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Wurzeln nehmen Wasser und Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Magnesium und Kalzium auf, sie lagern Kohlenstoffverbindungen ein, und sie stabilisieren Böden und Bäume. Wir erforschen, wie Baumwurzeln das Ökosystem Wald beeinflussen.
Während die feinen Wurzeln für die Wasser- und Nährstoffaufnahme wichtig sind, sind sowohl die feinen als auch die groben Wurzeln für die Baumstabilität von Bedeutung. Unsere Forschung liefert wichtige Beiträge zur Biologie und Ökologie von Baumwurzeln, und die Resultate unterstützen sowohl die Forschung als auch die Umsetzung und die Lehre. Unser Ziel ist die Unterstützung der Nachhaltigkeit von Waldöksystemen.
Wurzeln - die im Boden verborgenen Teile der Pflanzen
Wurzeln nehmen vom Boden Wasser und Nährstoffe auf, sie lagern Kohlenstoffverbindungen, und sie bieten physikalische Stabilität. Während die feinen Wurzeln (Wurzeln mit einem Durchmesser unter 2 mm) für die Wasser- und Nährstoffaufnahme wichtig sind, sind sowohl die feinen als auch die groben Wurzeln (Wurzeln mit einem Durchmesser über 2 mm) für die Baumstabilität von Bedeutung.
Da die feinen Wurzeln nach einer bestimmten Zeit absterben, wachsen ständig neue Wurzeln nach und besiedeln die frei gewordenen Areale. Dieser sogenannte "Wurzelumsatz" liefert so dem Waldboden kontinuierlich neue Biomasse zu. Die Wurzeln sind folglich sowohl für den Fluss und die Speicherung von Kohlenstoffen als auch für das unterirdische Recycling von Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor, Magnesium und Kalzium entscheidend.
Ca. 55 Tonnen Wurzeln pro Hektare Waldboden
Schätzungen von Wäldern Zentraleuropas haben ergeben, dass der Waldboden ca. 52 t/ha grobe und ca. 2.5 t/ha feine Baumwurzeln beherbergt. Dies entspricht rund einem Drittel der gesamten Biomasse eines Waldbestandes.
Da die Baumwurzeln mit dem sie umgebenden Boden in engstem Kontakt stehen, widerspiegeln sie zu einem gewissen Mass dessen chemische und physikalische Eigenschaften und Zustände. Wurzeln sind ebenfalls fähig, auf Veränderungen im Boden mit morphologischen, physiologischen, biochemischen und molekularen Anpassungen zu reagieren. Die Baumwurzeln werden deshalb auch als Bioindikatoren verwendet.
Forschungsziele
Wir entwickeln geeignete und zuverlässige Methoden, um die Baumwurzeln zu identifizieren und zu charakterisieren.
- Wir untersuchen morphologische, physiologische, biochemische und molekulare Wurzelparameter als Reaktion auf verschlechterte Bodenbedingungen wie etwa Versauerung, Eutrophierung, erhöhte Schwermetallgehalte, Trockenheit, erhöhte Temperaturen oder Bodenverdichtung.
- Wir schätzen den Beitrag der Baumwurzeln zum Kohlenstoff-Fluss und zur Kohlenstoff-Speicherung im Waldboden ab. Ausserdem entwickeln wir Methoden und wenden diese an, um Wurzelproduktion, -mortalität, -umsatz und -abbau genauer zu erfassen.
- Wir verbessern die Methoden, um physiologische, biochemische und molekulare Parameter von Wurzeln bei geringen Mengen zu erfassen.
- Wir erfassen die Verteilung von Baumwurzeln in Waldböden und schätzen ab, wie die sie die Bodenfunktionen beeinflussen, beispielsweise die Bodenstabilität und Wasserabflusseigenschaften.
Baumwurzeln identifizieren
Mit der Hilfe einer genetischen Fingerprintmethode können wir die rund dreissig in Mitteleuropa häufig vorkommenden Baumarten unserer Wälder relativ einfach identifizieren. Bei Sträuchern oder exotischen Baumarten müssen wir aufwändig den genetische Code entschlüsseln (siehe Informationsblatt Wald, 8/2001).