Sekundäre Veränderungen im Holz akut belasteter Fichten (Picea abies [L.] Karst.) in Hochlagen des Osterzgebirges

Zusammenfassung

Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), Bonn, interdisziplinär ausgerichteten Projektes «Untersuchung von Waldökosystemen im Erzgebirge als Grundlage für einen ökologisch begründeten Waldumbau» war u.a. die Bewertung der Holzqualität von Fichten SO₂-belasteter und stark windexponierter Hochlagen von Bedeutung. In der vorliegenden Untersuchung wurde das Holz von 6 stehenden, windexponierten und 6 nach einem Sturmereignis atypisch gebrochenen Fichten untersucht.

Mit Hilfe der Polarisationsmikroskopie kombiniert mit Phasenkontrastierung und elektronenmikroskopischen Verfahren wurden die Bildung, Verteilung und Ausdehnung von Mikrostauchlinien «slip planes» in den Zellwänden analysiert und ihre Bedeutung als bruchauslösende Initialstellen quantifiziert. Aus den Bruchzonen wurden holzzerstörende und holzverfärbende Pilze isoliert und taxonomisch bestimmt. Das Ausmaß des Holzabbaus wurde auf zellulärer und subzellulärer Ebene mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie und UV-Spektroskopie charakterisiert.

In den stark SO₂-belasteten und aufgelichteten Fichtenbeständen der Hochlagen des Erzgebirges werden durch extreme Windbelastung in einzelnen Bäumen Mikrostauchlinien induziert, die sich im Bereich von Holzstrahlen und Astspuren häuften. Diese Stauchlinien wurden sekundär von holzabbauenden Pilzen, insbesondere durch Stereum sanguinolentum (Alb. et Schw.: Fr.) Fr. besiedelt. In den Zellwänden dieser Zonen war ein simultaner Abbau von Gerüstkohlenhydraten und Lignin nachweisbar. Diese Beeinträchtigung kann bei einzelnen Stämmen kurzfaserige, treppenförmige Windbrüche verursachen. Bei einer verbesserten Bestandesstruktur bei zugleich rückläufiger SO₂-Immission verdient die Fichte aus Sicht der erreichbaren Holzeigenschaften weiterhin Berücksichtigung.

Abstract

Within the framework of an interdisciplinary research project “investigation of forest ecosystems in the ore-mountains as basis for an ecologically oriented silviculture” supported by the Federal-ministry for education, science, research and technology (BMBF), Bonn, a study of the wood quality of heavily SO₂-polluted and wind-exposed spruce trees from high altitude stands was conducted. For this study wood from 6 standing, wind-exposed and 6 storm-tossed trees with brash fractures was considered. By means of light microscopy (polarization, phase contrast) and electron microscopy the formation, distribution and extension of slip planes within the cell walls were examined and their significance for fracture initialization quantified. Wood discolouring and wood destroying fungi were isolated from the fracture zones and taxonomically determined. The extent of wood decay was characterized on a cellular and subcellular scale by means of fluorescence microscopy and UV spectroscopy.

In the heavily SO₂-polluted and thinned-out spruce stands at the high altitudes of the ore-mountains extreme wind stresses initiate in some tress slip planes which accumulate in the vicinity of rays and branch tracers. The slip plane zones are subsequently infected by wood degrading fungi, in particular by Stereum sanguinolentum (Alb. et Schw.: Fr.) Fr. resulting in a simultaneous decay of carbohydrates and lignin in the cell walls. The combined effect of wind stress and cell-wall degradation apparently induces brash, staircase-like fractures in some stems, which limitates the utilization of the timber. Eventually reduced SO₂ immissions and an improved stand structure will help avert this kind of damage and spruce grown at this site will again satisfy standard wood quality requirements.