Kontakt: Lena Muffler, Andrey Malyshev & Jürgen Kreyling

Dieses Projekt ist Teil des DFG-Graduiertenkollegs 2011 „RESPONSE“ (Biological RESPONSEs to Novel and Changing Environments). Im Teilprojekt A6 untersuchen wir die Plastizität und ihrer Erblichkeit in Fagus sylvatica (L.) unter veränderten Klimabedingungen durch eine Kombination aus Felddaten, Freiland-, Common-garden- und Klimaschrank-Experimente sowie dendroökologische Methoden.

F. sylvatica (Rotbuche) ist eine der wichtigsten Baumarten in Mitteleuropa und wächst unter einer Vielzahl von klimatischen und ökologischen Bedingungen. Dennoch kann erwartet werden, dass F. sylvatica im Zuge des Klimawandels auf Grund ihrer Samenausbreitung auf kurze Distanz und ihrer Dürre-Sensitivität leiden wird. Die phänotypische Plastizität innerhalb und zwischen Populationen ist jedoch hoch und könnte daher die Auswirkungen des Klimawandels lokal abfangen. Lokale Anpassung an verschiedene klimatische Bedingungen wurde bereits in Verpflanzungsexperimenten nachgewiesen. Grenzen der phänotypischen Plastizität und Auswirkungen des lokalen Klimas auf Selektion und genetische Ausprägung sind jedoch bisher unklar. Solche Erkenntnisse könnten eine verbesserte Abschätzung der Veränderung des zukünftigen Verbreitungsgebietes ermöglichen und eine Orientierungshilfe für eine langfristige nachhaltige Waldbewirtschaftung bieten.

Hierfür führen wir drei verschiedene Experimente durch: ein voll reziprokes Transplantations-Experiment in Europa sowie ein Dürre- und ein Frostexperiment in Greifswald.

Das Transplantations-Experiment wurde entlang eines klimatischen Gradienten von der trockenen (Spanien und Frankreich) bis zur kalten (Polen und Schweden) Verbreitungsgrenze sowie über das derzeitige Verbreitungsgebiet hinaus aufgebaut. In diesem Experiment werden wir die phänotypische Plastizität und lokale Anpassung in den jungen Buchen quantifizieren, die sich unter einem Klima sich etablieren, das von dem Klima ihrer Herkunfstgebiete abweicht. Darüber hinaus werden wir die Erblichkeit der Performance und die Bedeutung der phänotypischen Plastizität der Mutterbäume (quantifiziert durch Baumringanalyse) und ihrer Nachkommen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen untersuchen.

Zusätzlich wird die Bedeutung der Selektion durch Dürrestress auf die Etablierung analysiert.

Das Frostexperiment (Klimaschrank-Experimente) beschäftigt sich mit der Frage eines Stress-Gedächtnisses auf individueller Ebene. Hierfür wurden Buchen-Setzlinge im Vergleich zur Kontrollgruppe Frühjahrsfrost und/oder Winterfrost ausgesetzt.

Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und läuft zunächst über einen Zeitraum von 4,5 Jahre, von April 2015 bis September 2019.