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Competition of Resources in Economic Plants
from Forestry and Agronomy
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Project C 3 
Ziele

Das Projekt C3 befasst sich mit der Simulation von Pflanzenbeständen unter variablen Umwelt- und Stressbedingungen. Im Zentrum der Betrachtung stehen Waldbestände. Das Ziel ist die Überprüfung der zentralen Hypothese des SFB 607, die parallel gestützt wird durch die Untersuchung der Teilhypothesen 5, 11, 12 und 13. Die Hypothesenprüfung erfolgt durch Szenariosimulationen und ergänzt somit die empirisch arbeitenden Teilprojekte. Durch den Einsatz des ökopsysiologische Prozessmodells BLANCE soll geklärt werden soll, nach welchen Strategien Pflanzen unter Bestandsbedingungen, in Wachstum und Parasitenabwehr investieren und welche Einflussgrößen auf Bestandesebene dabei involviert sind.

Aufbauend auf dem in Phase I entwickelten Prototypen von BALANCE, der in Phase II deutlich ausgebaut und in Teilen bereits an Messwerten validiert und parametrisiert werden konnte, lagen im Verlauf der Phase III umfangreiche Datensätze zur Modellevaluierung und -parametrisierung von den empirisch arbeitenden Gruppen vor. Zentrales Ziel der Phase III war die Entwicklung des ökophysiologischen Prozessmodells BALANCE zu einem Werkzeug für die Szenariosimulation zur Prüfung der SFB-Hypothesen. Die Arbeiten in Phase III umfassten folglich die drei Hauptaspekte Modellweiterentwicklung, Modellevaluierung und -parametrisierung sowie die Simulation erster Szenarien. Zusätzlich wurden in der dritten Phase unter den Einsatz von Modellierungstechniken methodische Weiterentwicklungen zur Biomasseerfassung und zur Analyse von Computertomographiedaten erarbeitet, die von anderen Teilprojekten genutzt wurden.

In Phase IV werden im Rahmen von Simulationsszenarien eine räumliche Skalierung vom Organ bis zum Bestand sowie eine zeitliche Skalierung von jungen bis zu alten Pflanzen in Beständen in die Gesamtintegration des SFBs eingebracht. Die zeitliche Skalierung ist vor allem bei langlebigen Pflanzen, wie es Bäumen sind, relevant. Dabei wird in Szenarioanalysen getestet, welchen Einfluss Stärke, Frequenz und Dauer von Störeinflüssen auf die Allokation und das Wachstum von Einzelpflanzen und Beständen besitzen. Diese dynamische Komponente setzt sich auch bei der Untersuchung des räumlichen Skalenübergangs fort, bei der Effekten auf der Bestandesebene nachgegangen wird, die als Prozess über der Individuenebene wirken, wie etwa Opportunitätskosten durch Investition in Abwehr statt in Wachstum. Der Einfluss der Bestandesstruktur auf die Opportunitätskosten und die Pufferung von Wuchsverlusten einzelner Individuen auf Bestandesebene sind weitere Prozesse, die über den langfristigen Erfolg von Allokationsstrategien unter Stress entscheiden und in Phase IV betrachtet werden.

Zusätzlich zur Interaktion zwischen Pflanzen wird auch die stressbedingte Allokation innerhalb des Individuums unter Bestandsbedingungen untersucht. Die Steuerung   der Anteile von totem und lebendem Gewebe, die C/N-Dynamik in der Pflanze, die anteilige Investition in oberirdische und unterirdische Biomasse, die Investition in Mykorrhiza und der Zusammenhang von allometrischem Status und der Nährstoffallokation in einzelne Pflanzenteile sind wichtige Gesichtspunkte zur Beantwortung der SFB-Hypothesen, die in Phase IV im Rahmen von Szenarioanalysen untersucht werden können.

Insgesamt wird durch die Szenarioanalysen in der abschließenden 4. Phase des SFB im Rahmen des Projekts C3 durch die räumlich-zeitliche Skalierung sowie die Einbringung der Bestandes- und Stressdynamik eine Perspektive für die Integration eröffnet, die durch rein empirische  Untersuchungen nicht abzudecken ist. Die Ergebnisse der Szenariosimulation erweitern die räumlichen und zeitlichen Skalen der empirischen Untersuchungen und werden im Gegenzug in den Deckungsbereichen von den empirischen Ergebnissen validiert.