Das Wald-Projekt

"South Hesse Oak Project" (SHOP/FUTUREOAKS)

Aktuellen Klimaszenarien zufolge werden in Mitteleuropa in den kommenden 50-100 Jahren nicht nur die mittleren Jahrestemperaturen steigen, sondern auch die Frequenz des Auftretens besonders heißer und trockener Sommer wie 2003 oder 2015 wird zunehmen. Lebensgemeinschaften und einzelne Organismen, insbesondere die langlebigen Bäume, müssen sich diesen prognostizierten Klimaänderungen anpassen. Während die bei uns vielerorts dominierende Rotbuche auch in der Zukunft auf gut gewässerten Böden vorherrschend sein kann, werden sich die Bedingungen für Eichenwälder auf trockeneren Standorten zu Ungunsten der Waldbestände verändern. Im South Hesse Oak Project (SHOP) werden deshalb auf mehreren Standorten mediterrane Eichenarten auf ihr Potenzial getestet, künftig als Alternative für trockene Standorte Mitteleuropas zu dienen.

Eine Modellpflanzung befindet sich am Biologicum der Goethe-Universität, hier werden die südeuropäischen Arten Quercus pubescens und Q. ilex im Konkurrenzversuch mit der heimischen Stieleiche (Q. robur) unter verschiedenen Wasserregimen auf ihre physiologische Trocken- und Frosttoleranz und die Expression von Genen hin untersucht, die eine wichtige Rolle bei der Trockenstressanpassung spielen. Diese Arbeiten werden durch Versuche unter kontrollierten Bedingungen in Klimakammern unterstützt.

In Südhessen werden größer angelegte Pflanzungen in bestehenden Waldgebieten in zwei unterschiedlichen Anbautechniken etabliert. Im hessischen Staatsforst Lampertheim leitet die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt einen forstwissenschaftlichen Anbauversuch mit Jungpflanzen auf Kahlflächen. Hierbei werden die genannten Arten mit anderen in der Region angebauten Waldbaumarten verglichen. Alternativ hierzu werden im Stadtwald Rüsselsheim und in Frankfurt-Schwanheim Anbaumethoden getestet, bei denen junge Bäume in kleinen Trupps unter einem schützenden Schirm von Kiefern gepflanzt werden. Hier untersuchen wir Photosyntheseeigenschaften der Jungbäume und Wasserflüsse in etablierten Eichen. Im Kooperationsprojekt FUTUREOAKS mit griechischen und italienischen Partnern werden 6 gleichartige Common-Garden Pflanzungen mit griechischen und italienischen Herkünften von Q. ilex, Q. frainetto und Q. pubescens unter verschiedenen Makro- und Mikroklimabedingungen in Deutschland, Italien und Griechenland angelegt, um Physiologie und Genexpression unter natürlichen Bedingungen zu vergleichen (gefördert durch BMBF).

Kooperationspartner in diesen Projekten sind die Senckenbergische Gesellschaft für Naturforschung, Hessen-Forst, die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA, Göttingen), das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG, Wiesbaden), Hessenwasser, die Städte Frankfurt und Rüsselsheim, Democritus University of Thrace (GR) und die Universität Florenz (I).

Veröffentlichungen

Holland V, Fragner L, Jungcurt T, Weckwerth W, & Brüggemann W (2016). Girdling interruption between source and sink in Quercus pubescens does not trigger leaf senescence. Photosynthetica, 1-9. DOI:10.1007/s11099-016-0646-3

Pollastrini M, Holland V, Brüggemann W, Bruelheide H, Dănilă I, Jaroszewicz B, Valladares F & Bussotti, F (2016). Taxonomic and ecological relevance of the chlorophyll a fluorescence signature of tree species in mixed European forests. New Phytologist, 212(1), 51-65.

Pollastrini M, Holland V, Brüggemann W, & Bussotti F (2016). Chlorophyll a fluorescence analysis in forests. Annali di Botanica, 6, 23-37.

Bussotti F, Pollastrini M, Holland V and Brüggemann W (2015) Functional traits and adaptive capacity of European forests to climate change. Environmental and Experimental Botany 111:91-113.

Holland V, Koller S, Lukas S and Brüggemann W (2015) Drought-and frost-induced accumulation of soluble carbohydrates during accelerated senescence in Quercus pubescens. Trees DOI 10.1007/s00468-015-1290-4.

Holland V, Koller S and Brüggemann W (2014) Insight into the photosynthetic apparatus in evergreen and deciduous European oaks during autumnal senescence by using OJIP fluorescence transient analysis. Plant biology 16:801-808.

Koller S, Jedmowski C, Kamm K, Brüggemann W (2014) The South Hesse Oak Project (SHOP): Species- and sitespecific efficiency of the photosynthetic apparatus of Mediterranean and Central European Oaks. Plant Biosystems 148:237-248.

Pollastrini M, Holland V, Brüggemann W, Koricheva J, Jussila I, Scherer-Lorenzen M, Berger S, Bussotti F (2014) Interactions and competition processes among tree species in young experimental mixed forests, assessed with chlorophyll fluorescence and leaf morphology. Plant Biology 16(2): 323-331.

Baeten L,… Brüggemann W,… Holland V,… Scherer-Lorenz M (2013) A novel comparative research platform designed to determine the functional significance of tree species diversity in European forests. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 15(5):281-291.

Koller S, Holland V, Brüggemann W(2013) Effects of drought stress on the evergreenQuercus ilex L., the deciduous Q. robur L. and their hybrid Q. × turneri Willd., Photosynthetica 51(4):574-582.

Dorow W., Lange A, Querbach A, Brüggemann W (2012): Mediterranean Oaks (Quercus spp.) and Central European Oak-feeding Lepidoptera in Southern Hesse, Germany. Entomologia Generalis 34:119-134.

Pflug E and Brüggemann W (2012) Frost-acclimation of photosynthesis in overwintering Mediterranean holm oak, grown in Central Europe. International Journal of Plant Biology 3:1-8.

Holland V and Brüggemann W (2011) Photosynthetic properties of Quercus x hispanica Lam. and Quercus suber L. under harsh Central European winter conditions. Photosynthetica 49:459-465.

Both H, Brüggemann W (2009): Photosynthesis studies on European evergreen and deciduous oaks grown under Central European climate conditions. I. A case study of leaf development and seasonal variation of photosynthetic capacity in Quercus robur (L.), Q. ilex (L.) and their semideciduous hybrid, Q. x turneri (Willd.). Trees 23:1081-1090.

Brüggemann W, Bergmann M, Nierbauer K-U, Pflug E, Schmidt C, Weber D (2009): Photosynthesis studies on European evergreen and deciduous oaks grown under Central European climate conditions. II. Photoinhibitory and light-independent Violaxanthin deepoxidation and downregulation of photosystem II in evergreen, winter-acclimated European Quercus taxa. Trees 23:1091-1100.