Zusammenfassung
Auf δ13C wurde ein signifikanter Effekt der Herkunft und des Trockenstressniveaus festgestellt,
wobei sowohl die einzelnen Effekte separat δ13C beeinflussen als auch die Interaktion zwischen
den Effekten. Für δ18O konnte weder ein Stress- oder Herkunftseffekt noch eine Interaktion
zwischen den Effekten festgestellt werden. Der Anstieg von δ13C mit zunehmendem
Trockenstresslevel kann durch die stomatäre Stressreaktion erklärt werden. Weitere in der
Literatur beschriebene Zusammenhänge, wie der gleichzeitige Anstieg von δ13C und δ18O,
konnten nicht nachgewiesen werden. Es wurde geschlussfolgert, dass die Diskrepanz darauf
zurückzuführen ist, dass das zur Interpretation herangezogene Modell unter Freilandbedingungen nur eingeschränkt anwendbar ist und die Voraussetzungen für die Anwendbarkeit
in der vorliegenden Arbeit nicht gegeben waren.
Gesicherte Aussagen über stattgefundene
Gaswechselprozesse sind nicht möglich, da das verwendete Modell auf einem Dual-Isotopen Ansatz basiert, der die gemeinsame Interpretation von δ13C und δ18O voraussetzt. Ein
Zusammenhang zwischen Herkunft und Stressreaktion konnte nur für die Herkunft FR
festgestellt werden. Die vergleichsweise niedrigen δ13C-Werte der Versuchsbäume der
Herkunft FR könnten als schlechtere Anpassung an Trockenstress mit hohen Transpirationsverlusten interpretiert werden. Da die δ18O-Werte jedoch keine sicheren Rückschlüsse auf die
Transpirationsrate zulassen, kann dieser Zusammenhang nicht hergestellt werden und es wird
als wahrscheinlicher angesehen, dass die niedrigen δ13C-Werte auf eine bessere
Wasserversorgung der Versuchsbäume der Herkunft FR zurückzuführen sind, die durch
strukturelle Anpassungen im Wurzelsystem oder in der Baumkrone bedingt sind, die mit der
Methode nicht erfasst werden können.
Bei der Untersuchung von zusätzlichem Blattmaterial
konnte festgestellt werden, dass die δ18O -Werte in Abhängigkeit von der
Probenpositionierung stark variieren, der Einfluss dieser Streuung auf die im Trockenstressversuch
gemessenen δ18O-Werte konnte jedoch nicht festgestellt werden; es ist davon
auszugehen, dass die Variation der Isotopensignatur des Quellwassers die gemessenen δ18O Werte stärker
beeinflusst hat als die Variation der Probenposition.
Die erste Hypothese, dass
zunehmender Trockenstress zu einem Anstieg von δ13C und δ18O im Blattgewebe führt und
gleichzeitig gl abnimmt, ci/ca abnimmt und Amax stagniert, kann aufgrund der Untersuchungsergebnisse nur
teilweise angenommen werden. Die Annahme traf nur für δ13C zu, das mit
zunehmendem Trockenstress zunahm. Es konnte eine positive Korrelation von δ13C mit δ18O
festgestellt werden, jedoch kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Anstieg von δ18O
und dem Anstieg des Stressniveaus.
Die zweite Hypothese, dass sich δ13C und δ18O herkunftsbedingt unterscheiden und die Unterschiede der Werte zwischen den südeuropäischen
Herkünften (FR, IT und ES) und der mitteleuropäischen Herkunft (D) bestehen, musste verworfen werden. Für die südeuropäische Herkunft FR konnten unterschiedliche Delta-Werte
festgestellt werden, die Delta-Werte der Herkünfte IT, ES und DE waren jedoch ähnlich. Für die
Herkunft FR konnte ein Zusammenhang zwischen Stressreaktion und Herkunft festgestellt
werden, für die anderen südeuropäischen Herkünfte jedoch nicht. Daher wird die Hypothese
abgelehnt.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der Stabilisotopenanalyse zum Vergleich von
Trockenstressreaktionen zwischen Rotbuchenherkünften eingesetzt und kann somit einem
forstlich angewandten Forschungsfeld zugeordnet werden, in dem der Einfluss von Standortund Umweltbedingungen (insbesondere Trockenheit) sowie anderer waldbaulicher Parameter
auf die Produktivität von Wäldern bewertet wird. In einem Herkunftsversuch wurden vier
Herkünfte hinsichtlich ihrer Reaktion auf Trockenheit auf der Ebene des Blattgaswechsels
verglichen. Es konnte kein Zusammenhang zwischen den festgestellten Unterschieden in der
stomatären Trockenstressreaktion und möglichen Trockenstressanpassungen auf Blattebene
festgestellt werden. Unterschiede in der stomatären Trockenstressreaktion könnten auf
strukturelle Trockenstressanpassungen oder auf inhomogene Versuchsbedingungen zurückzuführen sein. Unterschiede in der Wuchsform und im Alter der Versuchsbäume führten zu
Unterschieden in der Vegetationsdichte, die die Standortbedingungen stark beeinflussten und
einen Einfluss auf die Versuchsergebnisse vermuten lassen.
Die in dieser Arbeit
durchgeführten Stabilsitopenanalysen wurden an der gesamten Blattmasse durchgeführt, es
wurde keine Blattzellulose aus dem Blattgewebe extrahiert. Trotzdem konnte eine Sensitivität
von δ13C auf stattgefundene Blattgaswechselprozesse festgestellt werden, die den
Zusammenhang bestätigt. Die Aussagekraft der Ergebnisse wurde einerseits durch
unkorrigierte Quellwerte und andererseits durch inhomogene Standortsbedingungen
eingeschränkt. Strukturelle Anpassungen an Trockenstress, z.B. in der Baumkrone oder im
Wurzelsystem, könnten eine größere Rolle bei der Verbesserung der WUE spielen als
Anpassungen auf der Ebene des Blattgaswechsels, die in dieser Arbeit untersucht wurden.
Zur
Beurteilung der WUE der gesamten Pflanze könnten Stabilisotopenanalysen an der
Holzzellulose der Versuchsbäume durchgeführt werden. Untersuchungen am Jahrringarchiv61
könnten den Einfluss altersbedingter Wachstumsprozesse untersuchen und überprüfen, ob
diese strukturellen Faktoren die Unterschiede in den Delta-Werten der Herkunft FR im
Trockenstressversuch erklärten.
