Dendrochronologie

Inhaltsverzeichnis

1. Einführung
1.1. Definition
1.2. Anwendungsbereiche
1.3. Entwicklung der Dendrochronologie
1.4. Holz

2. Methoden
2.1. Datengewinnung
2.1.1. Auswahl von Standorten
2.1.2. Auswahl von geeigneten Arten
2.1.3. Auswahl der untersuchten Bäume
2.1.4. Probenentnahme von Bäumen
2.1.5. Konserviertes Holz
2.1.6. Beschreibung der untersuchten Standorte
2.2 Datenanalyse
2.3. Crossdating
2.4. Radiodensitometrie

3. Neuere Entwicklungen

4. Angewandte Dendroökologie an Prosopis Flexuosa in der Monte-Wüste Argentiniens

5. Stand der Wissenschaft

6. Fazit

7. Literatur

8. Abbildungsverzeichnis

1. Einführung

1.1. Definition

Die Wissenschaft der Dendrochronologie(lateinisch: dendros = baum; chronos = Zeit) ist die Wissenschaft der Verwendung von Jahresringen zugeordnet zu ihrem Entstehungsdatum, zum Zweck der Analyse von zeitlichen und räumlichen Mustern von Prozessen der physischen und kulturellen Wissenschaften. (COOK 1990. S. 12)

Der Begriff der Dendrochronologie wird jedoch unterschiedlich verwendet. Im engeren Sinne handelt es sich hier um alle Gebiete, bei denen die Jahrringe eines Baumes zur Datierung verwendet werden. Im weiteren Sinne umfasst die Dendrochronologie auch die Dendroökologie, welche alle Teilgebiete beinhaltet, in denen Umweltinformationen aus den Jahrringen gelesen werden, etwa in der Klimatologie, Geomorphologie, Tektonik oder Gletscherkunde. (SCHWEINGRUBER 1993 S.1)

1.2. Anwendungsbereiche

Die Möglichkeiten der Dendrochronologie im Rahmen der Paläoökologie soll hier erläutert werden, wobei diese Disziplin bei der Rekonstruktion früherer Umweltbedingungen genutzt werden kann. Die Hauptanwendungsmöglichkeiten sind die Analyse früherer klimatischer und geomorphologischer Bedingungen, sowie die exakte Rückdatierungen von besonderen Ereignissen, die aufgrund physikalischer Einwirkungen im Holz des Baumes noch nachweisbar sind, wie etwa Waldbrände. Die Dendrochronologie kann, nach dem Prinzip des “uniformitarian Principles“, helfen, aktuelle Vorgänge im Ökosystem zu verstehen indem Vergleiche mit bereits geschehenen Ereignissen gezogen werden können. Der Grundgedanke hierbei ist, das Bäume eine Art Bibliotheksfunktion haben, da die Einflüsse auf ihr Wachstum in der Vergangenheit die gleichen Reaktionen hervorgerufen haben müssen, wie heutige, mit Messdaten vergleichbare Wachstumsvorgänge. Somit lassen sich Umweltveränderungen über die gesamte Lebensspanne eines Baumes zurückdatieren.(GRISSINO 2007) Umweltdaten wie Niederschlag, Schneefall, Temperatur oder geomorphologische Veränderungen können weiter zurückdatiert und festgestellt werden als durch konventionelle menschliche Messungen, wie durch Wetterstationen, welche hauptsächlich erst seit dem 20ten Jahrhundert stattfinden. (COOK 1990 S.1-20)

1.3. Entwicklung der Dendrochronologie

In der zweiten Hälfte des 18ten Jahrhunderts wurde die Dendrochronologie als Wissenschaft in Deutschland entwickelt. Verbreitung fand diese Wissenschaft bis in die 1970er Jahre ausschließlich in Europa und Nordamerika, jedoch schon in den 1980er Jahren war die Entstehung von Forschungsinstituten auf allen Kontinenten zu beobachten. (SCHWEINGRUBER. 1993, S. 1). Heute existiert ein globales Netzwerk von Instituten, welche Datenbanken ihrer Untersuchungen anlegen und austauschen.

1.4. Holz

Bevor die einzelnen Methoden der Dendrochronologie erläutert werden, folgt zum besseren Verständnis eine kurze Einführung in die Struktur und das Wachstum von Holz. Das Kambium, welches sich zwischen Holz und Rinde befindet, ist der einzige Teil eines Baumes, der für Dickenwachstum sorgt. Aus dem Kambium entsteht sowohl das Holz als auch die Rinde eines Baumes. Außer in den Tropen gibt es in Regionen mit Baumbestand meist zwei Wachstumsphasen; im Frühjahr und Sommer bildet sich das sogenannte Frühholz, welches große, dünnwandige und helle Holzzellen ausbildet. Das Spätholz entsteht in einer Depositionsphase ab August, die hierbei entstehenden Holzzellen sind kleiner, dickwandig und von dunkler Farbe. Es gibt auch eine Phase im Winter in der kein Wachstum stattfindet, hierbei handelt es sich um eine Ruhephase des Baumes durch welche Kälteschäden vermieden werden. Durch dieses zyklische Wachstumsverhalten entstehen die charakteristischen Jahresringe, deutlich im Querschnitt eines Stammes erkennbar. Untersuchte Hölzer haben oft je nach Art sehr verschiedene Erscheinungsbilder in ihren Jahrringen (Abb.1.):

A) Nadelholz Pinaceae (Pinus pinea). Das Frühholz weist dünnwandige, das breite Spätholz dickwandige Tracheiden auf.
B) Zerstreut-poriges Laubholz, Betutalceae (Alnus Cordata). Das Spätholz ist sehr schmal und besteht aus tangential abgeflachten Fasern.
C) Rindporiges Laubholz, Rosaceae (Prunus webbi). Das Frühholz mit großen Poren ist schmal, das Spätholz dagegen sehr breit.

(Zitat SCHWEINGRUBER 1993 S. 25):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1. Verschiedene Holztypen

Die Stärke des Wachstums wird als Summe verschiedener Einflüsse gesehen (GRISSINO

2007). Diesem Prinzip zufolge setzt sich das Wachstum aus den normalen altersbedingten physischen Wachstumseigenschaften eines Baumes, den klimatischen Bedingungen des Jahres, die Bodenqualität; waldinternen Störungen wie Baumsturz durch Wind, und die daraufhin wechselnden Lichtverhältnisse, äußeren Störungen wie Insektenbefall, Waldbränden oder saurem Regen, sowie anderen Anomalien, die nicht direkt zuzuordnen sind. (COOK 1990 S.17)

In diesem Kontext ist das Wachstum zu analysieren, wobei die Analyse von Baumbeständen sich auf das Prinzip der limitierenden Faktoren bezieht. Hierbei wird davon ausgegangen, dass derjenige Einflussfaktor, durch den am meisten begrenzenden Faktor, das Wachstum am meisten beschränkt. Dies ist bei der Auswahl der untersuchten Bäume von entscheidender Bedeutung. (KAENNEL, SCHWEINGRUBER 1995 S. 209-210). Zum Beispiel ist der Regen in ariden und semi-ariden Regionen meist der begrenzende Faktor, somit haben die Jahresringe am meisten Aussagekraft in Bezug auf den jährlichen Niederschlag. Außer den Wuchseigenschaften ist das Alter der untersuchten Bäume ein wichtiger Faktor der Untersuchungen. Mit bekannten Bäumen eines geschätzten Alters von mehr als 3000 Jahren (SCHWEINGRUNBER 1993. S.6) wird die Bedeutung von Bäumen als Datenquelle deutlich. Weil Holz außerdem sehr beständig ist dienen auch konservierte Holzstücke als Informationsquellen. Hierbei gibt es die Möglichkeit altes Bauholz, Möbel oder andere Gebrauchsgegenstände zu untersuchen, aber auch natürlich konservierte Hölzer sind Gegenstand der Untersuchung.

2. Methoden

Die Vorgehensweisen der Dendrochronologie, die Datengewinnung durch Standortwahl und Probenentnahmen in einem Maßstab der der Untersuchung gerecht wird, sowie die Analyse der gewonnenen Daten durch das sogenannte „crossdating“ und die „Radiodensitometrie“ sollen hier weiter erläutert werden.

2.1. Datengewinnung

Die Datengewinnung ist ein wichtiger Faktor bei einer dendrochronologischen Untersuchung, da das Wachstum von Bäumen von einer Vielzahl an Faktoren abhängig ist, welche das Messergebnis verfälschen können, wenn nicht große Aufmerksamkeit auf die Wahl jedes einzelnen Baumes gelegt wird. Eine Untersuchung zur Klärung einer Fragestellung oder eines Problems beginnt zunächst mit der Auswahl des geeigneten Untersuchungsgebietes.

2.1.1. Auswahl von Standorten

Die Standortwahl ist von entscheidender Bedeutung für eine repräsentative Untersuchung des Forschungsgegenstands. Falls klimatologische Faktoren untersucht werden sollen, sind Standorte, welche klimatische Grenzgebiete für die untersuchte Spezies darstellen, vorzuziehen. Beispielsweise hat die nördliche Baumgrenze die meiste Aussagekraft für klimatische Veränderungen, da Klimafaktoren das Baumwachstum hier am stärksten beeinflussen. Weitere Beispiele wären Höhe oder Niederschlagsgrenzgebiete. Gebiete mit guten klimatischen Wachsbedingungen hingegen können stärkere Aussagekraft über andere Einflüsse geben, zum Beispiel Waldbrände, Konkurrenzdruck oder Schadstoffeinflüsse. Die Auswahl sollte demnach von dem am meisten limitierenden Faktor bestimmt sein. Außerdem existieren innerhalb des Untersuchungsgebietes meist lokal enorm unterschiedliche Standorte, welche große Differenzen in dem Wachstum als Resultat haben. Um beispielsweise den Niederschlag zu messen, sollte Bäume an möglichst trockenen Stellen gewählt werden, nicht in Wasser sammelnden Tälern. Bei Untersuchung der Temperatur sollten hingegen Bäume gewählt werden, welche stets ausreichend Wasser zur Verfügung haben, sich jedoch an temperaturexponierten Stellen befinden. Die untersuchten Stellen sollten stets sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen um repräsentativ zu bleiben.

[...]