agrarrelevanteExtremwetterlagen
Möglichkeiten des Risikomanagements
Auftraggeber/ Projektträger:
Projektpartner:
Wirkung extremer Trockenheit (Dürre) auf Waldverjüngungen (basierend auf Ergebnissen EH-2)
Tomasz Czajkowski, Harald Schill und Andreas Bolte
Trockenheit - Waldverjüngung
• Ziele
• Methodik
• Ergebnisse
– Überlebenswahrscheinlichkeit nach Tagen – Überlebenswahrscheinlichkeit nach
Bodenaustrocknung
• Folgerungen für das Verbundprojekt
Ziele
• Entwicklung eines Simulations- und Versuchsdesigns zur Bestimmung von Absterberaten von
Baumverjüngungen (Buche, Fichte)
• Durchführung der Trockenheitssimulationen; Erfassung der Stressreaktionen und Ableitung von Absterberaten.
• Modellierung von Überlebensfunktionen (Logistische Regression) aus den Versuchsdaten (LD 50)
13.05.2014 Tomasz Czajkowski et al. 3
Methodik - Pflanzenmaterial
• 9 Buchenherkünfte (Gradient zunehmender Niederschläge von Ost nach West, Sonderfall Schweiz)
• 1 Fichtenherkunft (trockenes Klima)
Quelle: Czajkowski und Schill (2013)
Methodik - Versuchsdesign
13.05.2014 Tomasz Czajkowski et al. 5
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
Zeit
T6 T5 T4 T3 T2 T1 K
Messtermin
1 2 3 4 5 6 7
Kontrollgruppe Trockenstress-Gruppe
während Trockenstress
Trockenstresssimulation
Anfang Ende
Ca. 2 Monate nach Ende des Versuches - Sterberatequantifizierung
Am jedem Messtermin gemessen: Gewichtsveränderung, Wasserpotentiale, Gaswechsel Eine Herkunft= 100 Pflanzen (20 Kontroll- 80 Behandlungspflanzen in 6 Gruppen )
Kontrollgruppe Trockenstress-Gruppe 1 Trockenstress-Gruppe 2 Trockenstress-Gruppe 3 Trockenstress-Gruppe 4 Trockenstress-Gruppe 5 Trockenstress-Gruppe 6
K T Trockenstress-Gruppe
vor dem Trockenstress T T Trockenstress-Gruppe
nach dem Trockenstress Quelle: Czajkowski und Schill (2013)
Methodik – Trockenstress-Simulation
• Trockenstresssimulation 09. Juli bis 16. August
• Mittlere Lufttemperatur 24,8°C (Tmin 16,6°C; Tmax 36,8°C)
• Mittlere relative Luftfeuchtigkeit 60,1% (r.F. min 23,9%; r.F. max 83,5%;)
Photo: Tomasz Czajkowski Photo: Tomasz Czajkowski
Methodik - Überlebensfunktion
13.05.2014 Tomasz Czajkowski et al. 7
=
∑
=1̅
(1)= 1 −
(2)= 1
1 + ß
(ß1 )(3)
Mortalitätsrate
mit mi= Kumulative abgestorbene Pflanzenanzahl zum Zeitpunkt k, X = im Versuch verbleibende Pflanzenanzahl
Überlebensrate
Überlebensfunktion (angepasst an Sk)
Ergebnisse – Überlebensfunktion (Dauer)
Herkunft 4: Buche/Sellhorn Herkunft 6: Buche/Golub-Dobrzyn
Überlebensrate Überlebensrate
Buche (alle Herkünfte) Fichte (eine Herkunft)
24 Tage 36 Tage
28 Tage 32 Tage
Quelle: Czajkowski und Schill (2013)
Ergebnisse – Überlebensfunktion (Wasser)
13.05.2014 Tomasz Czajkowski et al. 9
Zusammenhang zwischen Länge der Trockenheit und der relativen Boden- wasserverfügbarkeit Buche
y = 100e-0,067x R² = 0,9326
Fichte y = 100e-0,054x
R² = 0,966
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40
Rel. Bodenwasserverfügbarkeit [%]
Tage ohne Bewässerung
Buche Fichte Expon. (Buche) Expon. (Fichte)
Buche (alle Herkünfte) Fichte (eine Herkunft)
17% 18%
Quelle: Czajkowski und Schill (2013)
Folgerungen für das Verbundprojekt
• Es gibt Unterschiede in der Trockentoleranz in Bezug auf die Expositionsdauer zwischen (1) Buche und Fichte sowie (2) verschiedenen Buchenherkünften.
• In Bezug auf den verbleibenden Bodenwasservorrat (im effektiven Wurzelraum) ergibt sich jedoch eine
einheitliche kritische Schwelle von ca. 20% relativer Verfügbarkeit.
• Dieser Schwellenwert bietet sich für die weiteren
Simulationen im Projekt an.
Literatur
• Czajkowski, T.; Schill, H. (2013): Ableitung von Absterbewahrscheinlichkeiten der
Baumartenverjüngung bei Buchen und Fichten durch Trockenheit im Zusammenhang mit dem Auftreten von Extremwetterereignissen in Deutschland. Abschlussbericht zum BMEL- Entscheidungshilfeprojekt FKZ 2813HS003 der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Eberswalde, 23 S.
13.05.2014 Name des Referenten 11
