Zusammenfassung
Im Zusammenhang mit der Frage nach den Ursachen der «neuartigen Baumschäden» wurden im Verlaufe der Vegetationsperiode 1986 an verschiedenen Standorten im Umkreis von Würzburg in zeitlichen Abständen Chlorophyllfluorezsenz-Messungen an ungeschädigten und an als geschädigt eingestuften Buchen (Fagus sylvatica) durchgeführt. Ergänzend wurden an den Blättern Photosynthesekapazitäts-Messungen, Bestimmungen des Chlorophyllgehaltes und des Verhältnisses Chlorophyll a zu b, sowie Analysen der Konzentration an wasserlöslichen Ionen (Ca2+, K+, Mg2+, SO 2−4 , PO 3−4 , NO −3 Cl−, Malat und Oxalat) durchgeführt.
Für keines der verwendeten Kriterien konnten Unterschiede zwischen den geschädigten und ungeschädigten Bäumen gefunden werden. Die Photosynthese der Blätter der geschädigten Bäume war im Vergleich zu den ungeschädigten Kontrollen unbeeinträchtigt. Eine direkte Einwirkung atmosphärischer Schadstoffe auf die Assimilationsorgane als differenzierende Primärursache für die in der Morphologie zum Ausdruck kommenden Schäden kann also mit allergrößter Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. Es Konnte auch keine Störung des Nährstoffhaushaltes der Blätter bei den untersuchen Bäumen nachgewiesen werden. Die Frage nach den Primärursachen der «neuartigen Baumschäden» bei der Buche bleibt daher-zumindest für unser Untersuchungsgebit—unbeantwortet. Die weitere Kausalanalyse wird sich sowohl in konzeptioneller als auch in technisch-methdischer Hinsicht kompliziert gestalten.
Summary
During the course of the 1986 growing season chlorophyll fluorescence measurements were obtained from leaves of beech trees (Fagus sylvatica L.) which had been classified as damaged and undamaged, both of which were examined at different sites in the area of Würzburg. In addition, photosynthetic capacity, chlorophyll content, the ratio of chlorophyll a to b, and the concentration of water-soluble ions (Ca2+, K+, Mg2+, SO 2−4 , PO 3−4 , NO −3 , Cl−, malate and oxalate) of leaves were determined.
No differences between undamaged and damaged trees were found with respect to the investigated criteria. In comparison with the visually undamaged control trees, the photosynthetic apparatus of leaves from injured trees proved to be unaffected. It can probably be excluded that the damage expressed in tree morphology results primarily from a direct impact of atmospheric pollutants on the assimilatory organs. Moreover no disturbances in leaf mineral content were found. Therefore, the question of the primary causes of beech damage—at least for our study sites—can not be answered. Further investigations into the causes of forest decline will be very complicated methodologically as well as conceptually.
Literatur
Arnon, D. J., 1949: Copper enzymes in isolated chloroplasts. Phenoloxidase inBeta vulgaris. Plant Physiology24, 1–15.
Bilger, W.;Schreiber, U.;Lange, O. L., 1987: Chlorophyll fluorescence as an indicator of heat induced limitation of photosynthesis inArbutus unedo L. In: Plant Response to Stress—Functional Analysis in Mediterranean Ecosystems (ed.J. D. Tenhunen, F. M. Catarino, O. L. Lange, W. C. Oechel), 391–399. NATO Advanced Science Institutes Series, Springer: Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo.
Björkman, O.;Demmig, B., 1987: Photon yield of O2 evolution and chlorophyll fluorescence characteristics among vascular plants of diverse origins.Planta 170, 489–504.
Bredow v., B.;Buggert, A.;Eckhoff, A.;Hollstein, B.;Neumann, M.;Schindel, R.;Weber, A.;Zech, S.;Glavac, V., 1986: Vergleichende Untersuchungen der Boden-, Wurzel- und Blatt-Mineralstoffgehalte von Bäumen verschiedener Schadstufen in einem immissionsbelasteten Altbuchenbestand. Allg. Forstz.41, 551–554.
Demmig, B.;Björkman, O. 1987: Comparison of the effect of excessive light on chlorophyll fluorescence (77 K) and photon yield of O2 evolution in leaves of higher plants. Planta171, 171–184.
Edwards, G.;Walker, D. A. 1983. C3, C4: Mechanisms, and cellular and environmental regulation, of photosynthesis. Blackwell Scientific Publications: Oxford, London, Edinburgh, Boston, Melbourne.
FBW, Forschungsbeirat Waldschäden/Luftverunreinigungen der Bundesregierung und der Länder, 1986: 2. Bericht. Kernforschungszentrum Karlsruhe.
Flückiger, W.;Braun, S.;Flückiger-Keller, H., 1984: Untersuchungen über Waldschäden in der Nordwestschweiz. Schweiz. Z. Forstwes.135, 389–444.
Glavac, V., 1987: Calcium-, Magnesium-, Kalium- und Zink-Gehalte in Blättern eines immissionsgeschädigten Rendzina-Buchenwaldes. All. Forstz.42, 303–305.
Guderian, R., 1977. Air pollution—phytotoxicity of acid gases and its significance in air pollution control. Ecological Studies, Vol. 22. Springer, Berlin, Heidelberg, New York.
Guderian, R., 1985: Air Pollution by Photochemical Oxidants. Ecological Studies Vol. 52. Springer: Berlin, Heidelberg, New York.
Heath, R. L., 1980: Initial events in injury to plants by air pollutants. Ann. Rev. Plant Physiol.31, 395–431.
Kaiser, W.M., 1987: Effects of water deficit on photosynthetic capacity. Physiol. Plantarum71, 142–149.
Kandler, O.;Miller, W.;Ostner, R., 1987: Dynamik der «akuten Vergilbung» der Fichte: Epidemiologische und physiologische Befunde. Allg. Forstz.27/28/29, 715–723.
Keller, L.;Flückiger, W., 1985: Immissionsökologische Untersuchungen an Dauerbeobachtungsflächen im Wald des Kantons Zürich/Schweiz. In: VDI-Berichte, Vol.560, 253–288. VDI-Verlag: Düsseldorf.
Krause, G.H.;Weis, E., 1984: Chlorophyllfluorescence as a tool in plant physiology. II Interpretation of fluorescence signals. Photosynthesis Research5, 139–157.
Krause, G. H. M.; Prinz, B., 1986: Zur Wirkung von Ozon und saurem Nebel (einzeln und in Kombination) auf phänomenologische und physiologische Parameter an Nadel- und Laubgehölzen im kombinierten Begasungsexperiment. In: Statusseminar 1985 der Arbeitsgruppe «Waldschäden/Luftverunreinigungen» (ed.F. Führ, S. Ganser, G. Kloster, B. Prinz, E. Stüttgen) 208–218. Kernforschungsanlage Jülich.
Lange, O.L.;Gebel, J.;Schulze, E.-D.;Walz, H., 1985: Eine Methode zur raschen Charakterisierung der photosynthetischen Leistungsfähigkeit von Bäumen unter Freilandbedingungen—Anwendung zur Analyse «neuartiger Waldschäden» bei der Fichte. Forstwiss. Cbl.104, 186–198.
Lange, O.L.;Führer, G.;Gebel, J., 1986: Rapid field determination of photosynthetic capacity of cut spruce twigs (Picea abies) at saturating ambient CO2. Trees1, 70–77.
Lange, O.L.;Zellner, H.;Gebel, J.;Schramel, P.;Köstner, B.;Czygan, F.-C. 1987: Photosynthetic capacity, chloroplast pigments, and mineral content of the previous year's spruce needles with and without the new flush: analysis of the forest-decline phenomenon of needle bleaching. Oecologia73, 351–357.
Lichtenthaler, H.K.;Buschmann, C., 1984: Beziehungen zwischen Baumsterben und Photosynthese. Allg. Forstz.39, 12–16.
Oswald, R.; Ziegler, R., 1986: Zur Frühdiagnose und Klassifizierung immissionsbedingter Schäden an Buchen. Allg. Forstz. Jg. 1986, 698–700.
Pfanzagl, J., 1978: Allgemeine Methodenlehre der Statistik II. 5. Aufl., Sammlung Göschen, de Gruyter: Berlin, New York.
Roloff, A., 1986: Morphologie der Kronentwicklung vonFagus sylvatica L. (Rotbuche) unter besonderer Berücksichtigung möglicherweise neuartiger Veränderungen. Berichte des Forschungszentrums Waldökosysteme/Waldsterben: Göttingen Bd.18, 1–177.
Roloff, A., 1988: Morphologie der Kronenentwicklung vonFagus sylvatica L. (Rotbuche) unter besonderer Berücksichtigung neuartiger Veränderungen. II. Strategie der Luftraumeroberung und Veränderungen durch Umwelteinflüsse. Flora180, 297–338.
Rzeznik, Z.;Nebe, W., 1987: Wachstum und Ernährung von Buchen-Provenienzen. Beitr. Forstwirtschaft21, 106–111.
Schmidt, W.;Schreiber, U.;Urbach, W., 1988: SO2 Injury in Intact Leaves, as Detected by Chlorophyll Fluorescence. Z. Naturforsch.43 c, 119–124.
Schreiber, U.;Vidaver, W.;Runeckles, V. C.;Rosen, P., 1978: Chlorophyll Fluorescence Assay for Ozon Injury in Intact Plants. Plant Physiology61, 80–84.
Schreiber, U.;Schliwa, U.;Bilger, W., 1986: Continuous recording, of photochemical and non-photochemical chlorophyll fluorescence quenching with a new type of modulation fluorometer. Photosyn. Res.,10, 51–62.
Schreiber, U.;Bilger, W., 1987: Rapid Assessment of Stress Effects on Plant Leaves by Chlorophyll Fluorescence Measurements. In: Plant Response to Stress—Functional Analysis in, Mediterranean Ecosystems, NATO Advanced Science Institute Series (ed.J.D. Tenhunen, F.M. Catarino, O.L. Lange, W.C. Oechel), Springer: Berlin, Heidelberg, New York, Tokio.
Schreiber, U.;Neubauer, C., 1987. The Polyphasic Rise of Chlorophyll Fluorescence upon Onset of Strong Continuous Illumination: II. Partial Control by the Photosystem II Donor Side and Possible Ways of Interpretation. Z. Naturforsch.42 c, 132–141.
Schütt, P.;Summerer, H., 1983: Waldsterben-Symptome an Buche. Forstwiss. Cbl.102, 201–206.
Shimazaki, K.;Ito, K.;Kondo, N.;Sugahara, K., 1984: Reversible Inhibition of the Photosynthetic Water-Splitting Enzyme System by SO2-Fumigation Assayed by Chlorophyll Fluorescence and EPR Signal in Vivo. Plant & Cell Physiology25, 795–803.
Ulrich, B., 1985: Bodenversauerung und deren Beziehung zum Waldsterben. In: Was wir über das Waldsterben wissen (ed.E. Niesslein, G. Voss) 190–197. Deutscher Instituts-Verlag: Köln.
Urbach, W.;Rupp, W.;Sturm, H., 1983. Praktikum zur Stoffwechselphysiologie der Pflanzen. 2. Aufl. Thieme: Stuttgart, New York.
Weis, E.;Berry, J.A., 1987: Quantum efficiency of Photosystem II in relation to “energy”-dependent quenching of chlorophyll fluorescence. Biochim. Biophys. Acta894, 198–208.
Zech, W.;Suttner, Th.;Popp, E., 1985: Elemental analyses and physiological responses of forest trees in SO2-polluted areas of NE-Bavaria. Water, Air and Soil Pollution25, 175–183.
Zech, W.;Suttner, Th.;Popp, E., 1985: Elemental analyses and physiological responses of forest trees in SO2-polluted areas of NE-Bavaria. Water, Air and Soil Pollution25, 175–183.
Ziegler, I., 1975: The effect of SO2 pollution on plant metabolism. Residue Rev.56, 79–105.
Zöttl, H. W.;Mies, E., 1983: Die Fichtenerkrankung in den Hochlagen des Südschwarzwaldes. Allg. Forst- und Jagdztg.154, 110–114.
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Hotz, A., Bilger, W., Kaiser, W.M. et al. Chlorophyll-Fluoreszenz, Photosynthesekapazität, Chlorophyll-und Nährstoffgehalte der Blätter “ungeschädigter” und als “geschädigt” eingestufter Buchen (Fagus sylvatica L.) im Gebiet um Würzburg. Forstw Cbl 109, 40–54 (1990). https://doi.org/10.1007/BF02741618
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