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Dietrich Hertel:

Das Feinwurzelsystem von Rein- und Mischbeständen der Rotbuche: Struktur, Dynamik und interspezifische Konkurrenz

[The fine root system of mixed stands of European beech: structure, dynamics and interspecific competition]

1999. 1. Auflage, 190 Seiten, 47 Abbildungen, 47 Tabellen, 16 S. Anhang, 14x22cm, 400 g
Language: Deutsch

(Dissertationes Botanicae, Band 317)

ISBN 978-3-443-64229-7, brosch., price: 46.00 €

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Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Die vorliegende Studie vergleicht das Feinwurzelsystem von vier 100-150jährigen, wenig durchforsteten Altbeständen der Rotbuche (Fagus sylvatica L.) in Nordwest- und Mitteldeutschland untersucht. Die vier Standorte repräsentieren einen steilen Niederschlagsgradienten (500-1050 mm) und unterscheiden sich außerdem stark in den Nährstoff- und Aziditätsverhältnissen des Bodens (pH(KCl)-Wert 2.9-6.7).

Diese vier Bestände wurden zu verschiedenen Jahreszeiten hinsichtlich der Masse, Verteilung, Morphologie und Produktion der Feinwurzeln untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf eine quantitative Erfassung selbst kleinster Bestandteile der Feinwurzelnekromasse gelegt.
Alle vier Buchenbestände besitzen unabhängig von den Standortsverhältnissen ein sehr oberflächenzentriertes Feinwurzelsystem. Hinsichtlich der Bestandesmasse lebender Feinwurzeln und im Bezug auf die Bestandesmasse toter Feinwurzeln unterscheiden sich die Bestände stark. Mit Ausnahme des untersuchten Kalk-Buchenwaldes ist die Nekromasse in allen Beständen deutlich größer als die Biomasse. Es läßt sich keine eindeutige Abhängigkeit der Biomasse von klimatischen oder bodenchemischen Standortsverhältnissen erkennen; allerdings steigt die Nekromasse offenbar mit zunehmender Mächtigkeit der organischen Auflage und abnehmender Jahresniederschlagshöhe.

Die Arbeit untersucht die Jahresproduktion von Feinwurzeln, unter Berücksichtigung des Nährstoffangebotes und der Wurzelmortalität. Die Bedeutung unterspezifischer Konkurrenz im Feinwurzelraum wurde sowohl mit indirekten als auch direkten Methoden untersucht.

Inhaltsverzeichnis top ↑

Kapitel 1: Einleitung 8
Kapitel 2: Die Untersuchungsflächen 10
2.1 Topographische Lage 10
2.2 Geologie 12
2.3 Böden 13
2.4 Regionalklima der Untersuchungsgebiete und Witterung während der
Untersuchungsjahre 15
2.5 Vegetation 20
Kapitel 3: Material und Methoden 24
3.1 Untersuchung des Feinwurzelsystems der vier Buchenbestände 24
3.1.1 Entnahme der Feinwurzelproben 24
3.1.2 Reinigung und Fraktionierung der Buchenfeinwurzeln 26
3.1.3 Bestimmung der Masse und Lagerungsdichte der Buchenfeinwurzeln 29
3.1.4 Bestimmung der Jahresproduktion an Buchenfeinwurzeln der vier
Beständen 29
3.1.5 Untersuchungen zur Morphologie der Buchenfeinwurzeln 31
3.1.6 Bestimmung der Stickstoff- und Kohlenstoffkonzentrationen in den
Buchenfeinwurzeln 33
3.2 Untersuchung des Feinwurzelsystems von Buche und Traubeneiche in
einem Mischbestand in der Lüneburger Heide im Hinblick auf
interspezifische Konkurrenz 34
3.2.1 Entnahme der Bodenproben im Mischbestand 34
3.2.2 Reinigung und Fraktionierung von Buchen- und Eichenfeinwurzeln 35
3.2.3 Bestimmung der Masse und Lagerungsdichte der Buchen- und
Eichenfeinwurzeln 37
3.2.4 Untersuchung der Streuzersetzung von Buchen- und
Eichenfeinwurzeln mit litter bags 37
3.2.5 Bestimmung der Produktion an Buchen und Eichenfeinwurzeln 38

3.2.6 Vergleichende Untersuchung der Morphologie der Buchen- und
Eichenfeinwurzeln 39
3.2.7 Bestimmung der Stickstoff- und Kohlenstoffkonzentrationen in den
Feinwurzeln von Buche und Eiche 39
3.2.8 Freilandexperimente zum Feinwurzelwachstums mit ingrowth cores 39
3.2.9 Freilandexperimente zur Konkurrenz zwischen Buchen-
und Eichenfeinwurzeln mit in situ-Wurzelkammer 40
3.3 Statistische Auswertung der Daten 42
Kapitel 4: Ergebnisse 44
4.1 Struktur und Dynamik des Feinwurzelsystems von vier Buchen-Altbeständen 44
4.1.1 Morphologie der Buchenfeinwurzeln 44
4.1.2 Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte der lebenden Feinwurzeln im
Oberboden der untersuchten Buchenbestände 51
4.1.3 Bestandesmasse lebender und toter Feinwurzeln der vier
Buchenbestände 52
4.1.4 Feinwurzel-Gesamtoberfläche der vier Buchenbestände: Der root
area index 55
4.1.5 Vertikalverteilung der Feinwurzeln im Boden der vier
Buchenbestände 56
4.1.6 Horizontalverteilung der Feinwurzeln im Boden der vier
Buchenbestände 58
4.1.7 Menge und Verteilung der Wurzelspitzen im Boden der vier
Buchenbestände 60
4.1.8 Saisonale Dynamik des Buchenfeinwurzelsystems 62
4.1.8.1 Saisonale Veränderlichkeit der Feinwurzelmassen 62
4.1.8.2 Saisonale Dynamik von Wurzelspitzen-Häufigkeit und
Mykorrhizierungsgrad 66
4.1.9 Produktion und Umsatz an Feinwurzeln in den vier Buchenbeständen 69
4.1.10 Vergleich des Feinwurzelsystems von Buchen und Krautwurzeln im
Ziegelrodaer Forst und im Göttinger Wald 71
4.2 Das Feinwurzelsystem konkurrierender Buchen und Traubeneichen im
Mischbestand der Lüneburger Heide 75
4.2.1 Räumliche Verteilung der Feinwurzeln zwischen den Stämmen der
Buchen und Traubeneichen 75
4.2.2 Feinwurzelmasse von Eichen und Buchen in Mischbestands- und
Reinbestands-Plots 78
4.2.3 Unterschiede in der Morphologie der Feinwurzeln von Buche und
Traubeneiche 79
4.2.4 Stickstoff- und Kohlenstoffgehalte der lebenden Buchen-
und Eichenfeinwurzeln und ihre saisonalen Schwankungen 84

4.2.5 Saisonale Variabilität der Feinwurzelmasse von Buche und
Traubeneiche 86
4.2.6 Produktion und Umsatz an Feinwurzeln von Buche und Eiche in
Rein- und Mischbestand 89
4.2.7 Wachstum von Buchen- und Eichenfeinwurzeln in ingrowth ores 95
4.2.8 Wachstum von Buchen- und Eichenfeinwurzeln während eines
Konkurrenzexperimentes mit in situ-Wurzelkammern 97
Kapitel 5: Diskussion 100
5.1 Unterschiedliche Feinwurzelmassen in Buchenwäldern: Ursachen und
Bedeutung 100
5.2 Die räumliche Struktur des Feinwurzelsystems der Rotbuche:
Unterschiede und Gemeinsamkeiten in verschiedenen Beständen 111
5.2.1 Die Vertikalverteilung der Buchenfeinwurzeln im Bodenprofil 111
5.2.2 Die Horizontalverteilung der Buchenfeinwurzeln im Bestand 122
5.3 Saisonale Veränderungen, Produktion und Umsatz der Feinwurzelmasse
in Buchenwäldern 125
5.3.1 Saisonale Veränderungen der Feinwurzelmasse von Buchenwäldern
verschiedener Standorte 125
5.3.2 Produktion und Umsatz von Feinwurzeln in verschiedenen
Buchenwäldern 129
5.4 Die Bedeutung der organischen Auflage als Wurzelraum bodensaurer
Buchenwäldern 135
5.5 Die Auswirkung interspezifischer Konkurrenz auf das
Fein-Wurzelsystem in einem Traubeneichen-Buchenmischbestand 143
5.6 Die Bedeutung der Feinwurzeln für Produktion und Allokationsmuster
konkurrierender Traubeneichen und Buchen im Mischbestand 150
Kapitel6: Zusammenfassung 154
Kapitel7: Summary 156
Literaturverzeichnis 158
Verzeichnis der Tabellen und Abbildungen im Text 185
Anhang I
Abkürzungsverzeichnis XVI