Klima- und Dendrowissenschaften

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Kurzbeschreibung

Die Core Facility „Klima- und Jahrringforschung“ ist eine integrierte Forschungs- und Serviceplattform zur Untersuchung von Baumwachstum, Umweltbedingungen und isotopengeochemischen Klimasignalen. Sie verbindet Jahrringforschung, kontinuierliches Umweltmonitoring, Fernerkundung und standardisierte Probenpräparation für die stabile Isotopenmassenspektrometrie (EA-IRMS).

Die Probenabtrennung von Stammscheiben und Bohrkernen erfolgt mittels der Präzisionstrennmaschine Mecatome 205, wodurch strukturkonforme Schnittflächen gewährleistet werden. Die anschließende Vakuumtrocknung im Thermo Scientific VO29 stellt reproduzierbare Feuchtebedingungen sicher. Die optische Jahrringbreitenmessung wird mit dem hochauflösenden System SKIPPY durchgeführt. Dieses ermöglicht eine mikrometergenaue digitale Vermessung, halbautomatische Ringgrenzendetektion sowie statistisch abgesicherte Chronologieerstellung (Cross-Dating).

Für isotopengeochemische Analysen werden mikrofraktionierte Jahrringsegmente einer standardisierten α-Zelluloseextraktion unterzogen. Die Homogenisierung erfolgt mittels Hielscher VialTweeter. Nach Trocknung werden die Proben mit der Ultrafeinwaage Sartorius Cubis im Mikrogrammbereich eingewogen und für die EA-IRMS vorbereitet.

Ergänzend betreibt die Core Facility automatische Dendrometer zur kontinuierlichen Erfassung intraannualer Stammradiusänderungen. Umweltmessstationen liefern hochaufgelöste Daten zu Temperatur, Niederschlag, Bodenfeuchte, Strahlung und Luftfeuchte. Drohnenplattformen erfassen Vegetationsstruktur, Kronendynamik und Stressindikatoren multispektral. Diese Informationen werden mit satellitengestützten Fernerkundungsprodukten und klimatologischen Big-Data-Datensätzen integriert, wodurch skalenübergreifende Analysen von der Einzelbaum- bis zur Landschaftsebene möglich sind. Durch die Verzahnung von Feldsensorik, Fernerkundung, Big-Data-Analyse, hochauflösender Bildgebung und massenspektrometrischer Analytik bietet die Core Facility eine qualitätsgesicherte Infrastruktur zur Untersuchung klimatischer und ökologischer Prozesse auf saisonalen bis multidekadischen Zeitskalen.

Ansprechperson

Univ.-Prof. Dipl.-Geograf Dr. Jussi Grießinger

Research Services

1. Dendrochronologische Dienstleistungen
• Präzise Jahrringbreitenmessung (optisch, SKIPPY)
• Cross-Dating und statistische Validierung von Jahrringchronologien
• Erstellung dendrochronologischer Zeitreihen für Wachstumsanalysen

2. Isotopenanalytische Dienstleistungen
• α-Zellulose-Extraktion aus Jahrringsegmenten
• Ultraschall-Homogenisierung und Probenvorbereitung
• Mikrogrammgenaue Verwiegung für EA-IRMS
• Bestimmung stabiler Isotope (δ¹³C, δ¹⁸O, δ²H, δ¹⁵N)
• Beratung zur Interpretation isotopenbasierter Klimasignale

3. Feldmess- und Monitoring-Dienstleistungen
• Installation und Betrieb von Dendrometern zur kontinuierlichen Stammradiusüberwachung
• Nutzung und Wartung von Umweltmessstationen (Temperatur, Niederschlag, Bodenfeuchte, Strahlung)
• Sammlung und Aufbereitung von hochauflösenden Klimadaten

4. Fernerkundungs- und drohnenbasierte Dienstleistungen
• Multispektrale Vegetations- und Kronendynamik-Erfassung mit Drohnen
• Integration von Drohnen- und Satellitendaten (Fernerkundung)
• Big-Data-Analyse zur Ableitung klimatischer und ökologischer Muster

5. Datenanalyse & Beratung
• Integration von Labor- und Felddaten (Labor-Feld-Kopplung)
• Analyse zeitlicher Wachstums- und Klimadaten auf Einzelbaum- bis Landschaftsebene
• Beratung zur Nutzung der Daten für dendroklimatologische, ökologische oder forstwissenschaftliche Fragestellungen

Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur

Labor- und Analytik-Methoden

• Abdeckung aller nötigen Analyseschritte bei der Probenaufbereitung von Jahrringmaterial für die Jahrringbreitenmessung und EA-IRMS Analytik
• Feld- und Umweltmethoden
• Dendrometer-Monitoring zur Analyse von Wachstumsdynamiken.
• Umweltmessstationen zur Aufnahme verschiedener Umweltvariablen
• Drohnen- und Fernerkundung zur Multispektrale Erfassung von Vegetationsstruktur, Kronendynamik und Stressindikatoren.
• Big-Data-Integration zwischen Fernerkundungs-, Umwelt- und paläoklimatologischen Datensätzen für skalenübergreifende Analysen.

Expertise

• Verbindung von Labormethoden und Feldmonitoring für umfassende dendroklimatologische Studien.
• Hochpräzise, reproduzierbare Probenaufbereitung und Analyse.
• Integration von zeitaufgelösten Wachstumsdaten mit klimatologischen und Fernerkundungsdaten.
• Statistische Validierung von Jahrringchronologien und isotopenbasierten Klimasignalen.
• Untersuchung ökologischer und klimatischer Prozesse von der Einzelbaum- bis zur Landschaftsebene.