetzende, kürzere Dürre eine Verringerung der lS und eine Erhöhung der SD bei invariantem PCI und einen verminderten Besatz mit Einzelhaaren verursachte. Zudem korrelierte die lS positiv mit der LA, der Blatttrockenmasse, dem PCI und negativ mit der Büschelhaardichte, die LA korrelierte positiv mit der Blatttrockenmasse und SD korrelierte positiv mit dem PCI und negativ mit lS 2. Nur für die Zahl der Büschelhaare konnten herkunftsspezifische Reaktionen der blattmorphologischen Parameter auf die Klimamanipulationen beobachtet werden. Das Experiment zeigt, dass sich Q. pubescens phänotypisch plastisch an veränderte Umweltbedingungen anpasst und dass deren Herkünfte Unterschiede in Bezug auf blattmorphologische Parameter aufweisen. Da Q. pubescens im Allgemeinen eine wasserstressresistenter Laubbaumart mit hoher intraspezifischer Variabilität ist, ist es wichtig, zu untersuchen, ob sie auch an Standorten in Deutschland angesichts des Klimawandels hohe Funktionalität gewährleisten kann.