TY  - THES
T1  - Holzanatomische Veränderungen als Reaktion auf extreme Umweltereignisse in rezenten und subfossilen Eichen und deren Verifizierung im Experiment
A1  - Land,Alexander
Y1  - 2014/12/15
N2  - Die vorliegende Dissertation befasst sich mit Veränderungen in der Holzanatomie von rezenten und subfossilen Eichen, die als Reaktionen auf außerordentlich heftige (extreme) Umweltereignisse ausgebildet worden sind. Untypische Veränderungen hinsichtlich Art bzw. Anzahl und Form bzw. Größe im Querschnitt der Holzzellen, die diskontinuierlich – nicht von Jahr-zu-Jahr auftraten – sowie kontinuierlich auftretende holzanatomische Veränderungen in den Querschnittsflächen der Frühholz-Gefäße (Frühholz-Variablen) – die von Jahr-zu-Jahr auftraten – standen im Fokus. Zur Klärung, welches Umweltereignis (z.B. Hochwasser) welche Art von Veränderung in der Holzanatomie auslöst, ist zum Einen an rezenten Eichen – von klimatisch deutlich unterschiedlicher Standorte – innerhalb Süddeutschlands (Rezent-Studie) und zum Anderen in einem Freiland-Experiment (Botanischer Garten, Universität Hohenheim) unter partiell kontrollierten Bedingungen ermittelt worden (Verifikationsphase). Zum Abschluss der Arbeit wird das Potenzial dieser Studie zur Erforschung des Paläoklimas aufgezeigt., indem die erzielten Ergebnisse herangezogen wurden, um extreme Umweltereignisse innerhalb einer 130-jährigen und einer über 1.000-jährigen Periode im Holozän – auf Basis subfossiler Eichen der HOC Hohenheim (Subfossil-Studie) – zu datieren. Belegt werden konnte – durch Studien an rezenten Eichen und durch die Verifikation im Freiland-Experiment –, dass 
1. verformte und kollabierte Frühholz-Gefäße in Kombination mit traumatischem Gewebe (Merkmal F/T) ursächlich sehr tiefen Temperaturen zum Zeitpunkt des Blattknospenbruchs zuzuschreiben sind, 
2. Dichtebänder – je nach Lage – abrupte Temperaturstürze zu Beginn (Merkmal C) bzw. inmitten (Merkmal D) der Vegetationsperiode signalisieren (Kombination von Merkmal C/N bzw. D/N häufig anzutreffen), 
3. langanhaltende Extrem-Hochwasser im Sommer zu stark vergrößerten Spätholz- Gefäßen (Merkmal G) führen,
4. die Querschnittsflächen aller Frühholz-Gefäße durch Hochwasser im Frühjahr – während der Frühholzbildung – einer sehr signifikanten Reduktion (Merkmal SEV) unterliegen, 
5. das völlige Ausbleiben der Spätholzbildung (bzw. eine sehr starke Reduktion über mehrere Jahre hintereinander, Merkmal N/N+) durch sehr intensive – meist über Jahre anhaltende – Trockenheit ausgelöst wird,
6. Phasen sehr tiefer Winter-Temperaturen die Querschnittsflächen derjenigen Frühholz- Gefäße sehr stark minimieren, die in der ersten Frühholzreihe liegen (MVA5) und
7. kontinuierliche Jahrring-Proxies (z.B. Spätholzbreite, Gefäßgrößen-Variablen) signifikante Zusammenhänge zu Klimaparametern (z.B. Temperatur, Abfluss) zeigen.
Die Ausprägung der Merkmale bzw. Merkmalskombinationen und deren zugrunde liegende Umweltereignisse von 1., 3. und 4. zeigten, sowohl in der Rezent Studie als auch in der Verifikationsphase, deutliche Übereinstimmungen; 2., 5. und 6. konnten entweder in der Rezent-Studie oder im Freiland-Experiment mit hoher Wahrscheinlichkeit einem spezifischen Umweltereignis zugeordnet werden – ein experimenteller Beleg muss daher teilweise noch erbracht werden.
Begleitende Messungen des diametralen Stammzuwachses an Eichen (Freiland- Experiment), an denen Frost, Defoliation und Trockenstress simuliert worden waren, zeigten während des Experiments – und in der folgenden Vegetationsperiode – deutliche Unterschiede zur Kontrolle im Stammzuwachs, der Wachstumsdynamik und des Wasserdefizits auf. Die Eichen der Hochwasserversuche verhielten sich gegenüber der Kontrolle – in dieser Hinsicht – sehr ähnlich. Das Freiland-Experiment zeigte ebenso, wie überflutungstolerant die Eiche (Quercus robur) ist: Überflutungsdauern von bis zu zwölf Wochen wurden überstanden. Zur Ermittlung, inwieweit Umweltereignisse sich auf das Ringbreitenwachstum auf regionaler und überregionaler Ebene auswirkten, wurden Weiserjahr-Analysen durchgeführt. Insbesondere negative Spätholz-Weiserjahre zeigten hohe Übereinstimmung mit extremen Trockenphasen, die charakterisiert waren durch eine mehrmonatige Trockenheit innerhalb eines Jahres oder durch eine mehrjährige Trockenheit. Eine Ereignisanalyse wurde – basierend auf holzanatomischen Veränderungen in subfossilem Eichenmaterial der HOC Hohenheim – durchgeführt (Subfossil-Studie). Die extremen Umweltereignisse sind in zwei Perioden des Holozäns analysiert worden. Es zeigten sich teils große Unterschiede hinsichtlich der Häufigkeitsverteilung extremer Umweltereignisse innerhalb der Rezent-Periode (20. Jahrhundert) und den vergangenen Perioden. Während die Anzahl der aufgetretenen sehr tiefen Winter-Temperaturen, in der Periode zwischen 2527-2396 BC, mit der Anzahl im 20. Jahrhundert übereingestimmt haben könnten, lies sich eine „Periode hoher Flussdynamik“ innerhalb des 1.000-jährigen Zeitraums (3279-2201 BC) feststellen. Innerhalb dieser Periode konnten Extrem-Hochwasser ermittelt werden, die in ihrer Anzahl um ein Vielfaches höher gelegen haben müssen, als im vergangenen Jahrhundert.
KW  - Eiche
KW  - Holz,  Verifikation
KW  - Experiment
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2014/1029
ER  -