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

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Auswirkungen erhöhter CO₂-Konzentration auf die Verteilung nichtstrukturbildender Kohlenhydrate innerhalb der Buchen (Fagus sylvatica L.). In einem ersten Versuchsansatz wuchsen 1½ Jahre alte Buchen drei Jahre in Mini-Gewächshäusern unter 350 und 700 µmol mol^-1 CO₂. Bei diesen Versuchspflanzen wurden neben den Kohlenhydratgehalten zusätzlich der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt bestimmt. Im zweiten Versuchsansatz wuchsen wenige Wochen alte Buchenkeimlinge drei Monate in Klimakammern unter 350 und 700 µmol mol^-1 CO₂ auf.

Die Trockenmassen der Buchen waren nach Wachstum unter verdoppelter atmosphärischer CO₂-Konzentration gegenüber den Kontrollpflanzen (350 µmol mol^-1 CO₂) erhöht. Das Wachstum der Wurzeln wurde besonders gefördert.

Die Konzentrationen der untersuchten nichtstrukturbildenden Kohlenhydrate waren unabhängig von der CO₂-Konzentrationen. Die absoluten Gehalte der nichtstrukturbildende
Kohlenhydrate waren in den bei verdoppelter CO₂-Konzentration gewachsenen Pflanzen proportional zur Steigerung der Trockenmassen erhöht.

Die D-Glucose- und D-Fructosekonzentrationen wiesen in den Organen der Pflanzen kaum Unterschiede auf. Die Saccharosekonzentrationen waren bei den vierjährigen Buchen des ersten Versuches in den Wurzeln am höchsten und im Stamm am niedrigsten. Dagegen zeigten die dreimonatigen Buchenkeimlinge eine relative Gleichverteilung zwischen den einzelnen Organen. Die hohen Konzentrationen und Gehalte an Saccharose in den Wurzeln deuteten auf einen Saccharosestau hin. Die höchsten Stärkekonzentrationen waren vor allem im Stamm und in den Haupt- und Nebenwurzeln zu finden, so daß der Stamm eine starke Assimilatsenke darstellt und als remobilisierbarer Kohlenhydratspeicher dient.

Der Kohlenstoffanteil war unabhängig vom Pflanzenorgan und von der CO₂-Konzentration. In den Knospen und Feinwurzeln waren unabhängig von der CO₂-Konzentration die höchsten Stickstoffkonzentrationen zu finden. Die absoluten Stickstoffgehalte waren bei den unter
700 µmol mol^-1 CO₂ gewachsenen Buchen gegenüber den Kontrollpflanzen erhöht. Das C/N-Verhältnis nahm ab.

Die Ergebnisse der Arbeit belegen, dass Fagus sylvatica L. auf eine steigende CO₂-Konzentration mit vermehrtem Wachstum reagiert. Dabei erhöhen sich die Konzentrationen der nichtstrukturbildenden Kohlenhydrate nicht. Die Buche ist somit eine Baumart, die auf die erhöhte Produktion von Assimilaten in den Blättern mit einer Vergrößerung der Kohlenhydratsenken reagiert und daher von der steigenden CO₂-Konzentration profitiert.