Interannuelle Klima/Wachstums-Beziehungen zentraleuropäischer Bäume von <span style=

Abstract

Die denroklimatologische Netzwerkanalyse der interannuellen Klima/Wachstums-Beziehungen zentraleuropäischer Bäume basiert auf der Annahme, dass die in den Radialzuwächsen der Bäume enthaltenen Anomalien zu regionalen Wachstumsmustern führen, die durch Witterungsanomalien verursacht werden. Die Untersuchung ist auf die Jahre <span style="font-variant: small-caps;">ad</span>1901 bis 1971 beschränkt, um die Grundlagenstudie nicht durch die Phase ab Mitte der 1970er Jahre, in der sich die Auswirkungen des globalen Klimawandels verstärkt in den Daten abzeichnen, negativ zu beeinflussen.<br /> Die Grundlage der Arbeit ist ein dendroökologisches Netzwerk, das über 1,25 Mio. Jahrringdaten der wichtigsten Wald bildenden Baumarten Zentraleuropas (Abies alba, Fagus sylvatica, Larix decidua, Pinus cembra, Pinus sylvestris, Pinus uncinata, Picea abies, Quercus petrea, Quercus robur); von 377 ökologisch unterschiedlichen Standorten mit klimatologischen Daten (Temperatur, Niederschlag und Luftdruck, repräsentiert durch die Nordatlantische Oszillation (NAO)) verknüpft. Zudem beinhaltet das Netzwerk an die Datenstruktur angepasste Module zur Aufbereitung der Eingangsdaten, ihrer Auswertung und zur Darstellung der Ergebnisse. <br /> Die methodische Aufbereitung der Daten erfolgt nach der so genannten Croppermethode, mit der aus den Jahrringbreiten Zeitreihen ermittelt werden, die für jeden Standort die z-transformierte Abweichungen vom jeweils mittleren Radialzuwachs angeben und deren karto-graphische Umsetzung zu räumlichen Wachstumsanomalien, so genannten Weiserwertkarten, führt. Die Kombination der multivariaten Analysetechniken Faktoren-, Cluster- und Diskriminanzanalyse fusioniert die 377 Standorte zu 59 Clustern, die Standorte mit ähnlichen Wuchsanomalien während der 71 Untersuchungsjahre in sich vereinigen. <br /> Die Analyse der Klima/Wachstums-Beziehungen resultiert aus der Synthese der klimatologischen Interpretation der extremen Wuchswerte mit den kontinuierlichen Zusammenhängen zwischen Jahrringwachstum und Witterungsverlauf, die auf linearen Korrelationen beruhen.<br /> Gemittelt über alle untersuchten Bäume errechnet sich ein radialer Zuwachs von 1,42 mm/a. In jedem Jahr existierten Weiserwerte von zumindest regionaler und/oder artspezifischer Bedeutung. Weiserwertkarten illustrieren ihre flächenhaften regionalen Disparitäten, Wachstumsdiagramme ihre höhenabhängigen und artspezifischen Disparitäten. Die Einzelbefunde der Klima/Wachstums-Beziehungen sind in einem Diagramm zusammengeführt, dass die für die positiven und negativen Zuwachsreaktionen verantwortlichen Witterungsanomalien in den von den untersuchten Baumarten bestockten Höhenstufen gegenüberstellt. Deutlich zeigt sich der wechselseitige Einfluss von Temperatur- und Niederschlagsverhältnissen in allen Höhenlagen. Weder können die Temperaturen in den Hochlagen, noch die Niederschläge in den Tieflagen alleine für die Wuchsreaktionen verantwortlich gemacht werden. <br /> Die NAO-Indizes üben im Vergleich zu Temperatur und Niederschlag einen deutlich schwächeren Einfluss auf die interannuellen Wuchsanomalien aus. In der Einzeljahranalyse liefern sie keinen über die Temperatur- und Niederschlagsanalysen hinausgehenden Beitrag zur Deutung der Weiserwerte.<br /> Die vorgelegten Ergebnisse sind aufgrund der einheitlichen statistischen Aufbereitung brauchbar für Vergleiche zwischen verschiedenen Baumarten und Regionen. Sie belegen, dass auch in den niederschlagsreichen gemäßigten Mittelbreiten Extremwerte klimatologisch zu erklären sind. Die Wuchsanomalien erweisen sich dank der optimalen Adaption der Bäume an ihren Standort als guter Parameter, auch mit kontinuierlichen analytischen Verfahren jährlich variable Wachstumsmuster mit der modifizierenden Wirkung des Klimas in Einklang zu bringen.

<strong>Interannual climate/growth-relations of central European trees from <span style="font-variant: small-caps;">ad</span>1901 to 1971 – a dendroclimatological network analysis</strong><br /> The dendroclimatological network analysis of interannual climate/growth-relations is derived from central European trees. The research study deals with the assumption that anomalies of radial tree-ring growth yields to regional growth patterns which are caused by climatological anomalies. To exclude the strong effects of climate change after the mid of 1970th the study is limited to the time period <span style="font-variant: small-caps;">ad</span>1901 to 1971. <br /> The dendroecological network combines more than 1.25 million tree-ring values of the principal forest tree species in Central Europe (Abies alba, Fagus sylvatica, Larix decidua, Pinus cembra, Pinus sylvestris, Pinus uncinata, Picea abies, Quercus petrea, Quercus robur) from 377 sites with climatological data (temperature, precipitation, and air pressure expressed by the North Atlantic Oscillation (NAO)). Additionally the network includes modules to edit and to analyse the data, and to visualize the results.<br /> The calculation of pointer values expressed by z-transformations according to Cropper leads to time series illustrating the anomalies against the mean radial growth for every site. By using the multivariate techniques factor-, cluster-, and discriminanceanalysis the 377 sites will be reduced to 59 clusters each concluding sites with similar growth anomalies over the investigation period. The analysis of climate/growth-relations consists of a synthesis of the climatological interpretation of extreme growth values and the results of correlations between climatological and tree-ring datasets.<br /> The mean radial increment derived from all investigated trees is 1.42 mm/a. For each year pointer values are found which have at least regional and/or species specific relevance. Maps of pointer values illustrate their spatial disparities and growth diagrams include disparities of the pointer years concerning elevation and tree species. All results are combined in one diagram showing the climatological forcings for positive and negative growth reactions for each tree species in all elevation zones. The changing influence of temperature and precipitation on tree-ring growth in nearly all elevations is clearly recognizable. Growth reactions are neither monocausal related to temperature in high elevations nor precipitation in low elevations. In comparision NAO indices cause less influence on tree-ring growth. <br /> Due to the similar editing and preparation of all datasets the presented results demonstrate the suitability of tree-ring widths for comparisions of growth reactions between different tree species and different regions. The results proof that tree-ring widths in the moderate mid-latitudes are also usefull for climatological interpretation of pointer values. Growth anomalies are a suitable parameter to explain the relative yearly changing growth patterns related to the modifying influence of climatic forcings. This can be explained by the optimal adaptation of trees to their specific ecological site conditions.