PhD StudentInnen

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Katharina Ramskogler

Katharina Ramskogler

E-Mail: Katharina.Ramskogler@student.uibk.ac.at

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Kurz- und Langzeit-Feedback zwischen Vegetation und morphodynamischen Prozessen

BetreuerInnen:
Brigitta Erschbamer, FG Populationsbiologie und Vegetationsökologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Der Rückgang der Gletscher, Extremereignisse, wie zum Beispiel Muren und Überflutungen, und der Verlust von Permafrost nehmen durch den Klimawandel zu. Daher ist es wichtig, unser Wissen über die Entwicklung von Pflanzengesellschaften und die Reaktion der Vegetation auf Störungen zu erweitern.

Die Entwicklung von Pflanzengesellschaften und die Antwort von Pflanzen und Pflanzengesellschaften auf Störungen werden auf unterschiedlichen Ebenen untersucht. Im ersten Teil des PhD-Projektes wird die Entwicklung von Pflanzengesellschaften entlang eines Sukzessionsgradienten in einem Gletschervorfeld untersucht. Der zweite Teil konzentriert sich auf die Antwort der Vegetation auf geomorphologische Störungen, wie zum Beispiel Lawinen, Muren oder Überflutungen entlang eines Höhengradienten. Diese Untersuchungen finden in drei unterschiedlichen Gebieten statt. Zudem wird untersucht, ob Pflanzen in gestörten Flächen spezielle funktionelle Merkmale aufweisen. Im dritten Teil werden Veränderungen der Vegetation seit 1850 bis heute analysiert. Dafür werden Transekte von der historischen Baumgrenze bis in die heutige subnivale Zone angelegt und mit historischen Aufnahmen verglichen.

Das PhD-Projekt wird finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und ist ein Teil des Projektes „Sensitivity of high Alpine geosystems to climate change since 1850“ (SEHAG).






Lena Nicklas

Lena Nicklas

E-Mail: Lena.Nicklas@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Gewinner und Verlierer des Klimawandels in den Zentral- und Südalpen

Betreuerinnen:
Brigitta Erschbamer, FG Populationsbiologie und Vegetationsökologie, Universität Innsbruck
Sonja Wipf, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Davos

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Beschreibung der Arbeit:

Der Klimawandel ist eine der entscheidenden Ursachen für die derzeit laufenden Veränderungen der Vegetation im Hochgebirge. Durch die steigenden Temperaturen können sich Pflanzen niedrigerer Höhenlagen immer weiter nach oben verbreiten, was zu einem Artenanstieg auf Gipfeln in ganz Europa führt. Die Zukunft der alpinen Biodiversität ist jedoch unklar: Szenarien reichen von hohen Aussterberaten bis zu guten Überlebenswahrscheinlichkeiten alpiner Arten in den vielen Nischen der Gebirge. Um die Konsequenzen realistisch abschätzen zu können, braucht es Langzeitbeobachtungsprojekte, wie GLORIA (Global Observation Research Initiative in Alpine Environment, www.gloria.ac.at). Innerhalb dieses weltweiten Netzwerks wird die Artenvielfalt auf Gipfeln unterschiedlicher Höhe alle 5-8 Jahre erhoben.
Das PhD-Projekt beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit zwei GLORIA-Gebieten in den Zentral- und Südalpen, von denen nun über 14 Jahre Vegetationsbeobachtungen vorliegen. Ziel der Arbeit ist es, die aktuellen Vegetationsveränderungen zu analysieren und die Konsequenzen für die vorkommenden Arten abzuschätzen. Dabei könnten Pflanzenmerkmale, wie Wuchshöhe, spezifische Blattfläche oder Fortpflanzungserfolg Auskunft über das Schicksal einer Art geben. Um die Migrationsprozesse der Arten im Hochgebirge besser verstehen und potentielle Einwanderer vorhersehen zu können, wird auch die Vegetation auf den Flanken unterhalb der Gipfel erhoben. Vergleiche mit anderen GLORIA Gebieten werden es ermöglichen, die Auswirkungen für den gesamten Alpenbogen abschätzen zu können.

Publikationen:

Vorträge und Poster auf Kongressen:

  • Nicklas, L., Mallaun, M., Unterluggauer, P. & Erschbamer, B. (2018): Alpine biodiversity in the Central and South Alps. Quo vadis? 18. Österreichische Botanik-Tagung, Klagenfurt, 19.-21.9.2018.
  • Nicklas, L., Mallaun, M., Unterluggauer, P., Walde, J. & Erschbamer, B. (2018): Trends in alpine biodiversity and microsite variability in the Central and South Alps. 48th Annual Meeting of the Ecological Society of Germany, Austria and Switzerland, Wien, 10.-14.9.2018.
  • Nicklas, L., Mallaun, M., Unterluggauer, P. & Erschbamer, B. (2018): Alpine biodiversity in the Central and South Alps. Quo vadis? 10. Tagung “Zoologische und botanische Forschung in Südtirol“, Bozen, Italien, 6.-7.9.2018.
  • Nicklas, L. & Erschbamer, B. (2017): Winners and losers of climate change in the Central and South Alps. Jahrestreffen des Arbeitskreises für Hochgebirge, Institut für Interdisziplinäre Gebirgsforschung, Universität Innsbruck, 2.-3.2.2018.
  • Nicklas, L. & Erschbamer, B. (2017): The Alpine pioneers of the Tyrolean Lech – Diversity and distribution of subalpine and alpine waterborne plants at Tyrolean floodplains. 15th International Alpine Workshop & 4th International River Conference Tagliamento 2017, Corino, Italy, 13.-20.5.2017
  • Nicklas, L., Mallaun, M., Unterluggauer, P., Walde, J. & Erschbamer, B. (2018): Are microsites essential for new colonizers at mountain summits? Annual Meeting of the International Association for Vegetation Science (IAVS), Bozeman, Montana, 22.-27.7.2018. Poster presented by Erschbamer, B.
  • Nicklas, L., Mallaun, M., Unterluggauer, P. & Erschbamer, B. (2018): Alpine biodiversity in the Central and South Alps. Quo vadis? POPBIO 2018, Innsbruck, 3.-5.5.2018
  • Nicklas, L., Mallaun, M. & Erschbamer, B. (2018): Welche Pflanzen gewinnen, welche verlieren? Lange Nacht der Forschung, Institut für Botanik, Innsbruck, 13.04.2018
  • Nicklas, L., Mallaun, M. & Erschbamer, B. (2017): Winners and losers of climate change in the Central Alps. 6th International Symposium for Research in Protected Areas, University of Salzburg, 2.-3.11.2017.
  • Nicklas, L., Mallaun, M. & Erschbamer, B. (2017): Winners and losers of climate change in the Central Alps. Workshop Long-Term Research in Mountain Areas, University Centre Obergurgl, 29.9.-3.10.2017
  • Nicklas, L. & Erschbamer, B. (2016): Alpine Pioniere an den Alluvionen des Tiroler Lechs – Verbreitungsmuster von Linaria alpina und anderen Alpenschwemmlingen. 17. Treffen der Österreichischen Botanikerinnen und Botaniker, Wien.





Dominik Kaplenig

Dominik Kaplenig

E-Mail: Dominik.Kaplenig@uibk.ac.at

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Adaptation and acclimation to alpine habitats viewed through anatomical and physiological traits of different populations of Arabidopsis arenosa

BetreuerInnen:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck
Ilse Kranner, FG Biochemie und Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Filip Kolář, RS Plant Ecological Genomics, Charles University of Prague

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Beschreibung der Arbeit:

Pflanzen, die im Hochgebirge wachsen, sind tagtäglich verschiedensten klimatischen Bedingungen ausgesetzt, wie zum Beispiel Extremtemperaturen, hohe Niederschläge und Windstärken. Diese und insbesondere die vorhergesagten Umweltveränderungen aufgrund des Klimawandels können für einige Pflanzen eine große Herausforderung darstellen. Pflanzen in hochalpinen Regionen benötigen daher funktionale und strukturelle Anpassungen, um die klimatischen Bedingungen in ihren Lebensräumen zu überleben. Es ist immer noch nicht vollständig geklärt, wie eine Veränderung von Umweltfaktoren zu Akklimatisierung und genetischen Anpassungen innerhalb der Pflanzen führt.
Jedoch ist bekannt, dass gerade diese Heterogenität in alpinen Habitaten einen Selektionsdruck auf die dort ansässigen Pflanzengesellschaften ausübt und zur Bildung neuer Ökotypen innerhalb einer Pflanzenart führen kann, wie es bei Arabidopsis arenosa (L.) der Fall ist.
Das Ziel dieser Studie ist es, anatomische, morphologische und physiologische Merkmale von alpinen und Tiefland-Ökotypen von A. arenosa zu messen, um sichere Merkmale für Akklimatisierung und genetische Adaption zu beschreiben. Besonderes Augenmerk wird auf die photosynthetische Leistung und ihre Reaktion auf Temperaturbelastungen (niedrige und hohe Temperaturen) gelegt.






Vera Margreiter

Vera Margreiter

E-Mail: Vera.Margreiter@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Keimung, Etablierung und phänotypische Plastizität von alpinen Arten

BetreuerInnen:
Brigitta Erschbamer, FG Populationsbiologie und Vegetationsökologie, Universität Innsbruck
Andrea Mondoni, Institut für Umweltwissenschaften, Universität Pavia

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Beschreibung der Arbeit:

Reaktionen von Pflanzen auf sich ändernde Umweltbedingungen sind schon seit einigen Jahren ein sehr interessantes Thema in der Gebirgsforschung und Pflanzenökologie. Für die Etablierung in neuen oder sich ändernden Bedingungen ist neben einer guten Keimung vor allem die Fähigkeit der Keimlinge sich zu behaupten notwendig, um eine Population zu begründen. Dabei ist auch eine hohe Plastizität hinsichtlich Wuchsform und rasche Anpassung an wechselnde Standortsbedingungen von Vorteil.
Im PhD-Projekt werden Ansaat-Experimente mit alpinen Pflanzensamen im Gelände entlang eines Höhengradienten (1) und im Botanischen Garten in Innsbruck (Common Garden Experiment, 2) durchgeführt, sowie die Keimung im Labor untersucht (3):

  1. Keimung und Überleben von Arten entlang eines Höhengradienten in den österreichischen Zentralalpen. Hier wurden neun alpine Arten zur Untersuchung gewählt, welche Kräuter, Gräser und Polsterpflanzen umfassen. Der Höhengradient erstreckt sich von 2000-2900 m Meereshöhe. Effekte der Konkurrenz bzw. der Förderung durch etablierte Pflanzen werden untersucht.
  2. Effekte der Herkunft auf Keimung und phänotypische Plastizität der Gattung Saxifraga
  3. Funktionelle Merkmale der Samen und Keimungsdynamik

Das PhD-Projekt ist Teil des "Alpine Seed Conservation and Research Programme”, einem Projekt das durch die "David and Claudia Harding Foundation, Royal Botanic Gardens, Kew" finanziert wird.

Publikationen:

Vorträge und Poster auf Kongressen:

  • Germination and survival of alpine species along an altitudinal gradient in the Central Alps. Populationsbiologie-Tagung POPBIO 2018, Innsbruck, 03.-05.05.2018
  • Beeinflusst der Klimawandel die Samenkeimung und das Wachstum der Pflanzen im Gebirge? Effekte von Schutzstellen, Konkurrenz & Lebensform. Lange Nacht der Forschung, Institut für Botanik, 13.04.2018
  • Germination, Establishment and Phenotypic Plasticity of Alpine Species. Jahresmeeting "Alpine Seed Conservation and Research Network", Frankreich, Gap, 23.-25.11.2017
  • Doktoratskolleg Seminar "Alpine Biology and Global Change": Germination, Establishment and Phenotypic Plasticity of alpine species. Doktoratskolleg, 6./8.11.2017, Innsbruck
  • Germination and survival of alpine species along an altitudinal gradient in the Central Alps. Workshop Long-Term Research in Mountain Areas, Obergurgl, 29.09.-03.10.2017
  • Germination and survival of alpine species along an altitudinal gradient in the Central Alps. Populationsbiologie-Tagung POPBIO 2017, Halle 18.-20.05.2017





Špela Pungaršek

Špela Pungaršek

E-Mail: Spela.Pungarsek@gmail.com

Titel der Dissertation:
Polyploidisation as an important evolutionary mechanism in Euphorbia, Knautia and Luzula

Betreuer:
Peter Schönswetter, FG Evolutionäre Systematik, Universität Innsbruck
Božo Frajman, FG Evolutionäre Systematik, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Polyploidy is one of the most important evolutionary pathways in flowering plants and has significantly contributed to their diversification and radiation. Recurrent formation of polyploids, (epi)genetic, transcriptomic and genomic changes as well as morphological, geographic and ecological divergence following polyploidisation are considered significant processes in the evolution of polyploids. Several ploidy levels can exist within some species and such intraspecific polyploids often have multiple origins.
Most recent studies have focused on the genetic and genomic attributes of polyploidy, but rarely on the ecological context. In my PhD I will address the following main questions connected to polyploid evolution in three different genera of flowering plants:

(1) How important was polyploidisation for diversification of Euphorbia subgenus Esula (Euphorbiaceae)?

(2) Is morphological and genetic variation reflecting current taxonomic diversity in Knautia (Caprifoliaceae) from the south-eastern Alps?

(3) How is polyploidisation and agmatopolyploidisation connected with genetic, morphological and ecological diversification in Eastern Alpine members of Luzula sect. Luzula (Juncaceae)?





Gregor Pichler

Gregor Pichler

E-Mail: Gregor.Pichler@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
The lichen symbiosis: Metabolites involved in lichenization

BetreuerInnen:
Ilse Kranner, FG Biochemie und Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Andreas Holzinger, FG Zellbiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Mauro Tretiach, RS Plant and Animal Ecophysiology, Universität Triest

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Beschreibung der Arbeit:

Flechten sind eine Symbiose zwischen einem Pilz ("Mykobiont") und einer (oder mehreren) Mikroalge(n) ("Photobiont") und können außerdem auch mit Hefepilzen sowie den verschiedensten Arten von Bakterien inter- und extrazellulär vergesellschaftet sein. Der komplexe Prozess der Flechtenbildung (Lichenisierung) zwischen Mykobiont und Photobiont ist jedoch noch weitgehend unerforscht. Eine überschaubare Anzahl an wissenschaftlichen Studien lassen jedoch vermuten, dass hierbei Phytohormone sowie auch einige andere wichtige Metabolite eine entscheidende Rolle spielen könnten. Mit umfangreichen, vorwiegend extrazellulären Phytohormon-Messungen und Metaboliten-Profiling an Myko- und Photobiont sowie den intakten Flechten und zusätzlichen Transkriptom-Analysen, soll dieses PhD-Projekt Aufschlüsse über die chemische Kommunikation und biochemischen Mechanismen der Lichenisierung aufzeigen.

Publikationen:





Andreas Bär

Andreas Bär

E-Mail: Andreas.Baer@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Auswirkungen von Waldbränden auf adulte und juvenile Bäume alpiner Waldökosysteme.

Betreuer:
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck
Walter Oberhuber, FG Dendroökologie und Baumphysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Durch den globalen Klimawandel und dadurch bedingte wärmere und trockenere Perioden ist auch im Alpenraum ein Anstieg der Häufigkeit und Intensität von Waldbränden zu verzeichnen. Zu vermehrten Brandaktivitäten in vormals ungefährdeten Ökosystemen führen insbesondere Trockenperioden im Frühjahr in Kombination mit schneearmen Wintern. Der Wissenstand über Auswirkungen von Bränden auf Bäume zentraleuropäische Wälder ist relativ gering, aufgrund der Bedeutung und Sensibilität alpiner Ökosysteme, vor allem unter Berücksichtigung der Schutzfunktion alpiner Wälder, jedoch von hoher Relevanz.
Im Rahmen der Dissertation sollen die Auswirkungen von Waldbränden auf ausgewachsene Bäume und Sämlinge heimischer Baumarten untersucht werden. Im Falle eines Waldbrandes übernehmen überlebende adulte Bäume eine wichtige Funktion zur Stabilisierung des Systems, während Sämlinge ausgefallene Bäume nach einem Waldbrand ersetzen und ihre Etablierung essentiell für eine erfolgreiche Wiederaufforstung ist. Untersuchungen zu Hitzeresistenz, Kronenschäden, Wachstum, Keimfähigkeit und Hydraulik sind an ausgewachsenen Bäumen bzw. Sämlingen geplant.
Ziel der Dissertation ist ein besseres Verständnis der kurz- und langfristigen Auswirkungen von Bränden auf heimische Forstbaumarten. In Anbetracht der zu erwartenden Änderungen des globalen und regionalen Klimas und der damit verbundenen Zunahme des Risikos von Waldbränden werden die zu erwartenden Ergebnisse nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch für ein zukünftiges nachthaltiges Management alpiner Wälder relevant sein.

Publikationen:





Matthias Stegner

Matthias Stegner

E-Mail: Matthias.Stegner@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Eis Management in pflanzlichen Geweben: Welchen Einfluss üben Zellwandeigenschaften auf biophysikalische Prozesse bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aus?

Betreuer:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck
Ursula Lütz-Meindl, Ultrastructure of plant cells and cellular stress, Universität Salzburg
Notburga Gierlinger, Biological materials on the nano and micro scale, BOKU Wien

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Beschreibung der Arbeit:

Das Auftreten von Frostereignissen ist maßgebend für das Überleben aber auch für die Produktivität und die geografische Verbreitung von Pflanzen. So gibt es im alpinen Raum Pflanzen, welche selbst im Sommerzustand frequent Frostereignissen ausgesetzt sind und im Stande sind Eis im Gewebe zu ertragen. Zu diesen gefriertoleranten Arten gehört beispielsweise der Gletscherhahnenfuß (Ranunculus glacialis). Führt ein einmaliges Auftreten von Frostereignissen schon zum Absterben von pflanzlichen Geweben spricht man von gefriersensitiven Arten – hierzu gehören viele Arten bekannter Kulturpflanzen, wie etwa die oberirdischen Organe der Kartoffel (Solanum tuberosum).
Welche Mechanismen jedoch nun für die Frosttoleranz von pflanzlichen Geweben verantwortlich sind und was letztlich zur zellulären Schädigung führt ist bisher schlecht verstanden.
Diesen Fragen wird in einem vom FWF geförderten Projekt auf die Spur gegangen. Entscheidende Rolle für die Frosttoleranz könnte dabei die Zellwand bzw. Eigenschaften dieser spielen. So werden sowohl chemische als auch strukturelle und ultrastrukturelle Eigenschaften von kontrastierenden Arten erfasst. Zusammen mit der psychrometrisch bestimmten Zellwandelastizität soll der Einfluss dieser Parameter auf die Dynamik und das Ausmaß der Gefriercythorrhyse diverser Mesophyllzellen untersucht werden. Um diese Befunde mit der Frosttoleranz pflanzlicher Organe in Beziehung zu setzen wird das Mikroklima in natürlichen Habitaten gemessen, um so die Frequenz und Intensität auftretender Fröste zu erfassen.

Dieses Projekt wird vom FWF (Projekt Nr. 30139-B32) finanziert.




Davide Gerna

Davide Gerna

E-Mail: Davide.Gerna@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Interactions between hormones, antioxidants, and reactive oxygen species during seed germination.

BetreuerInnen:
Ilse Kranner, FG Biochemie und Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Johanna Wagner, FG Reproduktionsbiologie, Universität Innsbruck
Andreas Börner, AG Ressourcengenetik und Reproduktion, Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

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Beschreibung der Arbeit:

Seeds are unique biological units as they contain the next plant generation in the form of the embryo, and represent a main food source for humans and livestock. Hence, seed quality and viability, which determine seed vigour, are key to agricultural productivity and food security. My research interests are in seed physiology, including redox and hormonal regulation of seed germination, their downstream effects on seed metabolism, and the biochemical bases of seed ageing. Furthermore, I am investigating the molecular signalling pathways (e.g., reactive oxygen species and plant hormones) in the interactions between seeds and bacteria, and their effects on seed germination and seedling growth. Our overall aim is to identify redox conversions and changes in metabolites that are crucial for seed viability and vigour, thus elucidating the molecular switchboards that control seed vigour.

Publikationen:





Marlies Außerlechner

Marlies Außerlechner

E-Mail: Marlies.Ausserlechner@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Archäobotanische Analysen von bronze- und eisenzeitlichen Brandopferplätzen in den subalpinen und alpinen Höhenstufen der Ostalpen

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck
Gerhard Tomedi, Fachbereich Ur- und Frühgeschichte, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Das Phänomen der Brandopferplätze kam mit Beginn der Bronzezeit zunächst in den Talböden der inneralpinen Regionen auf. Ab der Mittelbronzezeit verlagerten die damaligen Siedler Brandopferplätze auch in die subalpine und alpine Höhenstufe, wo einige über Jahrhunderte aufrechterhalten wurden. Im Mittelpunkt dieses PhD-Projekts stehen die verkohlten Pflanzenreste, die von den dort abgehaltenen sakralen und/oder profanen Feuerriten herrühren.
Die archäobotanischen Untersuchungen der Kulturschichten von vier hochalpinen Brandopferplätzen und einer Wohnstätte in den Zentralen Ostalpen umfassen karpologische Analysen und Analysen der Holzkohlenqualitäten.
Anhand dieser Studie sollen neue Erkenntnisse zur Entwicklung der bronze- und eisenzeitlichen Landnutzung in den Hochlagen, der Situation an der Waldgrenze, der Wirtschaftsweise und der Riten der Siedler im inneralpinen Raum gewonnen werden. Dazu müssen Fragen zur Ernährung, Lebensmittelversorgung, Holznutzung und Holzversorgung beantwortet werden. Außerdem wird das Ausmaß der menschlichen Aktivitäten in den inneralpinen Hochtälern evaluiert.
Diese Studie wird vom Vizerektorat für Forschung, Universität Innsbruck und von der Autonomen Provinz Bozen - Südtirol finanziell unterstützt.

Publikationen:

Vorträge und Poster auf Kongressen:

  • Außerlechner, M.; Putzer, A.; Steiner, H.; Oeggl, K.: Plant use and rites at burnt-offering sites in inner-alpine areas of Northern Italy during the Bronze and Iron Age. 18th Conference of the International Workgroup for Palaeoethnobotany (IWGP 2019), Lecce, Italien, 06.06.2019.
  • Außerlechner, M.; Putzer, A.; Oeggl, K.: Selektive Holznutzung an der Waldgrenze in der Bronzezeit? 10. Tagung Zoologische und botanische Forschung in Südtirol, Bozen, 07.09.2018.
  • Außerlechner, M.; Putzer, A.; Oeggl, K.: Bronze and Iron Age pit-fillings of high-alpine burnt offering sites. 14th Conference of Environmental Archaeology (CEA2018), Modena, 28.02.2018.
  • Außerlechner, M.; Oeggl, K.: Bronzezeitliche Pflanzenreste alpiner Brandopferplätze in Südtirol. 9. Tagung Zoologische und botanische Forschung in Südtirol, Bozen, 08.09.2016.
  • Außerlechner, M.; Oeggl, K.: Veränderungen des Kulturpflanzeninventars im Einzugsgebiet der Etsch (Südtirol) vom Neolithikum bis in die Eisenzeit. 10. HiMAT Milestone Meeting, Innsbruck, 06.11.2015.
  • Außerlechner, M.; Tecchiati, U.; Oeggl, K.: Neolithische Kultur- und Wildpflanzenfunde im mittleren Eisacktal. 9. HiMAT Milestone-Meeting, Klausen, 24.10.2014.
  • Außerlechner, M.: Karpologische Studien zur Subsistenz der neolithischen Siedlung Barbian, Eisacktal. Workshop FZ HiMAT 2014, Innsbruck, 24.02.2014
  • Außerlechner, M.; Tecchiati, U.; Oeggl, K.: Neolithische Kultur- und Wildpflanzen im mittleren Eisacktal / Neolithic crops and wild plants in the central Eisack Valley. 8. Tagung Zoologische und botanische Forschung in Südtirol, Bozen, 04.09.2014.
  • Außerlechner, M.: Die Pflanzengroßreste aus der neolithischen Siedlung in Barbian/Südtirol. 8. FZ HiMAT Milestone Meeting / 3. Milestone-Meeting der RITaK, Bischofshofen, 11.10.2013.

Projektfinanzierung:

  • Subsistence of an Iron Age Blacksmith in the Eastern Alps. The Plant Macro Remains of the Settlement "Piperbühel" (South Tyrol). Tiroler Wissenschaftsförderung (TWF), 2018–2020.
  • Doktoratsstipendien aus der Nachwuchsförderung der Leopold-Franzens-Universität Innsbruck – Vizerektorat für Forschung, 01.11.2016 –31.08.2017 und 01.10.2017-28.02.2018.

Akademische Auszeichnungen:

  • Award of the Society of Naturalists and Mathematicians of Modena – SNMM Award, 14th Conference of Environmental Archaeology 2018, Modena, 26.02. – 28.02.2018. (2018).
  • 1. Platz Nachwuchswettbewerb für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim 9. Milestone-Meeting des Forschungszentrums HiMAT, Klausen, 25.10.2014.





Siegfried Aigner

Siegfried Aigner

E-Mail: Siegfried.Aigner@uibk.ac.at

Titel der Dissertation:
Stress responses in phylogenetically distant green algae from extreme habitats: Ecophysiological and molecular adaption in free living green algae and isolated lichen photobionts.

BetreuerInnen:
Ilse Kranner, FG Biochemie und Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Andreas Holzinger, FG Zellbiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Ulf Karsten, Abt. Angewandte Ökologie und Phykologie, Universität Rostock

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Beschreibung der Arbeit:

Ich beschäftige mich seit 2009 mit Photosynthese-betreibenden weit verwandten Organismen aus Standorten mit extremen Umweltbedingungen (z.B. Hochgebirge). Hierzu zählen unter anderem freilebende Mikroalgen und isolierte Photobionten aus Flechten, wobei letztere eine Symbiose aus Pilz und Algen darstellen. Aero-terrestrische, freilebende und lichensierte Mikroalgen sind einer Vielzahl abiotischer Stressfaktoren ausgesetzt (u.a. UV-Licht, Austrocknung), wobei ich mich mit der molekularen Anpassung dieser Organismen (z.B. Induktion von UV-Schutzsubstanzen) auseinandersetze.

Publikationen:

Vorträge und Poster auf Kongressen

  • Ecophysiological and abiotic stress tolerance of aquatic, terrestrial and symbiotic Chlorella-(like) species. Aigner, S., Glaser, K., Holzinger, A., Kranner, I. & U. Karsten. Talk at the 17th Scientific conference of the Phycology Section of the German Botanical Society 2018, 11th- 14th March, Berchtesgaden/Germany
  • Zygnema sp. from arctic and alpine terrestrial habitats: adaptations to simulated UV radiation investigated by a physiological and metabolomics approach. Pichrtová, M., Albert, A., Uhl, J., Aigner, S. & A. Holzinger. Poster at the 11th International phycological congress 2017, 13th–19nd Aug, Szczecin/Poland
  • Photosynthetic performances and related UV-photoprotectants from epilithic stream algae of the genus Chamaesiphon. Aigner, S., Herburger, K., Holzinger, A. & E. Rott. Poster at the 20th Cyanophyte/Cyanobacteria research symposium 2016, 28th Aug–2nd Sep, Innsbruck/Austria
  • Pseudoscytonema sp., a calcite-precipitating macroscopic niche-forming cyanobacterium from a seepage spring in the Alps. Aigner, S., Herburger, K., Rott, E. & A. Holzinger. Poster at the 20th Cyanophyte/Cyanobacteria research symposium 2016, 28th Aug–2nd Sep, Innsbruck/Austria
  • Ecophysiological characterization and photoacclimation of the freshwater red alga Batrachospermum turfosum Bory. Aigner, S., Arc, E., Holzinger, A., Karsten, U. & I. Kranner. Talk at the 57th annual meeting of the Czech phycological society 2016, 19th-21st Sep, Prague/Czech Republic
  • Ecophysiological characterization and photoacclimation of the freshwater red alga Batrachospermum turfosum Bory. Aigner, S., Arc, E., Holzinger, A., Karsten, U. & I. Kranner. Talk at the 21st ATSPB meeting 2016, 26th-28th May, Berchtesgaden/Germany
  • Ecophysiological characterization and photoacclimation of the freshwater red alga Batrachospermum turfosum Bory. Aigner, S., Arc, E., Holzinger, A., Karsten, U. & I. Kranner. Talk at the 16th Scientific conference of the Phycology Section of the German Botanical Society 2016, 6th- 9th March, Leipzig/Germany
  • Ecophysiological characterization and metabolic stress response of the freshwater red alga Batrachospermum turfosum Bory (Rhodophyta, Florideophyceae) to enhanced UV-A and UV-AB irradiation highlight activation of ancient photoprotective mechanisms. Aigner, S., Arc, E., Holzinger, A., Karsten, U. & I. Kranner. Talk at the FBFW meeting 2015, 15th-17th April, Mondsee/Austria
  • Accumulation of unusual phenolic compounds in the purple coloured green alga Zygogonium ericetorum (Zygnematophyceae, Streptophyta) from a high alpine habitat. Aigner, S., Remias, D., Stuppner, H. & A. Holzinger. Poster at ATSPB meeting 2012, 7th-10th June, Lienz/Austria
  • Isolierung und Charakterisierung eines UV–Schutzpigmentes aus der Eisalge Mesotaenium berggrenii. Aigner, S., Remias, D., Schwaiger, S., Stuppner & C. Lütz. Poster at ATSPB meeting 2010, 3rd-5th June, Illmitz/Austria





Alumni seit 2006

Die folgenden Alumni haben ihre Dissertation am Institut für Botanik abgeschlossen:

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Clara Bertel

Titel der Dissertation:
Natural selection drives parallel morphological, anatomical and ecophysiological divergence in the mountain plant Heliosperma pusillum s.l.

Betreuer:
Peter Schönswetter, FG Evolutionäre Systematik, Universität Innsbruck



Klaus Herburger

Titel der Dissertation:
Algal cell walls: relevance for the success of charophytes on land

BetreuerInnen:
Andreas Holzinger, FG Zellbiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck
Ilse Kranner, FG Biochemie und Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Charophytische Grünalgen (CGA) besiedelten terrestrische Lebensräume und leiteten damit die Evolution der Embryophyten ein, die entscheidende Anpassungen ihrer Vorfahren erbten. Dazu gehört eine aus Polysacchariden aufgebaute Zellwand. Heute besiedeln früh (Klebsormidiophyceae) und spät (Zygnematophyceae) evolvierte CGA terrestrische Lebensräume auf der ganzen Welt, wobei der Beitrag ihrer Zellwände zum Überleben an Land bisher wenig Aufmerksamkeit erhielt. Die vorliegende Doktorarbeit zeigt, dass filamentöse terrestrische CGA ihre Zellwände als Reaktion auf abiotischen Stress und/oder das zelluläre Entwicklungsstadium (z.B. während der Pre-Akineten- oder Aplanosporen-Bildung) verändern. Trockenstress induzierte den Einbau von Callose (1->3-β-glucan) in undulierende Querzellwände von Klebsormidium, was dabei hilft, strukturelle Schäden trotz zellulärem Wasserverlust zu minimieren und eine hohe Photosyntheseleistung aufrecht zu erhalten. Zygnema verfolgt eine andere Strategie: Durch die Bildung von Pre-Akineten erhöht sich die Resistenz gegenüber Trockenstress. Pre-Akineten zeichnen sich durch eine veränderte zelluläre Ultrastruktur und Zellwand-Zusammensetzung aus. Dazu gehört ein erhöhter Pektin-Anteil, der die Wasserhaltefähigkeit der Zellen und damit die Resistenz gegenüber Wasserknappheit erhöht. Sowohl Klebsormidium als auch Zygnema modifizieren ihr komplexes Hemicellulose-Netzwerk durch Transglycosylierungen in bestimmten Zellwandbereichen. Im Gegensatz dazu weisen alte dickwandige Zellen und Pre-Akineten diese Enzymaktivitäten nicht auf, was die verringerte metabolische Aktivität von Pre-Akineten und ihre Rolle als Dauerzellen unterstreicht. Als weitere Anpassung an terrestrische Lebensräume wurde die Ausbildung von Aplanosporen in der filamentösen CGA Zygogonium ericetorum identifiziert, die häufig in sauren Böden mit erhöhtem Eisen- und Aluminium-Gehalt vorkommt. Die Bildung von Aplanosporen ermöglicht das Entfernen von potentiell schädlichem Eisen aus dem Protoplast. Durch das Keimen der Aplanosporen innerhalb der ursprünglichen Zellwand können Filamente trotz erhöhter Aluminium-Konzentrationen in der Zellwand und im Habitat wachsen.




Barbara Viehweider

Titel der Dissertation:
The Impact of prehistoric and historic mining activities on the vegetation in the Kitzbühel region

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Der Naturraum wird seit jeher vom Menschen beeinflusst, sei es durch Siedlungstätigkeit, Landwirtschaft und auch durch Bergbauaktivitäten. Diese Eingriffe in den Naturraum können zu nachhaltigen ökologischen Veränderungen in der Vegetation des betroffenen Gebietes führen. Die hier vorgestellte Studie beschäftigt sich mit den Folgen des prähistorischen und historischen Bergbaus in Kitzbühel (Nordtirol) auf die Umwelt und den Auswirkungen der damit verbundenen Subsistenzwirtschaft auf die Vegetation. Dabei spielt die Rekonstruktion der vergangenen Vegetation und deren Veränderungen im Laufe der Zeit eine essentielle Rolle. Ziel ist es, mittels Pollenanalyse die Auswirkungen einzelner Bergbau-Aktivitäten (Abbau, Aufbereitung und Verhüttung), sowie damit verbundene Siedlungs- bzw. landwirtschaftliche Aktivitäten auf die lokale Vegetation zu erheben. Um Vegetationsveränderungen mit Bergbautätigkeiten in Verbindung zu setzen, werden zusätzlich zu den Pollenanalysen aus Moorbohrkernen auch Proben für Schwermetallanalysen gezogen. Für das gesamte Untersuchungsgebiet im Raum Kitzbühel wurden insgesamt drei Moore untersucht. Das erste Moor „Rauber“ befindet sich in unmittelbarer Nähe zum prähistorischen Abbaugebiet auf der Kelchalm in 1754 m NN. Die zweite Lokalität „Untermoosberg“ liegt auf dem Talboden (858 m NN) in der Nähe von prähistorischen Erzaufbereitungs- und Verhüttungsplätzen in Jochberg. Das dritte Moor „Bichlach“ liegt am Gieringer Weiher (790 m NN) östlich der Stadt Kitzbühel am Lebenberg und evaluiert die Auswirkung von Landwirtschaft und Siedlungstätigkeit in Zusammenhang mit Bergbau.
Insgesamt können drei Phasen intensiver menschlicher Tätigkeit definiert werden. Ein erster drastischer Eingriff des Menschen in die Umwelt mit Auswirkungen auf die lokale Vegetation vollzieht sich in der Bronzezeit (ca. 1600-800 BCE). In weiterer Folge gehen die Kurven der anthropogenen Zeiger während der Eisenzeit zurück. Erst in der ausgehenden Latènezeit (ca. 200 BCE) beginnt eine zweite Phase intensiven menschlichen Einflusses auf die Vegetation mit Getreideanbau und Viehzucht. Diese Phase dauert bis in die mittlere Römische Kaiserzeit (ca. 160CE). Eine weitere Nutzungsintensivierung ereignet sich im Hochmittelalter (ca. 973CE). Hier steigen die Zeiger für Weide und Siedlungstätigkeit, sowie die Werte der Kulturpflanzen nochmals auf teilweise über 2 % an. Diese anthropogene Phase und Nutzung der Landschaft hält bis heute an. Die Phasen intensiver menschlicher Tätigkeit verlaufen in den drei analysierten Mooren relativ synchron. Die anthropogene Phase in der Bronzezeit und jene im Spätmittelalter bzw. in der frühen Neuzeit sind von Bergbauaktivitäten im Raum Kitzbühel geprägt. Dies wird durch die geochemischen Analysen der Torfe belegt und mit archäologischen Befunden sowie historischen Quellen validiert.




Andrea Ganthaler

Titel der Dissertation:
Infection of Norway spruce by the fungal pathogen Chrysomyxa rhododendri: analysis of infection dynamics, resistance mechanisms and implications for subalpine forests

Betreuer:
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Der globale Klimawandel stellt große Herausforderungen an eine nachhaltige Bewirtschaftung unserer heimischen Bergwälder. Besonders hinsichtlich der zunehmenden Schädlingsprobleme bedarf es umfassender wissenschaftlicher Untersuchungen und neuer innovativer Lösungsansätze. In der vorliegenden Dissertation wurden Infektionen der Fichte durch Fichtennadelrost untersucht. Der Schadpilz ist ein weit verbreiteter Forstschädling im Bereich der Hochlagenwälder und führt aufgrund steigender Infektionsraten zu zunehmenden Problemen bei Naturverjüngung und Aufforstung.
Die Untersuchungen umfassten eine Analyse der Infektionsdynamik (Verbreitung der Sporen, Einfluss von Wetterfaktoren, Koordination mit Austriebsverhalten der Fichte und Bestimmung des Infektionszeitraums), der Abwehr- und Resistenzmechanismen der Fichte (phenolische Nadelinhaltstoffe und genetische Grundlagen), der negativen Auswirkungen von Infektionen auf betroffene Waldbestände (hinsichtlich Photosynthese, Wachstum und Verjüngung) sowie die Etablierung einer Fichten-Population mit erhöhter Resistenz (vegetative Vermehrung natürlich vorkommender resistenter Individuen).
Die Ergebnisse zeigen eine gute Anpassung des Schädlings an den Nadelaustrieb der Fichte im Frühjahr, eine kurze Infektionsperiode von drei Wochen sowie einen starken Einfluss von Wetterfaktoren auf den Sporenflug. Resistente Bäume zeichnen sich durch ein abweichendes Nadelinhaltstoff-Muster sowie einer schnellen Stoffwechselaktivierung nach Infektionen aus, wobei die Akkumulation von Phenolen wiederum genetisch kontrolliert wird. Vegetative Vermehrung in Kombination mit Infektionstests ermöglicht die Etablierung einer resistenten Population. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für ein besseres Verständnis der Schädlings-Wirt-Interaktion und die Entwicklung von nachhaltigen Anpassungsstrategien der Forstwirtschaft.




Margot Kaufmann

Titel der Dissertation:
Gesteinsflechtengesellschaften im Arlberggebiet (Vorarlberg/ Tirol, Österreich)

Betreuer:
Georg Gärtner, FG Evolutionäre Systematik, Universität Innsbruck
Roman Türk, Universität Salzburg

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Beschreibung der Arbeit:

Im Arlberggebiet bietet sich an der Grenze von Altkristallin und Kalkalpen die Möglichkeit, die vier Hauptklassen der Gesteine, die für gesteinsflechtensoziologische Erhebungen relevant sind, auf ihren Flechtenvegetationstyp hin zu untersuchen. Von den 527 im Untersuchungsgebiet durchgeführten flechtensoziologischen Aufnahmen konnten 387 Einzelaufnahmen den 61 von der Verfasserin im Gebiet neu ausgewiesenen Gesteinsflechtenassoziationen zugewiesen werden. Jene Gesellschaften (29 Silikat-, 12 Silikatintermediärgesteins-Flechtenassoziationen, auch 3 Mischformen von Silikatintermediär- und Karbonatintermediär-; 6 Karbonatintermediär- und 11 Karbonatgesteinsflechtenassoziationen) sind grundsätzlich bereits aus der Literatur bekannt gewesen, mußten jedoch manchmal in der Syntaxonomie modifiziert werden (Band 1). Für jede einzelne saxicole Flechtenart (782 Taxa und flechtenbewohnende Pilze, und zusätzlich auch 133 Moosarten wurden nachgewiesen) wurde die Vergesellschaftung im Gebiet, ihr diagnostischer Wert sowie ihr hierarchischer Rang im Literaturvergleich beleuchtet (Band 2).




Benjamin Dietre

Titel der Dissertation:
10.000 years of climate and settlement dynamics in the Sivretta mountain massif between Paznaun valley (Austria) and the Lower Engadin (Switzerland)

Betreuer:
Jean Nicolas Haas, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck
Didier Galop, Université Toulouse II Jean Jaurès

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Beschreibung der Arbeit:

Um die Mechanismen des heutigen Klimawandels zu verstehen und zukünftige Klima-Szenarien zu simulieren, braucht es ein detailliertes Wissen über vergangene Klimaänderungen. Das holozäne Klima und die prähistorische, anthropogene Nutzung der Landschaft hatten einen großen Einfluss auf die vergangene Vegetationszusammensetzung und -entwicklung und führten schlussendlich zur heutigen Kulturlandschaft Europas. Hochalpine Ökosysteme wie in den Alpen Europas sind deshalb ein ideales Forschungsfeld. Mit den Methoden der Palynologie lassen sich vergangene Floren- und Vegetationsveränderungen rekonstruieren, und so die möglichen Ursachen eruieren. In Kombination mit archäologischen Ergebnissen lässt sich der Einfluss des Menschen und dessen Haustiere an Hand von palynologischen Resultaten quantifizieren. In der vorliegenden Arbeit wurden die Standardmethoden der Palynologie zusammen mit der Analyse mikroskopischer Holzkohle und von Extrafossilien (engl. non-pollen palynomorphs) an vier Torf-Stratigraphien an Hand eines Nord-Süd-Transektes durch das Silvretta-Gebirgsmassiv und dem Unterengandin in der Schweiz angewendet. Seit 2007 wurden in diesem Gebiet mehr als 200 archäologische Fundstellen oberhalb von 1800 m ü. M. gefunden und untersucht. Die erste menschliche Präsenz konnte dabei für die Mittelsteinzeit für die Zeit vor ca. 11500 Jahren nachgewiesen werden.
Die in den vier untersuchten Mooren erarbeiteten palynologischen Resultate decken den Zeitraum der letzten 10450 Jahre ab, und wurden in der Form von vier Artikeln in wissenschaftlichen Zeitschriften publiziert bzw. eingereicht. Die Ergebnisse wurden zudem mit den archäologischen Erkenntnissen aus der Region, sowie mit Proxy-Daten aus den Gebieten der Makrofossilanalyse, der Dendrochronologie, Pedologie sowie der Röntgenfluoreszenzanalyse verglichen. Alle diese Methoden tragen zur Rekonstruktion der holozänen Waldgrenze in den Silvretta-Alpenbei, wie zum Beispiel im Hinblick auf die Herabsetzung der Waldgrenze von 2300 auf 2150 m ü. M. vor ca. 4200 Jahren. Weitere wichtige, und klimabedingte Wechsel in der Vegetationszusammensetzung wurden für die globale Kältephase vor 8200 Jahre, für die v.a. im Mittelmeerraum nachweisbare, trocken-kalte Periode vor ca. 4200 Jahren, und für die kalt-feuchte Zeit um vor ca. 2800 Jahren nachgewiesen, letztere wohl bewirkt durch eine Reduktion der solaren Aktivität. Erste weidewirtschaftlichen Aktivitäten datieren möglicherweise zurück in die Jungsteinzeit (vor 6200 bis 4900 Jahren), wurden jedoch ab der Frühbronzezeit (vor 4200 bis 3800 Jahren)stark intensiviert. Mit größter Wahrscheinlichkeit war die prähistorische Landwirtschaft im Unterengandin sowie die Weidewirtschaft in den Höhenlagen des Silvretta-Gebirgsmassivsauf die Anwendung von Feuer zur Öffnung der dichten Wälder angewiesen. Eine weiter Intensivierung der Weidewirtschaft ist während der Eisenzeit um ca. 600 v. Chr. festzustellen. Während der Römerzeit und der Frühbronzezeit war die Silvretta-Gegend hingegen weniger stark beweidet, dies möglicherweise im Zusammenhang mit der Klimaverschlechterung des sogenannten „Bond-Event-1“. Andererseits hat die mittelalterliche Wärmezeit die Etablierung der heutigen neuzeitlichen Kulturlandschaft und der heutigen Weidewirtschaft erlaubt, selbst wenn die Kaltphase der sogenannten Kleinen Eiszeit (von ca. 1350–1850 n. Chr.) negative Effekte auf den Kulturpflanzenanbau gehabt haben dürfte.




Markus Nolf

Titel der Dissertation:
Coordination of hydraulic parameters in trees, shrubs, and herbaceous species, studied with acoustic and hydraulic methods

BetreuerInnen:
Silvia Kikuta, Institut für Botanik, Universität für Bodenkultur Wien
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
Terrestrial plants face a multitude of physiological and ecological trade-offs, and require a compromise between hydraulic efficiency and safety in the water transport system, as well as a balance between gas exchange for photosynthesis and water loss. To survive in dry conditions, plants can adjust their hydraulic vulnerability to some degree, e.g. via anatomical modification, conservative stomatal regulation, or efficient repair mechanisms. However, our knowledge of the water transport system is strongly focussed on trees of temperate ecosystems, and few studies about the vulnerability of plants to drought explore the effect of within-plant coordination in hydraulic parameters.
In this PhD thesis, I studied the vulnerability to drought in trees, shrubs, and herbaceous species using hydraulic and acoustic methods, and examined its coordination with related parameters such as stomatal regulation and cellular adjustments across species, across conspecific populations, and within plants. Measurements were made in forests, meadows, and at the alpine timberline in Austria, and in tropical and temperate biomes in Australia. I also aimed to optimise acoustic emission analysis, and compared the obtained results with hydraulic reference measurements. In further experiments, I investigated the timing of important physiological events such as stomatal closure and cavitation during drought, patterns of acoustic emissions during freeze-thaw-cycles at the alpine timberline, and within-species acclimation to drought stress in an invasive species.
Based on methodical aspects of conducted studies, a novel acoustic parameter for efficient assessment of xylem hydraulic vulnerability using acoustic emission analysis was proposed, and new hydraulic data was collected for three plant groups (tropical trees, woody shrubs, and herbaceous species) that are significantly under-represented in the literature. While woody species (trees, shrubs) were similar in their hydraulic parameters, small herbs differed considerably regarding their hydraulic vulnerability and adaptation to drought stress. We showed that internal coordination helps protect plants from drought-induced hydraulic failure at moderate drought levels, and that leaves protect the more vital stems when drought further increases. These patterns and hydraulic strategies were also observed in studied trees at the timberline, an invasive herbaceous species, and in trees of temperate Australia.
Overall, this study demonstrated that drought stress is a fundamental, shaping factor for terrestrial plants, regardless of growth form. Hydraulic vulnerability and stomatal regulation are two main parameters of drought resistance, and are therefore useful characteristics to evaluate and compare the drought resistance of plants.




Roman Schuster

Titel der Dissertation:
Drought sensitivity of co-occurring conifers within a dry inner Alpine environment: a dendroclimatological and ecophysiological approach

BetreuerInnen:
Gerhard Wieser, Fachbereich Waldgrenzenökophysiologie, Bundesforschungszentrum für Wald
Katarina Cufar, Department of Wood Science and Technology, University of Ljubljana Walter Oberhuber, FG Dendroökologie und Baumphysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
Computer models of global climate change predict a significant warming during next decades, changes in seasonal precipitation pattern and an increase in both the frequency and intensity of severe droughts in the future (Klein Tank & Können 2003, Beniston 2004). Even if precipitation amounts increase slightly, conditions may become drier because higher temperatures lead to increased potential evapotranspiration. Mantgem et al. (2009) reported that climate warming and consequent drought stress most likely contributed to rapid increase in tree mortality rates in coniferous forests of the western United States in recent decades. Drought triggers both, temporary declines and the mortality of susceptible or less competitive species in temperate forests (Innes 1998, Bigler et al. 2006). In the lowaltitude forests of Valais, which is an inner Alpine dry valley situated in Switzerland, a species-specific seasonal differentiation of radial growth response of Pinus sylvestris and Quercus pubescens to moisture availability was reported (Weber et al. 2007). Battipaglia et al. (2008) and Bouriaud & Popa (2009) also found a clear difference in the response pattern to drought between co-occurring coniferous species (Picea abies, Abies alba, Pinus sylvestris) at a dry site in Southern Italy and in the Eastern Carpathian mountains, respectively. Furthermore, it has to be noted that in the Alpine area climate warming in the 20th-century was 2-3 times greater than the global average (Jungo and Beniston, 2001). These and several other studies (see Bréda et al. 2006) indicate species-specific drought resistance, which will effect the development of forest ecosystems under a changing climate regime by changing species composition and inducing shifts in forest distribution.
Radial growth indices are known to be valuable long-term measures of overall tree vigor (e.g., Le Blanc 1990, Bigler & Bugmann 2006, Dobbertin 2005) and dendroclimatological methods are frequently applied to identify the climatic factors most closely associated with variations in tree-ring parameters (e.g., Fritts 1976, Hughes 2002). Based on several dendroclimatological studies conducted within dry inner Alpine valleys it is well established that radial growth of trees is primarily limited by spring precipitation (e.g., Oberhuber et al. 1998, Rigling et al. 2002) and severe drought during the growing season results in longlasting growth reductions and increased tree mortality (e.g., Oberhuber 2001, Rebetez & Dobbertin 2004, Bigler et al. 2006). Previous and preliminary dendroclimatological studies on growthclimate relationships of major coniferous forest tree species in the Alps (Pinus sylvestris, Picea abies and Larix decidua) also indicate different growth response of these species to climate variables and climate extremes at sites situated within dry inner Alpine valleys (Pichler & Oberhuber 2007).
Radial growth depends on a continuous supply of carbohydrates for cambial activity and on tree water status as a controlling factor for the metabolism of the whole tree. Tree water deficit causes stomata to close and thus photosynthetic uptake of carbon to diminish. Carbon starvation follows due to continued demand for carbohydrates to maintain metabolism (cf. e.g., Pederson 1998, Ogle 4 et al. 2000, Güneralp & Gertner 2007). On the other hand, the inhibition of cambial cell division and cell expansion of tracheids with the loss of cell turgor during drought is a well known phenomenon (e.g. Kramer 1983, Savidge 2000, Rossi et al. 2009). Species-specific differences in stomatal regulation of water status exist labeled isohydric and anisohydric regulation (Quero et al. 2011). Several hypotheses on mechanisms of drought-related tree mortality have been put forward, which were related to both, a negative carbon balance (carbon starvation hypothesis) and/or hydraulic failure, besides biotic agent demographics (for a review see McDowell et al. 2008).
To identify species-specific differences in growthclimate relationships and physiological response to drought, we analysed mixed species stands, because topography and local edaphic conditions have frequently been shown to modulate tree response to climate (e.g., Orwig & Abrams 1997, Oberhuber & Kofler 2000, Fekedulegn et al. 2003, Pallardy 2008). Within the dry inner Alpine valley of the Inn river (Tyrol, Austria) mixed stands of Picea abies, Pinus sylvestris and Larix decidua are developed, which provide the rare opportunity to compare drought sensitivity of three major coniferous species in the Austrian Alps under similar site and climate conditions.




Karin Pall

Titel der Dissertation:
Ecological quality assessment of lakes by use of aquatic macrophytes

Betreuer:
Eugen Rott, FG Hydrobotanik, Universität Innsbruck
Seppo Hellsten, Finnish Environment Institute

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Beschreibung der Arbeit:

Die Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union (WRRL) erfordert die Beurteilung von Gewässern auf Basis der in ihnen lebenden Organismen. Einführend wird ein Überblick über die historische und aktuelle Verwendung von Makrophyten als Bioindikatoren gegeben. Der Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation lag auf der Entwicklung eines Makrophyten-basieren, WRRL-konformen Bewertungssystems für österreichische Seen. Das multi-metrische System erlaubt nicht nur die Beurteilung von Eutrophierungs- und Reoligotrophierungs-Prozessen, sondern liefert auch Hinweise auf Beeinträchtigungen durch Uferverbau, anthropogen verstärktes Wellenaufkommen und künstliche Wasserstandsschwankungen. Um die Vergleichbarkeit der mittels solcher Systeme erzielten Bewertungsergebnisse über ganz Europa sicherzustellen, ist in der WRRL eine sog. Interkalibrierung vorgeschrieben. In der Alpinen Interkalibrierungs-Gruppe (Alpine-GIG) für das Qualitätselement Makrophyten in Seen, die von der Autorin geleitet wurde, konnten die Bewertungssysteme aus Österreich, Frankreich, Deutschland, Italien und Slowenien harmonisiert werden, so dass letztlich eine gute Übereinstimmung der Bewertungen resultierte.
Im Zuge der zahlreichen Seenuntersuchungen wurde erstmals in Österreich Najas flexilis gefunden. Dieser Fund ist hochrelevant, da die Art in Europa vom Aussterben bedroht ist. Sie steht daher nach der Berner Konvention unter Schutz und ist in den Anhängen II und IV der FFH-Richtlinie gelistet.Für die Erfordernisse der WRRL wurde eine neue Kartierungsmethode für große Seen entwickelt. Weiters erfolgte eine Makrophyten-basierte Typisierung aller österreichischen WRRL-relevanten Seen. Letztlich wird am Beispiel des ersten detailliert untersuchten Sees in Österreich (Attersee; Pall, 1994) die Anwendung verschiedener Indizes vorgestellt.




Manuel Pramsohler

Titel der Dissertation:
Causes of winter injury to apple trees in South Tyrol (Northern Italy)

BetreuerInnen:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck
Karen Tanino, College of Agriculture and Bioresources, University of Saskatchewan

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Beschreibung der Arbeit:
Frost is an economically important factor for the cultivation of apple trees in many regions of the world. Also in fruit growing areas in South Tyrol (Northern Italy) during the last two decades severe winter injury to apple trees repeatedly occurred, however the underlying causes are still unknown. Frost damage and critical winter desiccation were considered to be possible abiotic causes for winter injury to apple trees and were both studied in seasonal courses including three winter periods.
Frost resistance of different tissues was determined by controlled freezing tests and compared to frost survival of trees in the field after artificial and natural frosts. Up to now there is only little evidence how plants freeze in the field. In apple trees non-lethal xylem freezing under naturally winter conditions did not change seasonally. However, it took place at significantly higher temperatures (about 3 K) than usually observed in detached twigs investigated in laboratory experiments. Whole tree freezing started either from the peripheral twigs, or in case of soil frost and diurnally thawed stems, from the stem base. The frost damage pattern of xylem parenchyma cells (XPCs) was determined and could be related to the already known frost damage pattern in apple twigs (blackheart injury). Apple twigs showed a high regeneration capacity after frost damage to XPCs, as they were able to recuperate even after a severe frost damage to XPCs of up to 60%.
Infrared video thermography was used to proof that dormant terminal apple buds do not perform deep supercooling. In contrast, in buds after bud break supercooling could be demonstrated to occur, which has not been shown before. A decrease of the osmotic water potential of the bud primordial tissue, caused by water movement out of the bud primordial tissue, was measured upon freezing.
The results obtained in the present study corroborate by the use of new methods, that dormant apple buds show extra-organ freezing but do not deep supercool. In apple bark tissue the occurrence of dehydration and osmotic adjustment during winter was shown. In terminal buds dehydration during winter was less pronounced and osmotic adjustments were not significant. An osmotic gradient between bud and bark tissue was determined and indicated that the bud meristems are isolated from the bark tissue during winter, as they otherwise should get dehydrated. The results indicate that the determination of osmotic water potentials of tissue press saps can be a reliable method to assess tissue dehydration in deciduous trees during winter. The determination of seasonal changes of xylem sap pH showed that xylem sap alkalinisation took place from autumn till midwinter, and that re-acidification was recorded always concomitant to the phenological stage 'tight cluster' after bud break. Environmental temperatures did not show a significant effect on the xylem sap pH changes. During midwinter measurement of frost resistance indicated that aboveground tissues are not at risk to get frost damaged. However, during the periods of frost hardening and frost dehardening in autumn and spring, which in apple is mainly driven by actual temperature conditions, trees may be at a potential risk of frost damage. In particular, bud frost resistance might be insufficient for protection from frost damage. On apple trees showing winter injury in the field, it has been demonstrated that damaged trees had a damaged fine root system. The same injury symptom could be reproduced by artificially inducing frost damage to the roots.
Therefore, it is concluded that frost damage to the fine root system might be an important factor for the observed winter injury occurring to apple trees in the growing area.




Anoma Dongsansuk

Titel der Dissertation:
Photosynthesis of plants from different biomes- temperature dependency and thermal limits of photosynthetic light reactions

BetreuerInnen:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck
Loretta Gratani, Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome



Daniela Festi

Titel der Dissertation:
Palynological reconstruction of the onset and development of alpine pasture in the Eastern Alps since the Neolithic

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck
Didier Galop, Université Toulouse II Jean Jaurès

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Beschreibung der Arbeit:
This Doctoral thesis presents the palaeoecological results obtained in the frame of a multidisciplinary study performed in the habitat of the Neolithic Iceman "Ötzi". Aim of study was the reconstruction of the former environmental and climatic situation, as well as of the land use characterizing the area since the Iceman's time.
Land use changes deal in particular with agricultural practices and the onset of transhumance and alpine summer farming. The charred macroremains and animal bones recovered at the Copper Age valley settlement of Latsch document that the valley was occupied by an agro-pastoral society based on the cultivation of cereals and legumes, and on the rearing of caprines. The most important cereals consumed at Latsch were Hordeum vulgare (hulled barley), Triticum monococcum (einkorn), T. dicoccum (emmer). Pisum sativum (pea) was the only protein rich plant recovered at the site. Macro charcoal analyses revealed that the vegetation in the valley the south facing slope was characterizes by a mixed pine and oak forest while the north facing slope was covered by a spruce forest. Pollen analyses performed at Lake Vernagt indicate that a Picea (spruce) and Pinus (pine) forest grew in the montane zone, while according to the subalpine pollen diagrams elaborated for the Schwarzboden, Laguan and Penaud mires, the timberline was formed by Larix (larch) and Pinus cembra (arolla pine). In order to reconstruct the development of ancient pasture activities in the study area, a set of pasture indicators has been created using modern pollen analogue technique. This calibration set was applied to all four pollen diagrams leading to the reconstruction of the local onset of alpine pasture. The results indicate that in the Ötztal Alps vertical transhumance and alpine summer farming started at the earliest during the Middle Bronze Age (1600-1350 cal BC).




Anton Stefan Schwarz

Titel der Dissertation:
Subsistence strategies in prehistoric and historic mining areas of the Eastern Alps

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck
Thomas Ludemann, Geobotanik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

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Beschreibung der Arbeit:
This archaeobotanical doctoral thesis enlightens the supply of three settlements in the Eastern Alps (Tyrol, Austria) with agricultural products and wood from the Late Neolithic until the Late Bronze Age. The study sites have different archaeological backgrounds, but all of them are connected with prehistoric copper processing. The first site 'Kiechlberg' is a settlement with copper smelting artefacts and refers to the invention phase of experimental copper metallurgy during Late Neolithic. The second site 'Mauken' is a well operating, organised and remote smelting area of the Middle/Late Bronze Age. Finally the third location examines the Bronze Age inner Alpine settlement chamber 'Montafon'. From all sites, dry soil samples were taken and both diaspores and charcoal was analysed according to standard methods.
Recovered charred plant remains allowed - at least partially - the reconstruction of the vegetative part of husbandry. The Bronze Age settlements refer with abundant remains of hulled barley (Hordeum vulgare), emmer (Triticum dicoccum), spelt (T. spelta) but also cultivated peas (Pisum sativum) and gathered wild plants such as hazelnuts (Corylus avellana), acorns (Quercus), rowan (Sorbus), elder (Sambucus), raspberries (Rubus idaeus, R. fruticosus) and sloe (Prunus spinosa) to a balanced diet. Furthermore, the results of charcoal analyses provide information about the use of wood and timber supply. The charcoal spectra reflect the composition of the woodland and document the human impact on the vegetation in the surroundings of the sites. Moreover, physical parameters of the analysed charcoal indicate the quality and consistence of the wood taken for energy or construction purposes.




Elisabeth Breitenlechner

Titel der Dissertation:
Palaeoenvironment in prehistoric and historic mining areas of the Eastern Alps

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck
Timothy Mighall, School of Geosciences, University of Aberdeen

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Beschreibung der Arbeit:
The exploitation of ore deposits of the northern Greywacke Zone was initiated by the implementation of metallurgic technologies to the Eastern Alps thousands of years ago. The recent study aimed to detect the impact of mining activities on the environment of prominent copper deposits in Tyrol and Salzburg (Austria). This multi-proxy survey combines the results of the palynological and geochemical analyses with archaeological, archaeometallurgic, dendrochronologic and historical data.
The findings provide information about a historical analogue established for Medieval and Modern Times mining, which enables the determination of mining phases in prehistoric times. The impact of mining activities on the vegetation in particular is shown by increased pine (Pinus) and larch (Larix) values in the pollen data, growing at loose rock material at the edge of mining waste heaps. Additionally increased geochemical values (e.g. Pb, Cu, As, Sb) in the peat column are caused by mining and metalworking activities and reflect time spans with mining activities in the vicinity of the mire. Furthermore these new results combined with pollen data from the surroundings of the mining districts disclose a chronology of the settlement development and the palynological evaluation of former land-use regimes in prehistoric and historic mining sites.




Katline Charra-Vaskou

Titel der Dissertation:
Conifer needles: hydraulic efficiency and safety in the context of tree hydraulic architecture

Betreuer:
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck
Steven Jansen, Systematik Botany and Ecology, Universität Ulm

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Beschreibung der Arbeit:
The hydraulic architecture of trees, the specific patterns in hydraulic efficiency and hydraulic safety, determine the plant's water relations. Leaves, representing the distal section of the soil-plant-atmosphere continuum, are exposed to lowest water potentials and thus highest drought stress intensities within the plant. While many studies dealt with angiosperm leaves, insight into the hydraulic architecture of conifer needles is poor. This PhD thesis focused on efficiency and safety of conifer needles.
For the analysis of the hydraulic conductivity of Picea abies and Pinus mugo needles, a new method was developed and used. Vulnerability to drought induced embolism (pressure at 50% loss of conductivity P50) was analysed with the cavitron technique on axes and needles of Pinus pinaster and on axes of Picea abies and Larix decidua as well as of Fagus sylvatica and Sorbus aucuparia. Further measurements based on ultrasonic acoustic emissions were performed on P. abies, P. mugo and P. pinaster. Hydraulic conductance of the entire needle was determined via rehydration kinetics analysis, and Cryo-SEM and x-ray tomography allowed to analyse changes in needle structure.
Conductivity in needle xylem was similar or lower than in corresponding axes sections of P. abies and P. pinaster. Within P. mugo needles, only 24% of total needle resistance was situated in the xylem. In the three studied conifer species, axes xylem (P50 between -3.0 and -3.5 MPa) was more resistant to drought induced embolism than needle xylem (P50 between -1.2 and -2.6 MPa) and entire needles were even more vulnerable (P50 of -0.5 MPa). No altitudinal trend in P50 of axis xylem at the inter- or intraspecific level was observed in conifers. At the timberline, needle conductance varied between 0.46 and 1.35 mmol m-2 s-1 MPa-1 in P. abies and between 0.50 and 3.04 mmol m-2 s-1 MPa-1 in P. mugo with lowest values in mid winter. In P. pinaster needles dehydrated to pressures between -0.2 and -3.5 MPa, cavitation and collapse were observed in xylem tracheids, while gaps appeared in living tissues around the xylem, and particularly in palisade parenchyma.
This study demonstrates that hydraulic pathway in needles contributes a major part to the overall hydraulic resistance of conifers and exhibits low hydraulic safety. Within needles, the extra-vascular pathway probably has lowest efficiency and safety so that the risk of conductivity losses is highest at the most distal sections of the transport pathway. Future studies should focus on observed embolism repair and structural changes on drought.




Maria Elena Beltrami

Titel der Dissertation:
Benthic diatoms for ecological water quality assessment in Italy, with special reference to the alpine ecoregion

BetreuerInnen:
Eugen Rott, FG Hydrobotanik, Universität Innsbruck
Francesca Bona, Department of Life Sciences and Systems Biology , Universita di Torino

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Beschreibung der Arbeit:

Diese Dissertation trägt zur Verbesserung des wissenschaftlichen Kenntnisstandes über Kieselalgen, im speziellen deren Ökologie, Taxonomie und Verteilung in Italien bei, mit besonderem Bezug zum Alpenraum.
Die Kenntnis über die Ökologie der Arten und deren Biogeographie ist wesentlich für die Weiterentwicklung der Methoden im Rahmen der ökologischen Gewässergüteanalyse in Fließgewässern, basierend auf Auswertungen der Verteilungsmuster der Arten mit gleichzeitig erhobenen Umweltparametern. Der vorliegende Datensatz basiert auf Proben aus der Provinz Trentino Alto Adige / Südtirol (Norditalien), einer geographischen Region, die repräsentativ für die Alpine Ökoregion in Italien ist. In dieser Studie wurden Grundlageninformationen zu den Arten aus der Region Trentino Alto Adige erarbeitet, sowie zu den Artengemeinschaften, die typisch für die verschiedenen Flusstypen unter belasteten und naturnahen Referenzbedingungen sind. Insbesondere wurde die Ökologie und Verteilung von Didymosphenia geminata ermittelt, sowie von einigen kürzlich beschriebenen Diatomeen ermittelt, über deren Biogeographie bisher nichts bekannt war. Was die Bestimmung der ökologischen Wasserqualität betrifft wurde die Anwendbarkeit von verschiedenen Diatomeen-Indikationsverfahren für die Alpine Ökoregion getestet und mögliche Ansätze zur Verbesserung der Analysengenauigkeit der Verfahren vorgeschlagen, u.a. die regionale Kalibration der Indices, die auf den spezifischen Umweltbedingungen und geographischen Gegebenheiten (Geologie, Höhenlage, Abflussregime) unter unterschiedlichen Auswirkungen menschlicher Beeinflussung basiert. In dieser Dissertation wurden zudem detaillierte taxonomische Untersuchungen an Proben aus der Region Latium (Mittelitalien) und Südost Frankreich durchgeführt, die zur Neubeschreibung der Art Gomphonema vidalii Beltrami & Ector führten.




Lewis Sitoki

Titel der Dissertation:
Phytoplankton and eutrophication in Nyanza Gulf (with special reference to toxic cyanobacteria and planktonic diatoms)

Betreuer:
Eugen Rott, FG Hydrobotanik, Universität Innsbruck
Leopold Füreder, FG Alpine Freshwater Research, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
Phytoplankton community composition, microcystin (MC) concentrations and environmental conditions were investigated from July 2008 to September 2009 monthly from Kisumu Bay and for four seasons from two additional central gulf stations, Rusinga channel and one main lake reference station to characterize the trophic status of Nyanza Gulf. The study showed increased eutrophication in Kisumu Bay and the two central stations of the gulf with a drastic reduction in transparency, changes in phytoplankton composition and increased nutrient concentrations. The dominating group of phytoplankton in the gulf was cyanobacteria whereas diatoms were more important at Rusinga channel and the main lake station. In the gulf Microcystis accounted for the largest part (>50 90 %) of cyanobacterial biovolume with two highly toxic tropical species (Microcystis panniformis, Microcystis protocystis) dominating the phytoplankton most of the time in Kisumu Bay. MCs (1- 90 µg l-1) were detected in most of the samples dominated by Microcystis in the gulf stations. Occurrence of MC could only be associated with Microcystis.
Within the more common diatoms of the main lake stations, we detected two planktonic Nitzschia species new for science (Nitzschia kavirondoensis and Nitzschia victoriae). Lakewide comparisons on the status of the environment showed that inshore areas have higher eutrophic status than offshore sites in particular with regard to physico-chemical conditions such as Secchi depth, chlorophyll a, conductivity and nutrient concentrations.




Günter Haselwanter

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Schutz- und Managementkonzept für ausgewählte Moore im Alpenpark Karwendel

Betreuer:
Sigmar Bortenschlager, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Das gehäufte Vorkommen von Mooren im Bereich Achenwald Bächental stellt eine naturkundliche Besonderheit für den gesamten Alpenpark Karwendel dar. Von den insgesamt 14 von STEINER (1992) ausgewiesenen Moorflächen wurden fünf Moore (Brettersberg-Mittelleger-, Halslkopf-, Pitzkopf-, Raberskopf- und Rosskopf-Moor) im Detail ausgewählt, bei denen umfangreiche Pflegemaßnahmen notwendig waren.
Nach einem allgemeinen Überblick zum Untersuchungsgebiet wurde neben der Geologie insbesondere das Klima mit Schwerpunkt Niederschläge behandelt.
Im retrospektiven Monitoring wurden historische Wandlungsprozesse der Moore rekonstruiert. Dabei konnten mit Hilfe von Recherchen im Tiroler Landesarchiv und zu Fachbibliotheken, historischen Kartenwerken und in der Luftbildinterpretation mittels Stereoskop zahlreiche historische Nutzungen wie z.B. Entwässerungen relativ genau datiert werden.
In einer umfangreichen Grundlagenerhebung wurde der Ist-Zustand mittels vegetationsökologischer Methoden (Vegetationskarte, Zeigerwertkarte, Dauerbeobachtungsflächen) dokumentiert, wobei besonders auf aktuelle Gefährdungen eingegangen wurde. PH-Wert-Messungen und eine Erhebung der Torfmächtigkeit mittels Georadar (GPR), sowie händischen Sondierungen waren ein weiterer Bestandteil der Geländearbeiten. Der GPR-Einsatz in Mooren stellte für Österreich ein Novum dar und lieferte umfangreiche Daten zur Torfmächtigkeit und Torfschichtung.
Darauf basierend wurde für jedes Moor ein Managementplan mit einem Soll-Zustand erarbeitet. Darin sind neben einem historischen Zustandsvergleich, der Ist-Zustand, ein Zonenkonzept und ein Maßnahmenkatalog zur Erreichung des Soll-Zustandes angeführt. Auf Grund der langen Untersuchungsdauer sind bereits praktische Umsetzungen der Managementpläne in Form von konkreten.




Gerlinde Steinacher

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Pollen tube growth and pistil receptivity of high mountain plants under extreme climatic conditions

Betreuerin:
Johanna Wagner, FG Reproduktionsbiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Die reproduktive Phase ist eine der empfindlichsten Phasen im Lebenszyklus einer Pflanze. Die Vorgänge während des Blühens reagieren sehr sensibel auf Änderungen der Umweltbedingungen, besonders auf Änderungen der Temperatur. Funktionen wie die Rezeptivität von Narben und Samenanlagen, die Pollenkeimung und das Pollenschlauchwachstum sind an bestimmte Temperaturbereiche gebunden; wenn sie versagen, bleiben Befruchtung und Samenbildung aus. Gebirgsstandorte zeichnen sich durch starke Temperaturschwankungen aus.
An klaren Sommertagen können sich Blüten kurzzeitig auf 30°C und mehr erwärmen, andererseits kommt es immer wieder vor, dass die Blütentemperaturen während der Nacht oder während eines Kälteeinbruchs auch im Sommer auf Temperaturen unter 0°C absinken. Daher wurde an repräsentativen Gebirgsarten der alpinen (Gentianella germanica, Ranunculus alpestris, Saxifraga caesia, S. moschata) und nivalen (Cerastium uniflorum, Ranunculus glacialis, Saxifraga bryoides) Stufe untersucht (in situ und in Laborversuchen), in welchem Temperaturbereich die reproduktiven Funktionen optimal ablaufen und wo die Grenzen der Leistungsfähigkeit liegen. Alle untersuchten Arten zeichneten sich durch große Flexibilität ihrer reproduktiven Funktionen aus. Im Falle von ausbleibender Bestäubung konnte die Blühdauer (und damit die Rezeptivität der verschiedenen Gewebssysteme) beträchtlich verlängert werden. Unter guten Wetterbedingungen (kein Niederschlag, Temperatur zwischen 15-25°C) laufen Pollenkeimung und Pollenschlauchwachstum sehr schnell und effizient ab und garantieren erfolgreiche Befruchtung innerhalb weniger Stunden nach erfolgter Bestäubung. Aber auch schlechte Wetterbedingungen (Kälteeinbrüche mit Schneefall) können toleriert werden; bei sehr tiefen Temperaturbereichen (bis -2°C) läuft das...




Barbara Beikircher

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Water relations of woody species: water transport and transpiration, and their relevance for the recultivation of dry sites

Betreuer:
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Die hydraulische Architektur von Holzpflanzen wird durch die hydraulische Effizienz und die hydraulische Sicherheit bestimmt, in enger Abstimmung mit der Transpiration. Zusammen sind die beiden Faktoren für den gesamten pflanzlichen Wasserhaushalt von Bedeutung, und können ausschlaggebend für das Vorkommen und Überleben von Pflanzenarten sein. Der pflanzliche Wasserhaushalt muss aber auch bei vielen praktischen Anwendungen berücksichtigt werden, z.B. der Rekultivierung von Trockenstandorten. Ziel dieser Arbeit war es Zusammenhänge zwischen der hydraulischen Architektur, der Wuchsform und Umweltbedingungen zu analysieren.
Juniperus communis ssp. communis ermöglichte dabei einen artspezifischen Vergleich zwischen Strauch- und Baumform. Die Untersuchungen zeigten, dass es deutliche intraspezifische Unterschiede in der hydraulischen Architektur gibt, vor allem hinsichtlich der hydraulischen Effizienz.
Während des Übergangs vom Strauch zum Baum wird ein Stamm ausgebildet, der sich durch eine hohe Leitfähigkeit auszeichnet. Außerdem wird das Verhältnis von leitender zu versorgter Fläche (Saftholz/Blattfläche) optimiert. Ein Vergleich mit anderen Baumarten weist allerdings auch darauf hin, dass die erfolgten Umstrukturierungen für größere Wuchshöhen noch nicht ausreichend sind. Neben der Wuchsform hängen hydraulische und dafür relevante anatomische Parameter auch von den vorherrschenden Umweltbedingungen ab. Während bei Juniperus communis und Pinus sylvestris nur eine geringe Plastizität hinsichtlich der hydraulischen Sicherheit festgestellt wurde, war bei Ligustrum vulgare und Viburnum lantana ein deutlicher Anstieg in der Trockenheitstoleranz zu verzeichnen, wenn die Pflanzen Trockenstress ausgesetzt wurden. Das Herabsetzen der Verwundbarkeitsgrenzen stand in deutlichem Zusammenhang mit ...




Harald Geir

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Invasive Neophyten im Ostalpenraum: eine Fallstudie am Beispiel von Nord- und Südtrirol (Österreich/Italien)

Betreuer:
Sigmar Bortenschlager, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
Despite the large amount of studies on different aspects of neophyte flora in Europe, we still know quite little about its effects in the (Eastern) Alps.
Which consequences do arise out of the increasing infestation of semi natural habitats? The present study offers some answers to this question. North Tyrol (Austria) and southern adjacent region South Tyrol (Italy) have been chosen as study area. The whole area encompasses about 18000 km², out of them ca. 10 600 km² belong to North Tyrol. Here, 80% of the area is located more than 1 200 m a.s.l, however the neophyte flora is almost restricted to the area below this sea level. This leads to a high neophyte concentration in the remaining 20% of the area. The total flora of North Tyrol consist of about 2300 taxa, of which almost 22% are neophytes.
The study focuses on the invasive taxa Buddleja davidii, Fallopia japonica, Fallopia sachalinensis, Fallopia x bohemica, Impatiens glandulifera, Impatiens parviflora, Senecio inaequidens, Solidago canadensis and Solidago gigantea. Based on the data of the biotope mapping of North Tyrol (initiated by Tyrolean provincial government, done by Inst. of Botany/University of Innsbruck), the North Tyrolean floristic data base (Tiroler Landesmuseum Ferdinandeum, W. NEUNER) and the data of South Tyrol collected by WILHALM et al. (Naturmuseum Bozen), semi-natural habitats infested with neophytes have been selected.
Therefore pairs of infested and not infested sites of the same biotope type were chosen. The field work on the 683 sites was done during vegetation periods of 2006 and 2007. Flora and vegetation of the study sites were analysed floristically and by using the Braun-Blanquet scala.




Sybille-Belina DeCarli

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Einfluss des jahreszeitlichen Klimas auf Ultrastruktur und wichtige Inhaltsstoffe in den Blättern von Loiseleuria procumbens L. (Desv.)

Betreuer:
Cornelius Lütz, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Loiseleuria procumbens (Ericaceae), ein niederliegender, immergrüner Zwergstrauch, besiedelt kleine bis sehr große Flächen zwischen 1800 m und 3000 m Seehöhe. Neben grünen bildet die Pflanze auch vitale gelbe und rot überlaufene Blätter aus. Die rote Färbung, die durch Anthocyane in der Vakuole verursacht wird, tritt von Juli bis August nicht auf. Es wurde über einen Zeitraum von zweieinhalb Jahren untersucht, wie die Pflanzen auf die sich rasch ändernden Wetterverhältnisse in ihrer Physiologie (Gehalt an Pigmenten, Flavonoiden, löslichen Zuckern und Stärke) und anschließend, mit Verzögerung, in der Ultrastruktur reagieren, und wie sich die Blattfarben voneinander unterscheiden. Die Proben wurden mittels HPLC, Photometer und Transmissionselektronenmikroskop untersucht.
Die Blätter zeigten ultrastrukturelle Unterschiede zwischen den Blattfarben und den Jahreszeiten. Die gelben Blätter, die an exponiert wachsenden Ästen ausgebildet werden, besaßen große Stärkekörner, viele Plastoglobuli und verringerte Thylakoide in den Chloroplasten, im Cytoplasma zeigten sich viele Oleosomen. Die roten Blätter wiesen eine ähnliche Struktur auf wie die grünen, im Frühjahr und im Herbst konnten häufig Mitochondrien, vereinzelt Plastiden-Protrusionen, Microbodies und Dictyosomen beobachtet werden. Im Sommer waren die Thylakoide teilweise dilatiert und wiesen Strahlungsschäden auf, der Chlorophyllgehalt war verringert im Vergleich zu Frühling und Herbst. Im Winter erfolgte ein völliger Umbau in den Zellstrukturen, bei den obersten Zellen im Palisadenparenchym verlagerten sich alle Zellorganellen an die abaxiale Seite. Die Thylakoidstruktur wurde umgestaltet, viele, und vor allem bei den gelben Blättern, sehr große Plastoglobuli füllten die Plastiden aus.
Der Gehalt an Chlorophyllen und Carotinoiden korrelierte positiv mit den gemessenen Bestandestemperaturen. Lutein zeigte keine klimatisch bedingten Schwankungen, die grünen Blätter besaßen die größten Mengen an Lutein, die gelben die geringsten. Den größten Gehalt an [alpha]-Tocopherol, das als Antioxidans und Scavenger wirkt, besaßen die gelben, den geringsten die roten Blätter. Der Gehalt an Xanthophyllzyklus-Pigmenten, vor allem der von Zeaxanthin, korrelierte negativ mit der Temperatur und mit der Aktivität des PS II (gemessen als FV/FM-Werte).
Die einzelnen Flavonoide reagierten unterschiedlich auf die verschiedenen Umweltbedingungen. Alle aber zeigten einen Anstieg im Feber 2007, als der Standort schneefrei lag, starke Strahlung und Wärme am Tag auftrat und die Nachtfröste direkt auf die Pflanzen einwirkten. Bei den löslichen Zuckern in Loiseleuria stellte die Sucrose den Hauptanteil, danach folgten Fructose und Glucose. Während der Gehalt an Sucrose keine deutlichen jahreszeitlichen Schwankungen durchlief, bildeten Fructose und Glucose deutliche Maxima im Winter und Minima im Sommer aus. Genau gegenläufig verhielt sich der Stärkegehalt, im Winter konnte keine Stärke in den Blättern nachgewiesen werden, im Sommer wurden die höchsten Werte gemessen.




Angelov Blagoy

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Aeroterrestrial algae from Pirin Mountain (Bulgaria)

Betreuer:
Georg Gärtner, Universität Innsbruck



Biva Aryal

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Leaf wettability of plants from different altitudinal origin

Betreuer:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
Leaf wettability of a total number of 792 leaf surfaces from 396 plant species (representing 85 families) from three different mountain systems and continents of the world was investigated. Measurements of water droplet contact angle and droplet run off were made for both adaxial and abaxial leaf surfaces of the most predominant native plant species. The main goal of this study was to analyze the influence of natural environmental conditions on the development of specific leaf wettability. Plants from high altitude, open places and semi-arid growing sites were usually highly non-wettable. In contrast, plants from low altitudes, the understorey of forests and humid regions had often highly wettable leaf surfaces. The structural properties of non-wettable leaf surfaces appeared to be an important functional trait to prevent a number of the negative effects adhering surface water may have.
Additionally, 5.1 % of the investigated leaf surfaces showed super-hydrophobicity or philicity, i.e. promising features for a potential transfer to technical surfaces.




Peter Schmid

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Refilling in Koniferen an der alpinen Waldgrenze: Dynamik, Einflussfaktoren, Bedeutung

Betreuer:
Stefan Mayr, FG Ökophysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Im Xylem von Koniferen der alpinen Waldgrenze können im Winter massive Leitfähigkeitsverluste aufgrund von Frosttrocknis und Gefrier-Tau-Ereignissen auftreten. Es gibt Hinweise, dass die betroffenen Koniferen diese Embolien durch Refilling reparieren können.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Dynamik des Refilling-Prozesses und die Rolle verschiedener Einflussfaktoren, insbesondere der Wasseraufnahme über die Zweigoberfläche, untersucht. Zudem wurden die Auswirkungen von Embolien analysiert, um die Bedeutung des Refillings für die Waldgrenzbäume abzuschätzen.
Die Untersuchungen wurden an Fichte (Picea abies), Lärche (Larix decidua), Zirbe (Pinus cembra), Latsche (Pinus mugo) und Wacholder (Juniperus communis) durchgeführt. Neben saisonalen Verläufen von Wasserpotentialen und Leitfähigkeitsverlusten an der Waldgrenze und in Tallage wurde bei Fichte der Verlauf des Refillings in unterschiedlichen Kronenteilen analysiert und in Labor- und Freilandeexperimenten die Auswirkungen einer Wasseraufnahme über die Zweigoberfläche untersucht.
Entlang von Höhentransekten wurden Leitfähigkeitsverluste und Frostrocknisschäden korreliert und in einem Experiment die Auswirkungen künstlicher erzeugter Embolien auf Saftfluss und Transpiration untersucht. Als wesentliche Methoden wurden die Scholanderapparatur zur Bestimmung des Wasserpotentials, die Sperry-Methode zur Bestimmung der Leitfähigkeitsverluste, ein Druckkragen zur künstlichen Induktion von Embolien sowie ein Saftflussmesssystem und eine mobile Gaswechselmessanlage eingesetzt.
An der alpinen Waldgrenze traten im Xylem von Fichte, Wacholder und Latsche Leitfähigkeitsverluste von bis zu 100% auf. Diese wurden im Spätwinter und Frühjahr bei moderaten Lufttemperaturen noch vor der Bildung neuer Tracheiden durch Refilling.




Jürgen Hacker

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Ice propagation in plants visualized by infrared thermography

Betreuer:
Gilbert Neuner, FG Stressphysiologie und Klimaresistenz, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

In Gebieten mit gemäßigtem Klima sind Pflanzen regelmäßig Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt. Die niedrigen Temperaturen selbst stellen für diese Pflanzen keine Gefährdung dar, erst die Eisbildung in den pflanzlichen Geweben kann Schäden verursachen. Das Gefrieren von verschiedenen intakten Pflanzen wurde mittels Infrarotthermografie und einem Imaging Chlorophyllfluoreszenz System untersucht, um die grundlegenden Prozesse während des Gefrierens besser zu verstehen. Die Kombination der digitalen Infrarotkamera mit einer Makrolinse und nachfolgender IDTA - Analyse (Infrared Differential Thermal Analysis) ermöglichte erstmals eine Visualisierung des Gefrierens auf der Gewebeebene. Der Gefrierprozess in Blättern bestand aus drei Phasen: (1) Eisnukleation, (2) Eisausbreitung im Gefäßsystem, und (3) der Dehydrierung der Mesophyllzellen. Nachdem das Gefrieren durch ein Nukleationsereignis ausgelöst wurde, breitete sich das Eis schlagartig im Gefäßsystem aus, wobei die Blattnervatur sichtbar gemacht wurde. Die Eisausbreitungsgeschwindigkeit unterschied sich zwischen den untersuchten Pflanzenarten, und nahm signifikant mit stärkerer Unterkühlung zu (bis zu 24 cm s-1). Das Muster der Eisausbreitung reflektierte die Struktur des Gefäßsystems, so kann das unabhängige Frieren der Blätter von Grasartigen durch die isolierte Anordnung der Leitbündel in der Polystele erklärt werden. Die Eisbildung erfolgt extrazellulär, aufgrund des niedrigeren Wasserpotentiales des Eises wird den Zellen Wasser entzogen. Daher verursachte die Eisbildung eine Dehydrierung der Zellen, was die Voraussetzung für eine Schädigung ist.
Die physiologische Antwort auf die Dehydrierung war ein Anstieg der Chlorophyllfluoreszenz, der zeitverzögert eintrat, sobald der Wassergehalt der Mesophyllzellen einen kritischen Wert erreicht hatte.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass Infrarotthermografie und ein Imaging Chlorophyllfluoreszenz System effiziente Methoden zur Untersuchung der Gefrierprozesse in Pflanzen sind.




Wolfgang Hofbauer

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Aerophytische Organismen an Bauteiloberflächen: Diversität und Taxonomie der Primärsukzession an Außenbauteilen unter Einbeziehung ökophysiologischer Grundlagen

Betreuer:
Georg Gärtner, Universität Innsbruck



Silvia Marcante

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Life history traits an population dynamics of glacier foreland species

Betreuerin:
Brigitta Erschbamer, FG Populationsbiologie und Vegetationsökologie, Universität Innsbruck



Christina Oppeneiger

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Einfluss von klimatischen Faktoren auf den Primär- und Sekundärstoffwechsel von Dryas octopetala L.

Betreuer:
Cornelius Lütz, Universität Innsbruck



Angelika Tschaikner

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Soil algae and soil algal crusts in the alpine regions of Tyrol (Ötztal, Austria)

Betreuer:
Georg Gärtner, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Die Bodenalgenflora von 11 Standorten im alpinen Raum um Obergurgl (Ötztal, Österreich)wurde untersucht.
In Summe wurden 54 Algenarten, davon 34 Chlorophyta, 9 Cyanophyta, 8 Xanthophyta, 2 Bacillariophyceae und 1 Eustigmatophyceae gefunden.
Coelastrella aeroterrestrica TSCHAIKNER, GÄRTNER et KOFLER, eine coccale Grünalge mit einem feinen Netzwerk von Zellwandrippen, das erst im SEM sichtbar ist, wurde als neue Art beschrieben.




Andreas Heiss

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Weizen, Linsen, Opferbrote - Archäobotanische Analysen bronze- und eisenzeitlicher Brandopferplätze im mittleren Alpenraum

Betreuer:
Klaus Oeggl, FG Palynologie und Archäobotanik, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Brandopferplätze sind eine archäologisch heterogene Fundgruppe in den Alpen, die vor allem während Spätbronze- und Eisenzeit auftritt.
Analysen von Pflanzengroßresten und Holzkohlen wurden an neun dieser Fundstellen durchgeführt, mit dem Ziel der Erfassung der Opfergaben und des zur Befeuerung der Altäre benutzten Brennholzes. Insgesamt sind 99 Taxa durch verkohlte Reste repräsentiert. Eine konstante Komponente im Fundgut sind Fragmente eines Getreideerzeugnisses, charakterisiert durch kleinteilige (< 300 µm) Kleiereste und hohe strukturelle Ähnlichkeit zu archäologischen Brotfunden. Eine nähere Klassifizierung (in Grütze, Brot oder Brei) war jedoch nicht möglich. Gegenüber dem Getreideerzeugnis sind Körnerfunde (vor allem Spelzgerste, Spelzweizenarten, Rispenhirse) eher selten. Die älteren Fundstellen (SBZ) zeigen eine Unterrepräsentation der aus Siedlungsbefunden dokumentierten Hauptgetreide. Funde von Hülsenfrüchten liegen hauptsächlich aus dem norditalienischen Raum vor, Ölsaaten treten nur punktuell auf. Das Nutzpflanzenspektrum dokumentiert, zusammen mit den archäozoologischen Daten, den bereits früher postulierten agrarischen Charakter der Riten: domestizierte Pflanzen und Tiere überwiegen über Sammelpflanzen und Wild. Vier Hypothesen werden zur Klärung der Rolle der Wildpflanzen vorgeschlagen, endgültige Schlussfolgerungen sind dazu jedoch nicht möglich. Die Auswahl der Brennhölzer leitete sich von deren örtlicher Verfügbarkeit ab, nur zwei Fundstellen zeigen artspezifische Selektion.
Dendrologische und taphonomische Merkmale der Holzkohle weisen auf Überwiegen von aufgelesenem Totholz hin. Beide Aspekte (Totholznutzung, Fehlen artspezifischer Auswahl) unterscheiden die alpinen Opferriten klar vom Ritus der griechischen Antike, der oft als Vergleichsbasis.




Doris Gesierich

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Benthic algae in springs and streams of the Alps and Alpine Forelands

Betreuer:
Eugen Rott, FG Hydrobotanik, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:
The present doctoral thesis focuses on the diversity of benthic algae and their main driving variables, based on 4 publications:
Publication 1 comprised samples from 12 high-altitude running water sites in an alpine catchment, 10 km2 in size, located in the central part of the Alps. Publication 2 consisted of samples from 7 main sites within a 0.22 km2 calcareous fen complex in lower altitudes in the Alpine Foreland. Publications 3 and 4 were based on samples from 23 rheocrene springs and 4 spring streams within an area of 2000 km2 at the western slopes of the Eastern Alps.




Klaus Pfeifer

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Klimahistorische Auslegung extremen Koniferenwachstums in rand- bis inneralpinen Hochlagen der Ostalpen

Betreuer:
Walter Oberhuber, FG Dendroökologie und Baumphysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Die im Rahmen dieser Dissertation vorgelegten dendroklimatologischen Arbeiten aus Vorarlberg (Österreich) spannen den Bogen von zwischenalpinen hochmontanen bis tiefsubalpinen Wäldern des Montafons und der nördlich randalpinen Tannberg-Region bis zu inneralpinen Waldgrenzstandorten (2.000 bis 2.080 m Seehöhe) am Patscherkofel in Tirol (Österreich).
Umfangreichere talschaftsbezogene Studien waren in Vorarlberg erst nach dem Aufbau regionaler Jahrringdatenbanken(zwei neue Jahrringbreiten-Chronologien von historischen und rezenten Fichten (Picea abies (L.) Karst.) aus dem Montafon 470 Proben; Zeitraum 1431 bis 1987 und dem Tannberg 162 Proben; Zeitraum 1247 bis 2003 möglich.
Die verfügbaren Jahrringserien fußen auf dendrochronologisch erweiterten bauhistorisch gefügekundlichen Untersuchungen zur historischen Hauslandschaft bzw. siedlungsgeschichtlichen Betrachtungen der Talschaften Vorarlbergs.
Thematisch reichen die Arbeiten von der Ermittlung von Klima-Wachstums-Beziehungen (Pearson Produkt-Moment Korrelationen) und deren Überprüfung bzgl. Stabilität, der klimatologischen Interpretation extremen Fichtenwachstums im Montafon und am Tannberg in einem mehr als 550-jährigen Klimakalender sowie der Rekonstruktion der mittleren Sommertemperatur der Tannberg-Region im Zeitraum von 1250 bis 1900 und dem Vergleich der rekonstruierten Juni-Juli-Temperatur mit der des Schweizer Mittellandes und der Betrachtung des Einflusses der Witterung auf Bauaktivitäten bis zur klimatologischen Interpretation abrupter Wachstumsänderungen in den Zirbenbeständen (Pinus cembra L.; Chronologie aus 112 Proben; Zeitraum 1795 bis 2000) am Patscherkofel während der letzten 200 Jahre.




Corinna Raffl-Wallinger

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Comparative analyses of the primary succession on Central Alpine glacier forelands on inter- and intraspecific levels

Betreuerin:
Brigitta Erschbamer, FG Populationsbiologie und Vegetationsökologie, Universität Innsbruck



Klaus Loacker

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Die Ausbreitung von Juglans regia L. im Ostalpenraum im Zuge der Klimaerwärmung

Betreuer:
Walter Oberhuber, FG Dendroökologie und Baumphysiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Seit der Römerzeit wird der Walnussbaum (J. regia L.) in Tirol, Vorarlberg, Südtirol und anderen alpinen Regionen Mitteleuropas in Gärten und Obstplantagen kultiviert. In letzter Zeit hat sich die Anzahl der Individuen und der Standorte von wildwachsenden J. regia Bäumen innerhalb der oben erwähnten Regionen stetig erhöht. Um die Frage zu klären, ob diese Klimaerwärmung insbesondere seit den Siebziger Jahren, die Ausbreitung von J. regia begünstigt hat, wurde in repräsentativ ausgewählten Beständen der zentralalpinen Region Tirol, der randalpinen Region Vorarlberg und der südalpinen Region Südtirol eine dendroökologische und vegetationskundliche Studie durchgeführt. Die Analysen von Klima- und Keimungsdaten ergab einen signifikanten Zusammenhang zwischen der Anzahl der gekeimten Bäume und der Winterminimumtemperatur (Dez-Feb), was sich auf die Frostempfindlichkeit der Samen und Sämling zurückführen lässt. Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass die Klimaerwärmung die Keimlingsetablierung von J. regia innerhalb ostalpiner Regionen begünstigt hat.




Ilse Larl

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Flower development in high mountain saxifrages

Betreuerin:
Johanna Wagner, FG Reproduktionsbiologie, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Die Untersuchungen betreffen Blütenmorphogenese, Dynamik der Reproduktion und Blattwachstum von vegetativen Rosetten verschiedener Saxifraga-Arten (S.oppositifolia, S.biflora, S.moschata und S.caesia).
Sie wurden in den Tiroler Alpen auf mikroklimatisch unterschiedlichen Standorten der alpinen (2300 m) und subnivalen (2650 m) Höhenstufe während der Vegetationsperioden 2001-2003 durchgeführt.
Zwei Strategien der Blütenentwicklung konnten unterschieden werden: Die "one-season strategy" am Beispiel der alpinen Art S.caesia, welche innerhalb einer Vegetationsperiode Blütenentwicklung und Anthese vollendet und die "two-season strategy" der alpin-nivalen Vertreter S.oppositifolia, S.biflora und S.moschata, die die Blütenbildung auf zwei Vegetationsperioden verteilen. S.oppositifolia und S.biflora treten hochdifferenziert, aber noch im premeiotischen Stadium in die Winterdormanz ein. Die Blütenentwicklung von S.moschata stoppt in einem frühen primordialen Stadium ohne jegliche Differenzierung. Die Länge der Präflorationsperiode korreliert negativ mit dem Ausdifferenzierungsgrad der präformierten Blütenknospen vom Vorjahr. Abzüglich der Sommertage mit Schneebedeckung und abzüglich der Dauer der Winterdormanz, dauert die aktive Blütenbildung bei allen untersuchten Saxifraga-Arten nur 2 Monate. Korrelationsanalysen zeigten, dass niedrige Standortstemperaturen keinen limitierenden Einfluss auf die Blütenentwicklung ausüben. Ebensowenig konnten höhere Temperaturen die Entwicklungsprozesse beschleunigen. Obwohl die Tageslänge keinen Effekt auf das Blühdatum zeigte, scheint sie doch eine wesentliche Rolle bei der Blühinduktion zu spielen.
Weiters konnte keine strikte Synchronisation zwischen Anthese und Samenentwicklung einerseits und der Bildung neuer Blütenknospen andererseits festgestellt werden.
Vegetatives Wachstum und Blattaustrieb setzten sofort nach der Schneeschmelze ein und dauerten bis zum Spätherbst an. S.oppositifolia und S.caesia bildeten auf früh ausapernden Standorten 16 bzw. 25 neue Rosettenblätter pro Vegetationsperiode, auf spät schneefrei werdenden Standorten um 1/3 weniger. Trotzdem erreichten die vegetativen Rosetten in den meisten Fällen einen vollen Blattumsatz innerhalb einer Vegetationsperiode.




Daniel Remias

Titel der Dissertation/Abschlussarbeit:
Vergleichende Ökophysiologie der Schneealgen der Alpen und polarer Gebiete

Betreuer:
Cornelius Lütz, Universität Innsbruck

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Beschreibung der Arbeit:

Schneealgen sind Bewohner sommerlicher Altschneefelder und können dabei grüne, gelbe oder rote Färbungen verursachen. Im Zeitraum von 2003 bis 2006 wurden Proben von über 50 Standorten in den Alpen, der Arktis und der Antarktis charakterisiert und physiologischen Messungen unterworfen. Ziel dieser Arbeit ist es, das Verständnis über Vorkommen und Überlebensstrategien dieser kälteangepassten Mikroorganismen zu erweitern und einen Vergleich zwischen den Populationen von Hochgebirgen der gemäßigten Breiten mit jenen der polaren Küstengebiete durchzuführen.
Dabei wurde das Feldmaterial dieser an Strahlungsstress und Nährstoffarmut angepassten Organismen licht- und elektronenmikroskopisch dargestellt, die Chlorophyllfluoreszenz und Photosyntheseleistungen ermittelt sowie der Gehalt an primären und sekundären Pigmenten analysiert.
Die Färbung der Zellen des Roten Schnees wird bei allen untersuchten Arten fast ausschließlich von dem Sekundärkarotinoid Astaxanthin in dessen Ester verursacht. Ein natives cis-Isomer dieser Substanz schützt Schneealgen zusätzlich im nahen UVA. In der Antarktis wurde Grüner Schnee gefunden, dessen Zellen keine Sekundärpigmentierung ausbilden.
Von der Oberfläche von Gletschereis wird eine Mesotaeniaceae beschrieben, dessen violettbraunes Schutzpigment noch nicht identifiziert ist.
Photosynthesemessungen haben gezeigt, dass alle untersuchten Arten bei Temperaturen knapp über Null Grad aktiv Sauerstoff produzieren und das auch bei höherer Strahlung keine Photoinhibition stattfindet. Bei höheren Temperaturen ab 10 bis 20 Grad steigt vor allem die Atmung stark an und schmälert damit die Produktivität.




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