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Fach Botanik - Klimawandel und Vegetation -
PD Dr. Manfred Forstreuter

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurden die Wirkungen des atmosphärischen CO₂- und Wasserdampfpartialdruckcs auf den CO₂-/H₂O-Gaswechsel von Gehölzen am Beispiel der Buche untersucht. Hierzu wurden mit Hilfe eines Kompakt Miniküvetten-Systems (Typ CMS-400, Walz) und einer Gasmischanlage (Typ GMA-2, Walz) Gaswechselmessungen an Blättern von Fagus sylvatica L. durchgeführt.

Juvenile Buchenbestände wuchsen 4 Jahren lang in zwei Mini-Gewächshäusern unter atmosphärischer (350 µmol mol^-1 ) bzw. erhöhter CO₂-Konzentration (700 µmol mol^-1 ) auf. Messungen an insgesamt 34 Blättern von unterschiedlichen Pflanzen, davon 16 aus erhöhter CO₂-Wachstumskonzentration, ergaben keine signifikanten Unterschiede bezüglich Blattfläche, Gewicht oder SLA. Unabhängig von den CO₂-Aufwuchsbedingungen beschreibt die Lichtabhängigkeit eine Sättigungskurve. Der Effekt einer höheren Photonenflussdichte auf An macht sich besonders deutlich im unteren Bereich der Strahlungsintensitäten bemerkbar.

Die A_n/C_a- bzw. A_n/Ci-Kurven zeigen, dass die Steigerungsrate der Nettophotosynthese bei sättigendem CO₂mehr als 170 % beträgt. Der CO₂-Kompensationspunkt liegt für Blätter aus erhöhter CO₂-Wachstumskonzentration signifikant höher. Eine kurzzeitige Verdoppelung der atmosphärischen CO₂-Konzentration steigert die Nettophotosyntheseraten erheblich. Dabei lagen die prozentualen Zuwachsraten für Blätter aus erhöhten CO₂-Wachstumsbedingungen signifikant höher. Die Blattleitfähigkeit für CO₂nimmt mit zunehmender CO₂-Messkonzentration ab. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Mini-Gewächshäuser existieren bezüglich der Leitfähigkeit für CO₂nur bei einer CO₂-Messkonzentration von 700 µmol mol^-1 .

Der Wasserdampfpartialdruck bzw. die Wasserdampfdruckdifferenzen zwischen Blatt und Umgebungsluft verändern die CO₂-Effektkurven. Bei höherer VPD schließen die Stomata, woraufhin die stomatäre Leitfähigkeit sinkt. Dieser Trend macht sich stärker bei niedrigeren CO₂-Konzentrationen bemerkbar. Als Folge der reduzierten Stomataöffnungsweite verringert sich auch die Nettophotosynthesekapazität. Ein Vergleich der Wachstums-bedingungen legt nahe, dass möglicherweise ein dauerhaft erhöhter CO₂-Partialdruck die Auswirkungen von VPD auf den Gaswechsel reduzieren könnte.

Nach vierjährigem Wachstum unter erhöhter CO₂-Bedingungen ist keine Akklimatisation des Photosyntheseapparates an erhöhtes CO₂festzustellen. Junge Bäumchen der Gattung Fagus sylvatica L. nutzen das verbesserte CO₂-Angebot und produzieren auf der Grundlage einer erhöhten Photosyntheserate mehr Biomasse als unter derzeit atmosphärischen Bedingungen.