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Wachstum und Parasitenabwehr -

Wettbewerb um Ressourcen
in Nutzpflanzen
aus Land- und Forstwirtschaft
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Projekt B 1 
Beschreibung

Bisher untersuchten Projekt B1 und weitere B-Projekte die Allometrie als Resultat der pflanzeninternen Steuerung der Allokation. Auf Individuenebene wurden Allometrie und ihre Veränderung für verschiedene Pflanzenarten und in verschiedenen ontogenetischen Stadien untersucht. Auf Bestandesebene wurden die self-thinning Linien von Yoda und Reineke für krautige bzw. holzige Pflanzenbestände analysiert.
Bisherige Allometriebestimmungen erbrachten für diese Arten zwar ähnliche Größenordnungaber auch charakteristische Unterschiede zwischen den Arten, die deren spezifische Strategien der Raumbesetzung und –ausbeutung widerspiegeln.

Die bisher vereinzelten Auswertungen sollen in Phase IV in eine übergreifende Analyse (versch. Arten, ontogenetische Stadien, Konkurrenzsituationen, Störfaktoren) der Allometrie auf Pflanzen- und Bestandesebene münden. Konzeption ist hierbei die Kapazitätsgrenze und Stationarität der Bestandesblattfläche im mittleren Entwicklungsstadium. Allometrie und Zunahme der Blattfläche dominanter Pflanzen stehen demnach gleich hohe Abgänge an Blattfläche und daraus resultierende Absterbeprozesse subdominanter Bestandesglieder gegenüber. Absterbeprozesse werden als Versagen, d. h. als Grenzfall der Abwehr interpretiert. Gemäß der zentralen Hypothese des SFB 607 müsste die Absterberate der Bäume, die zum Erhalt ihrer sozialen Stellung auf Wachstum setzen gegenüber der Absterberate solcher Bäume, die an den Unterstand angepasst sind und vermehrt in Abwehr investieren, erhöht sein. Im Einzelnen werden folgende Fragen beantwortet: (1) Wie wird die Allometrie von Einzelpflanzen im Bestand durch Konkurrenz und externe Störeffekte (z. B. Ozon, Pathogenbefall, Lückenbildung im Bestand) modifiziert? (2) Gleichen sich die Allometrien holziger und krautiger Pflanzen bei Einbeziehung eines breiten Spektrums ontogenetischer Stadien, Eliminierung des toten Kerns (CT-Analysen) und verbesserter Erfassung von Blattgewichten- und Blattflächen (LSC-Analysen) an? (3) Erhellen die Sterberaten in den verschieden wüchsigen bzw. an Konkurrenz angepassten Schichten die Umsteuerung zwischen Wachstum und Abwehr? (4) Lassen sich Allometrie und Raumbesetzungseffizienzen auf Bestandesebene verallgemeinerbar aus der Allometrie der Einzelpflanzen ableiten? (5) Machen Zinseszinseffekte aufgrund allometrischer Umsteuerung die aufgedeckten Allometrieregeln plausibel? (6) Wie schneiden die Arten hinsichtlich Raumbesetzung, Raumausbeutung und Gesamtstoffproduktion bei verschiedener Ressourcenversorgung in verschiedenen ontogenetischen Stadien ab? Bisher im SFB in Streulage gewonnene und ausgewertete Daten zur Allometrie vier
holziger (Fagus sylvatica, Picea abies, Pinus sylvestris, Quercus petraea) und vier krautiger Arten (Lolium perenne, Solanum tuberosum, Hordeum vulgare, Helianthus annuus) werden zusammenfassend unter Verwendung von gemischten Modellen, Verfahren der RMA-Regression und Verteilungsanalyse mit Blick auf die Fragen (1) bis (6) ausgewertet. Indem Projekt B1 die pflanzeninterne Skalierung von B5 komplementär erweiternd vom Individuum zur Bestandsebene skaliert, krautige und holzige sowie junge und alte Bestände integrierend, und auch die Zeitskala von direkten Effekten der, Umsteuerung zwischen Wachstum und Abwehr zu verzögert eintretenden Zinseszinseffekten einschließt, leistet es eine wichtige Synthesearbeit in Phase IV. B1 ist in folgender Weise komplementär zu Projekt B5: während B5 die Ebenen Organ und Individuum in den Mittelpunkt stellt, sieht B1 die Ebenen Individuum und Bestand im Betrachtungszentrum. Damit erbringen B1 und B5 die Skalierung von der erkenntnisorientierten Mikroskala zur praxisrelevanten Makroskala Bestand. Im Einzelnen kooperiert B1 weiter eng mit Projekt B5, indem die in B1 aufgedeckten allometrischen Reaktionsmuster auf Organebene und Konkurrenzindizes in die integrierenden Vergleiche von B5 eingebracht werden.
Weitere Kooperationen: B10 vollzieht den Übergang Individuum-Bestand auf der Basis der Nährelementvorräte. Die in C2 und C3 eingesetzten Modelle PLATHO, BALANCE (ökophysiologisches Prozessmodell) und SILVA 3.0 (allometrisches, räumlich explizites Bestandesmodell) ermöglichen die Abschätzung von Zinseszinseffekten der Umsteuerung.