In der Arbeit wird die These vertreten, dass die jetzigen "Neuartigen Waldschäden" der Laubbäume primär durch pflanzenexterne Radikale bedingt sind. Externe Radikale entstammen vor allem den in Deutschland seit den 1950er Jahren ständig gestiegenen Emissionen aus dem Kfz- und Flugverkehr. Insgesamt kommt es dadurch zu einer vorgezogenen physiologischen Alterung der Laubbäume. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf den Schäden, welche für Buche und Eiche entstehen.
Die Arbeit bezieht sich auf die in Deutschland heimischen Buchen und Eichen; ihre Ergebnisse sind auf alle Laubbaumarten übertragbar. Früh traten die Laubbaumschäden bei solitären Bäumen im freien Feld auf, an Brennpunkten des Verkehrs wie um den Flughafen Frankfurt a. M. mit seinen hochfrequentierten Autobahnen und um Stuttgart. Die Ursache der "Neuartigen Waldschäden" wird in pflanzenexternen Radikalen gesehen. Um die Schäden der Laubbäume, des gesamten Waldökosystems zu mindern, sind politische Maßnahmen wie technische Weiterentwicklungen unabdingbar.
Inhaltsverzeichnis
1 Vorbemerkung
2 Das „Waldsterben“
2.1 Schäden bei Nadelbäumen
2.1.1 Schäden bei der Tanne
2.1.2 Schäden bei der Fichte
2.1.3 Schäden im Wurzelbereich der Nadelbäume
2.1.4 Schadverlauf bei den Nadelbäumen
3 Neuartige Waldschäden bei Laubbäumen
3.1 Buchen und Eichen - allgemein
3.2 Schadentwicklung bei Buchen
3.3 Schadentwicklung bei Eichen
3.4 Spieß- und Krallenbildung bei Buchen und Eichen
3.5 Wurzelwerk bei Buchen und Eichen
4 These zur Ursache Neuartiger Waldschäden
5 Luftschadstoffe
5.1 Photooxidantien/ Radikalbildner
5.1.1 Zeitliche Entwicklung exogener Radikalbildner
5.1.2 Abschätzung der Radikalbildner
6 Radikalische Prozesse
6.1 Radikalbildner NO2 und O3
6.1.1 Ozon
6.2 Abschätzung der Schadstoffe als Initiatoren der Schäden
7 Auswirkungen der Radikale auf Zellen im Kronenbereich
7.1 Voraussetzungen der Zellen
7.1.1 Auswirkungen peroxidativer Prozesse auf die Zellen
7.2 Strukturelle Voraussetzungen der Zellmembranen
7.2.1 Auswirkungen peroxidativer Prozesse auf Zellmembranen
7.3 Strukturelle Voraussetzungen der Vegetationskegel
7.3.1 Auswirkungen peroxidativer Prozesse auf die Vegetationskegel
7.4 Strukturelle Voraussetzungen im Bereich der Verzweigung
7.4.1 Auswirkungen der Peroxidation auf die Verzweigungsprozesse
7.5 Strukturelle Voraussetzungen des Cytoskeletts, der Mitosespindel
7.5.1 Auswirkungen der Peroxidation auf das Cytoskelett, die Mitosespindel
8 Schlussbemerkungen
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Ursachen der „Neuartigen Waldschäden“ bei Laubbäumen, insbesondere bei Buchen und Eichen in Deutschland, und stellt die These auf, dass pflanzenexterne Radikale aus anthropogenen Emissionen für die vorzeitige Alterung und physiologischen Schäden verantwortlich sind.
- Analyse der Schadbilder bei Nadel- und Laubbäumen seit den 1980er Jahren.
- Untersuchung von Luftschadstoffen und deren Wirkung als Radikalbildner (insbesondere Stickoxide und Ozon).
- Darstellung der radikalinduzierten Schadmechanismen auf zellulärer Ebene (Membranperoxidation).
- Auswirkungen der Radikalbelastung auf Vegetationskegel, Verzweigung und Zytoskelett.
- Notwendigkeit politischer und technischer Maßnahmen zur Reduktion von Emissionen.
Auszug aus dem Buch
3.1 Buchen und Eichen - allgemein
Die Schäden sind bei Buchen und Eichen gut zu beobachten: Ein starker Verlust der Belaubung sowie eine geringere Blattgröße mit Verfärbungen führen zur Verlichtung der Krone. Auffällig sind die Verzweigungsdefizite, Verzweigungsanomalien, Zweigabsprünge, abgestorbene Äste und Rindennekrosen am Stamm. Die Zweigabsprünge werden dem im Waldbau verwandten Etaphon zugeschrieben, ein Alterungshormon und Aethylen-freisetzender Wachstumsregler. Eine von unten nach oben verlaufende Vergilbung der Blätter korreliert mit der schwächeren Belaubung und ist eng mit der Vitalität des Baumes verknüpft. Belaubungsverluste nehmen mit dem Baumalter zu. Zu den Symptomen Neuartiger Waldschäden zählt auch die frühe Spieß- und Krallenbildung der Triebe (Wentzel, 2001; Elling et al., 2007).
Die Schadsymptome finden sich nicht nur in den Beständen, sondern früh bei solitären Bäumen im freien Feld, auf Kuppen wie an Brennpunkten des Verkehrs. Letzteres z.B. um den Flughafen Frankfurt a. M. mit den hoch frequentierten Autobahnen und um Stuttgart. Die Schäden kontrastieren zum vitalen Jungwuchs am selben Ort, zur Vergrasung der Bestände wie zur Eutrophierung, was den verlichteten Kronen zugeschrieben wird. Buchen und Eichen erreichen immer weniger ihre klassischen Umtriebszeiten und sterben fallweise mit 140 Jahren ab, dies ist neu (Wentzel, 2001; Elling et al., 2007).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Vorbemerkung: Gibt einen historischen Überblick über das Waldsterben Ende der 1970er Jahre und die daraufhin eingeleiteten politischen Maßnahmen sowie deren begrenzte Wirkung auf Laubbäume.
2 Das „Waldsterben“: Beschreibt die Symptome und den Verlauf des Waldsterbens bei Nadelbäumen als historischen Kontext für die späteren Schäden an Laubbäumen.
3 Neuartige Waldschäden bei Laubbäumen: Dokumentiert die spezifischen Symptome wie Verlichtung und Spießbildung bei Buchen und Eichen und belegt deren Zunahme durch Tabellen.
4 These zur Ursache Neuartiger Waldschäden: Stellt die wissenschaftliche Hypothese auf, dass exogene Radikale die Hauptursache für die neuartigen Schäden sind, basierend auf einer mathematischen Gleichung.
5 Luftschadstoffe: Klassifiziert anthropogene Luftschadstoffe und untersucht deren Rolle als Initiatoren radikalischer Prozesse.
6 Radikalische Prozesse: Erläutert den biochemischen Kettenmechanismus der Autoxidation, der durch Schadstoffe wie NO2 und Ozon initiiert wird.
7 Auswirkungen der Radikale auf Zellen im Kronenbereich: Analysiert detailliert die schädigenden Auswirkungen radikalischer Prozesse auf Zellmembranen, Vegetationskegel und das Zytoskelett.
8 Schlussbemerkungen: Fasst die Erkenntnisse zusammen und betont die Notwendigkeit politischer Maßnahmen zur Reduktion externer Radikalquellen.
Schlüsselwörter
Neuartige Waldschäden, Buchen, Eichen, externe Radikale, Luftschadstoffe, Stickoxide, Ozon, Membranperoxidation, Vegetationskegel, Autoxidation, vorzeitige Alterung, Waldökosystem, Schadmechanismus, Mitose, Umweltschutz.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit den sogenannten „Neuartigen Waldschäden“ bei heimischen Buchen und Eichen in Deutschland und untersucht deren Ursachen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Im Zentrum stehen die chemischen Prozesse der Autoxidation, die Rolle anthropogener Luftschadstoffe (wie Stickoxide und Ozon) und deren schädigender Einfluss auf die Zellbiologie von Laubbäumen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage dieser Arbeit?
Das Ziel ist es, die Hypothese zu belegen, dass pflanzenexterne Radikale ursächlich für die Symptome einer vorzeitigen Alterung und des Absterbens von Laubbäumen verantwortlich sind.
Welche wissenschaftliche Methode wird in dieser Arbeit verwendet?
Die Arbeit nutzt eine theoretisch-analytische Methode, indem sie biochemische Grundlagen und Gleichungen auf die beobachteten Waldschäden überträgt und durch bestehende Literatur sowie statistische Erhebungen zum Waldzustand stützt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil analysiert die physio-chemischen Mechanismen, wie Radikale Zellstrukturen wie Membranen und das Zytoskelett durch Lipidperoxidation schädigen, was zu den beobachteten kronenmorphologischen Veränderungen führt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Wichtige Begriffe sind insbesondere Neuartige Waldschäden, externe Radikale, Luftschadstoffe, Membranperoxidation und die vorzeitige Alterung von Baumkronen.
Wie unterscheidet sich die Wirkung exogener Radikale von natürlichen Alterungsprozessen?
Während die natürliche Alterung durch endogene Radikale mit der Zeit erfolgt, beschleunigen externe Radikale (Rex) diesen Prozess massiv, indem sie die Belastungsgrenze (AH) der zelleigenen Schutzsysteme überschreiten.
Warum sind gerade die Vegetationskegel der Laubbäume so anfällig für diese Schäden?
Die Vegetationskegel befinden sich an den Sprossspitzen und sind damit direkt und ständig den luftbürtigen Schadstoffen ausgesetzt, was ihre Teilungsfähigkeit und damit die gesunde Entwicklung des Baumes beeinträchtigt.
Welche Rolle spielt die Spieß- und Krallenbildung bei der Diagnose dieser Waldschäden?
Diese spezifischen Wuchsformen gelten als maßgebliche Vitalitätsindikatoren für die degenerativen Prozesse, da sie auf eine gestörte Zellteilung und ein geschwächtes Meristem hinweisen.
Welche Schlussfolgerung zieht die Autorin bezüglich der notwendigen Konsequenzen?
Die Autorin folgert, dass zum Erhalt der Waldökosysteme zwingend politische Maßnahmen und technische Weiterentwicklungen zur Reduktion des Ausstoßes externer Radikale erforderlich sind.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Biol. Inge Momm (Autor:in), 2018, Was ist die Ursache der "Neuartigen Waldschäden" bei Laubbäumen?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/920095
