Untersuchung der Aufnahme und Translokation von C und N in ...

Wirkung erhöhter CO2-Konzentrationen auf Bäume 3
2 KENNTNISSTAND
2.1 Wirkung erhöhter CO 2-Konzentrationen auf Bäume
Da das atmosphärische CO2 das Substrat für die Kohlenstoffaufnahme in der Photosynthese
ist, führen erhöhte CO2-Konzentrationen generell zunächst zu einer erhöhten Kohlenstoffaufnahme
von Pflanzen. Inwieweit es zu einem erhöhten Pflanzenwachstum kommt, ist abhängig
davon, inwieweit andere, für die Biomassebildung notwendige Nährstoffe, limitierend werden. Es
wird auch beobachtet, daß es bei erhöhten atmosphärischen [CO2] zu einer erhöhten Konzentration
von nichtstrukturellen Kohlenhydraten kommt (POORTER et al. 1997, DEN HERTOG et al.
1998), die zum einen als C-Speicher fungieren, andererseits aber auch ein Weg sind, um überschüssige
Assimilate zu verbrauchen. Weiterhin wird berichtet, daß erhöhte [CO2] zu einer erhöhten
Dunkelatmung führen (AMTHOR 1991), allerdings ist dies abhängig von der Baumart
(MOUSSEAU 1998). Bezogen auf die Blattfläche sinkt die Dunkelatmung unter erhöhter [CO2] (CURTIS & WANG 1998), dies wird aber unter Umständen durch die erhöhten Blattflächen unter
diesen Bedingungen überkompensiert. In Buche wurde eine Erhöhung der Dunkelatmung unter
erhöhter [CO2] gefunden (FORSTREUTER 1995).
Ein Weg, der durch die größere Verfügbarkeit von Kohlenstoff entstehenden Limitierung anderer
Nährstoffe zu begegnen, ist eine verstärkte Wurzelraumaktivität. Mehrere Studien berichten
von einer Erhöhung der root/shoot ratio, d. h. des Anteiles der unterirdischen Biomasse unter
erhöhter [CO2] (EPRON et al. 1996, ROUHIER et al. 1996, OVERDIECK 1993). Keine eindeutigen
Ergebinsse liegen zur Reaktion der Wurzelatmung auf erhöhte [CO2] vor (VIVIN et al. 1995,
CANADELL et al. 1996). PREGITZER et al. (1995) und KUBISKE et al. (1998) berichten von einem
erhöhten Wurzelumsatz, d. h. erhöhten C-Einträgen in den Boden durch absterbende Wurzeln.
Dies (wie auch erhöhte Wurzelraumexudation, ROUHIER et al. 1996) führt zu einer Erhöhung des
Kohlenstoffeintrags in den Boden. Die Wirkung dieses zusätzlichen Kohlenstoffs im Boden auf
die Nährstoffverfügbarkeit für die Pflanzen ist unklar: DIAZ et al. (1993) postulieren eine
schlechtere N-Verfügbarkeit aufgrund eines weiteren C/N-Verhältnisses im Boden und daraus
resultierender N-Immobilisierung; die Hypothese von ZAK et al. (1993) besagt dagegen, daß aufgrund
der erhöhten mikrobiellen Aktivität, die aus dem erhöhten C-Angebot im Boden resultiert,
die N-Verfügbarkeit steigt. MAURER et al. (1999) berichten, daß es vom Bodensubstrat abhängig
ist, ob Wachstumssteigerungen von Pflanzen unter erhöhter [CO2] von einer zusätzlichen N-
Gabe abhängig sind, d. h. die Stickstoffausstattung des Bodens ist bestimmend dafür, ob zusätzliche
C-Einträge zu einer Erhöhung der Nährstoffverfügbarkeit führen.