Plasticity of beech saplings (Fagus sylvatica L.) In response to soil P availability
Forests dominated by beech (Fagus sylvatica L.) cover a large part of Europe and occur on a wide variety of soils, realizing a broad ecological niche in terms of soil chemical properties including pH, base saturation, and plant-available phosphorus (P) pools in the mineral topsoil. On the other hand, a decrease in foliar P concentrations and a corresponding increase in the nitrogen (N) to P ratio during the last decades all over Europe raised questions about a possible reduction in forest health and productivity due to P limitation. These changes in leaf nutrient status have been attributed to continuing high N deposition and increasing atmospheric carbon dioxide concentrations. Both accelerated tree growth due to high N and carbon (C) input and adverse effects of elevated N on fine root biomass, mycorrhization, and litter mineralization appear to have created a higher need for other nutrients that cannot be met by the supply from the soil. Surprisingly little is known about internal P allocation of beech and its capacity to deal with changing soil P availability in the short-term. Considering the distribution of beech forests on soils encompassing a broad range of nutrient availability, and thus proven ability to adapt to different soil conditions in the long-term, we hypothesized that this tree species exhibits a high phenotypic plasticity allowing it to alter multiple traits in response to local nutrient availability leading to adaptive acclimation and resulting in a phenotype tailored for local soil conditions. [...]
Buchenwälder (Fagus sylvatica L.) bedecken grosse Teile Europas und kommen auf einer Vielzahl von Böden vor, die einerseits eine breite ökologische Nische in Bezug auf bodenchemische Eigenschaften wie pH-Wert, Basensättigung und pflanzenverfügbaren Phosphor (P) im Oberboden bilden. Andererseits haben in Europa zurückgehende P Gehalte in Blättern und der damit einhergehende Anstieg des Stickstoff (N) zu P Verhältnisses während der letzten Jahrzehnten die Frage über einen möglichen Rückgang der Waldgesundheit und der Produktivität aufgrund von P Limitierung aufkommen lassen. Diese Veränderungen im Nährstoffgehalt der Blätter wurden hauptsächlich auf anhaltend hohe N Depositionen und ansteigende atmosphärische CO2 Konzentrationen zurückgeführt. Sowohl beschleunigtes Baumwachstum durch hohe N und Kohlenstoff (C) Einträge als auch negative Effekte von erhöhtem N auf die Feinwurzelbiomasse, die Mykorrhizierung und die Streumineralisierung scheinen einen höheren Bedarf an anderen Nährstoffen ausgelöst zu haben, der nicht durch die Versorgung aus dem Boden gedeckt werden kann. Erstaunlicherweise ist sehr wenig bekannt über interne P Zuteilung in Buchen und deren Kapazität mit veränderter Phosphorverfügbarkeit im Boden auf kurze Sicht zurecht zu kommen. [...]