Labor für Dendrochronologie

Ziele

  • Rekonstruktion der zeitlich-räumlichen Klima- und Umweltdynamik der Vergangenheit mittels Multi-Parameter Analysen an Jahrringen
  • Erfassung und Verifizierung der Ursachen des gegenwärtigen globalen Wandels und seiner Auswirkungen auf Holzpflanzen

Aufgaben

  • quantitative Erfassung des Transfers von Klima- und Umweltsignalen von der Atmosphäre, über Boden und Blatt bis in das Holz der Jahrringe (Monitoring, Kalibrierung und Verfizierung mit instrumentellen Messdaten)
  • Erstellung möglichst langer, d.h. mehrtausendjähriger Zeitreihen von Jahrring-parametern für regionale Standortnetzwerke der Erde
  • Vergleichende Untersuchungen von Klimaproxyzeitreihen aus Jahrringen mit geeigneten Daten anderer Geoarchive (z.B. warvierte Seesedimente, Speleotheme, Korallen)


Zuwachsbohrer, Häglof, Schweden
Zuwachsbohrer, Suunto, Finland
Bohrerspitze, Suunto
Schärfset. Fa. Grube, Eberswalde

Zuwachsbohrer (5mm ∅, 30 bis 80cm Länge) mit Zubehör

Bandschleifmaschine OPTI
(GFZ)
Bandschleifmaschine OPTI
Präzisionstrennmaschine

Bandsäge

Zurechtschneiden von Holzkernen und Holzsegmenten aus Stammscheiben

Bandschleifmaschine OPTI

Entfernung von groben Unebenheiten und Begradigung des Probenmaterials.

Präzisionstrennmaschine

Speziell vom GFZ modifizierte Diamant-Präzisionssäge (Bühler Isomet) wird zur Herstellung von Holz- dünnschnitten verwendet.

WSL Schlittenmikrotome
(GFZ)
Laser Mikrodissektions Mikroskop, Zeiss MicroBeam
Laser Mikrodissektions Mikroskop, Leica LMD7000

WSL Schlittenmikrotome

Laser Mikrodissektions Mikroskope

Bei der hochauflösenden inter- sowie intra annualen Analyse von Baumringen werden Forschungsmikroskope mit UV-Laser Applikation verwendet. Mit Hilfe dieser Mikroskope ist es möglich exakte, reproduzierbare Schnitte im Mikrometer-Bereich herzustellen.

LINTAB Jahrringmessystem
(GFZ)
Kalibrierter Scanner
Trennung der einzelnen Jahrringe unterm Mikroskop
(GFZ)
Extraktion von Zellulose
Ultraschall Homogenisator
Ultraschall Homogenisator
Gefriertrocknungsanlage
Extrahierte, homogenisiserte Zellulose
Wägebereich
Vakuumtrockenschrank
Wieloch, T.; Helle, G.; Heinrich, I.; Voigt, M.; Schyma, P. (2011): A novel device for batch-wise isolation of α-cellulose from small-amount wholewood samples. Dendrochronologia, 29, 2, 115-117.

Trennung der einzelnen Jahrringe unterm Mikroskop

Extraktion von Zellulose

Die nass-chemische Extraktion von Zellulose aus dem Rohholz wird als Vorbereitung für die Analyse der stabile Isotopen durchgeführt. Bei dieser Extraktion werden verschiedenste Holzkomponenten (Harze, Gerbsäuren, Lignin) schonend über mehrere Tage aus dem Holz herausgelöst, so dass nur noch reine Zellulose übrig bleibt.

Ultraschall Homogenisator

Für die Homogenisierung des Probenmaterials wird Ultaschall verwendet

Gefriertrocknungsanlage

Zu den schonensten Trocknungsmethoden gehört die Gefriertrocknung.

Extrahierte, homogenisiserte Zellulose

Wägebereich

Die Einwaage von Proben (50-180µg) für die Isotopenverhältnismassenspektrometrie erfolgt am speziellen Wägetischen an Mikrowaagen.

Vakuumtrockenschrank

Bis zur Messung werden eingewogene Proben in Vakuumtrockenschränken gelagert

Aktuelle Monitoring Standorte sind:

  • NO-Deutschland, Müritz National Park
  • Mosambik, Gorongosa Nationalpark
Nationalpark Müritz, Buchenwald im Oktober 2012
Nationalpark Müritz, Buchenwald im Sommer
Nationalpark Müritz, Buchenkronen im Herbst

Dendrohydrologisches Monitoring in NO-Deutschland

Punktdendrometer am Stamm einen Baobabs. Unerreichbar für Elefanten (hoffentlich)
Kleiner Baobab mit Dendrometern zur stündlichen Zuwachsmessung
Umfangdendrometer an einem starken Baobab-Ast

Promotionsprojekt von Franziska Slotta in Kooperation mit FU Berlin und DAI, Berlin

Methodischer Schwerpunkt liegt auf der Nutzung eines "Confocal Laser Scanning Microscope - CLSM" der Fa. Olympus, Typ FV300 FLUOVIEW.

Software:
Cell^B software
WinCELL Pro 2011a & XL Cell
WinDENDRO Density
Image-Pro Plus & ROXAS

Publikationen:
Liang, W., Heinrich, I., Simard, S., Helle, G., Dorado Liñán, I., Heinken, T. (2013): Climate signals derived from cell anatomy of Scots pine in NE Germany.Tree Physiology 33, 833–844. | doi:10.1016/j.dendro.2012.09.002

Liang, W.; Heinrich, I.; Helle, G.; Dorado Liñán, I.; Heinken, T. (2013): Applying CLSM to increment core surfaces for histometric analyses: A novel advance in quantitative wood anatomy. Dendrochronologia, 31, 2, 140-145. | doi:10.1093/treephys/tpt059

Isotopenverhältnismassenspektrometer ISOPRIME
(GFZ)
Isotopenmassenspektrometer Delta V, ThermoFisher mit Hochtemperaturpyrolyse

Kontakt

Gerhard Helle
Arbeitsgruppenleiter
Dr.Gerhard Helle
Klimadynamik und Landschaftsentwicklung
Telegrafenberg
Gebäude D, Raum 220
14473Potsdam
+49 331 288-1377
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Kontakt

Ingo Heinrich
Wissenschaftler
Dr.Ingo Heinrich
Klimadynamik und Landschaftsentwicklung
Telegrafenberg
Gebäude C, Raum 323
14473Potsdam
+49 331 288-1915
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