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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.
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