Dendro-Isotope und die Jahrringbreiten als Klimaproxis der letzten ...

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3 STABILE ISOTOPE IN JAHRRINGEN
D tritt in den Hintergrund, da ständig CO2 aus den Interzellularen auch wieder nach außen
diffundiert und damit D aufhebt. Dies führt zu niedrigen 13 C-Werten:
13 CP = -8‰ – 30‰ = -38‰ (4)
Dem Modell folgend könnten also im organischen Material von C3-Pflanzen Werte
zwischen –12,4‰ und -38‰ erwartet werden. Unter natürlichen Bedingungen wird die
theoretische Spannweite von 25,6‰ jedoch nicht erreicht, sondern erstreckt sich eher auf
ca. 15‰ (BENDER 1971; VON WILLERT 1995). Laborexperimente haben gezeigt, dass
extreme Änderungen der Aperturen nur sehr kurzfristigen Charakter haben und die
Tendenz besteht, sich auf mittlere Öffnungsweiten einzustellen (LARCHER 1994).
In Kombination mit den atmosphärischen Witterungsbedingungen nimmt die Bodenfeuchte
indirekt maßgeblichen Einfluss auf die Stomata-Aperturen und damit die 13 C-Verhältnisse
in Pflanzen. Untersuchungen von SAURER et al. (1997b) und eigene Studien (TREYDTE et
al. 2001) belegen an trockenen Standorten höhere Isotopenwerte und sensitivere
Reaktionen auf Witterungsverhältnisse als an feuchten. Diese Erkenntnisse sind speziell
für die gewählten Standorte im Nordpakistanischen Hochgebirgsraum von entscheidender
Bedeutung.
Neben den genannten Faktoren wirken sich auch die Nährstoffversorgung und
Luftverunreinigungen über Änderungen des stomatären Widerstands oder Abnahme der
Photosyntheserate aufgrund engerer Spaltöffnungen auf das 13 C/ 12 C-Verhältnis aus, sehr
häufig in Übereinstimmung mit dem beschriebenen Modell (SAURER et al. 1995; SCHLESER
1995).
Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das sog. „Farquhar-Modell“ zwar für die
Blattebene Gültigkeit hat, jedoch als Erklärung für die Isotopenwerte z.B. im
Jahrringmaterial nur bedingt genügt. So deuten Untersuchungen des intraannuellen
Isotopenverlaufs darauf hin, dass die 13 C-Werte einem charakteristischen Jahresgang mit
ausgeprägter Amplitude unterliegen. Nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand zeigt dieses
intraannuelle Isotopenmuster ein Maximum im Frühholz und danach abnehmende Werte,
die ihr Minimum im Spätholz erreichen. Demnach wird der Einfluss der Witterung auf die
Isotopenfixierung im Jahrring unter gewissen Bedingungen stärker als bisher angenommen
von endogenen pflanzenphysiologisch-biochemischen Prozessen überprägt. Diese führen
beim Transport der entsprechenden Kohlenhydrate vom Blatt in das Phloem zu
sekundären Fraktionierungseffekten und müssen berücksichtigt werden (HELLE 1996;
SCHLESER et al. 1999).
Daneben zeigt sich z.B. an der Existenz sowohl positiver als auch negativer
Temperaturkoeffizienten ( 13 C/T) das grundsätzliche Problem der nichtlinearen
Transformation von Umweltsignalen durch biologische Systeme (SCHLESER et al. 1999).