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En el marco del proyecto de investigación general "Diversidad arbórea en la zona mediterránea en Chile: ¿la silvicultura cercana a la naturaleza y la rentabilidad son mutuamente excluyentes?" en la VIII. Region del Biobio (desde 2018 la XVI. Región de Ñuble) se realizó un ensayo de campo con tres especies de árboles nativos chilenos en la zona mediterránea de Chile en el período de vegetación de 2012/2013. El centro de Chile se caracteriza por una alta biodiversidad con muchas especies endémicas. Dado que gran parte de los ecosistemas forestales naturales ya han sido destruidos, el establecimiento óptimo de bosques con especies de árboles nativos es particularmente importante y aún no se ha investigado lo suficiente. En esta tesis doctoral, se examinó cómo estas especies pueden ser (re-)establecidas en la zona central y qué condiciones ambientales influyen en su crecimiento y sus características ecofisiológicas. Se seleccionaron tres especies que son típicas de la región y en parte endémicas: dos especies deciduos de haya del sur Nothofagus obliqua (Roble) y Nothofagus glauca (Hualo) y una especie de hoja dura, Quillaja saponaria (Quillay). Estas especies fueron plantadas en la VIII. Región de Chile bajo tres coberturas diferentes: dentro de un bosque de Nothofagus glauca de 25 años previamente raleado, en una plantación joven de Pinus radiata, y en un área abierta con sombra lateral de bosques adyacentes más viejos de Pinus radiata y Nothofagus glauca. Para todas las plantas examinadas, se determinaron factores ambientales tales como la luz (factor de sitio indirecto), el contenido volumétrico de agua del suelo, la profundidad del suelo, la biomasa de la vegetación que rodea las plantas y la distancia al árbol vecino más cercano. La supervivencia, la longitud del brote y el diámetro del cuello de la raíz, la conductancia estomática, el área foliar específica y el número de las hojas de las plantas se determinaron como variables de respuesta. Con N. obliqua y Q. saponaria se fue un experimento de cámara climática en Alemania, no se pudo establecer N. glauca en el invernadero. Se estudiaron doce plantas por especie x 6 tratamientos en dos cámaras climáticas con las mismas condiciones de temperatura y luz. El crecimiento, la asignación de biomasa, el número de hojas, el área foliar específica, la conductancia estomática y la actividad fotosintética de las plantas se investigaron bajo dos niveles diferentes de luz y tres niveles diferentes de agua. Para el experimento en el campo, la pregunta de investigación fue qué intensidad de la luz y, por lo tanto, qué grado de cobertura del dosel es la opción correcta para el establecimiento de las tres especies de árboles mediante la plantación y si se puede determinar la disponibilidad óptima de luz. Las mortalidades más bajas se encontraron en el espacio abierto sombreado lateralmente y en el bosque de N. glauca. Se pudo demostrar que el crecimiento de las tres especies de árboles fue mayor en el espacio abierto con sombra lateral. Para N. obliqua, la disponibilidad de luz fue particularmente importante bajo dosel. Q. saponaria respondió con una disminución del crecimiento entre el gradiente de luz de 73% a 87%, de modo que un posible óptimo de luz para esta especie, que no podría determinarse a partir de este estudio debido a su diseño, varía de 64% a 71% ISF . Además, se preguntó al ensayo de campo si la disponibilidad de radiación explica suficientemente el crecimiento, la conductancia estomática y el área foliar específica de estas especies o si otros factores ambientales son importantes. Para las tres especies, se encontraron factores de influencia adicionales en diversos grados, por ejemplo humedad del suelo, profundidad del suelo y los efectos de la competencia de los bosques adultos y la vegetación herbácea circundante. También se podría mostrar una influencia de la fertilización previa. La tercera pregunta para el ensayo de campo fue qué fase dentro de la estación de crecimiento es crucial para el crecimiento de cada una de estas especies. Aquí se pudo demostrar que las tres especies hicieron la mayor contribución al crecimiento del brote entre octubre y enero. En la fase subsiguiente, el crecimiento se redujo drásticamente. Para el experimento de la cámara climática, se formularon preguntas de investigación sobre cómo los parámetros de crecimiento, la distribución de biomasa, el área foliar específica, el recuento foliar, la conductancia estomática y la fotosíntesis de Nothofagus obliqua y Quillaja saponaria responden a diferentes niveles de luz y estrés hídrico. Bajo estrés hídrico, el crecimiento, la biomasa total, la conductancia estomática y la actividad fotosintética se redujeron en ambas especies. En ambas especies, se observó una asignación de biomasa a las raíces al aumentar el estrés hídrico, pero mucho más pronunciada en N. obliqua que en Q. saponaria. Si bien Q. saponaria no cambió su asignación de biomasa de otra manera, N. obliqua redujo su fracción de hoja relativa. El área foliar específica de ambas especies fue menor en luz plena que en sombra. El recuento de hojas mostró tanto una reacción a la luz como el estrés hídrico. Fue menor bajo la sombra y con el aumento del estrés hídrico. Sin embargo, Q. saponaria mostró una adaptación más clara a los períodos de sequía manteniendo su número de hojas bajo sombra en todas las variantes de estrés hídrico. En una síntesis, los resultados de ambos experimentos fueron combinados y comparados. Las recomendaciones silvícolas se derivaron de los resultados combinados. Al establecer las tres especies de árboles en un corte tala rasa mas pequeño, debe garantizarse el sombreado lateral mediante bosques adyacentes. Opcionalmente, las especies de hoja dura como Q. saponaria pueden introducirse como plantas nodrizas. Para una conversión de plantaciones exóticas a bosques mas naturales manejados de manera sostenible, se recomiendan cortes de tala rasa de tamaño pequeño. Si las especies nativas se establecen bajo un bosque natural, el raleo regular es importante. Esto proporciona más luz y una mayor disponibilidad de recursos para los árboles jóvenes plantados. El establecimiento conjunto de Pinus radiata y las especies de árboles nativos solo se puede recomendar en una medida limitada debido al crecimiento más rápido de P. radiata y la competencia por los recursos que resulta.

In Mitteleuropa werden zukünftig häufigere Trocken- und Hitzeperioden mit wirtschaftlichen Einbußen in der Waldwirtschaft erwartet. Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) wird als Alternative für die wirtschaftlich bedeutsame, jedoch trockenheitsempfindliche Fichte diskutiert (Picea abies (L.) H.Karst.). Zwei Unterarten, die Küsten- (FDC) und die Inlandsdouglasie (FDI), sind im ausgedehnten natürlichen Verbreitungsgebiet in Nordamerika beheimatet, welches ein großes Potenzial für die Auswahl produktiver und trockenresistenter Herkünfte bietet. Unser Ziel war, die Trockenreaktion verschiedener Douglasienherkünfte unter Verknüpfung morphologischer und physiologischer Parameter und die der Trockenheitsresistenz bzw. -empfindlichkeit zugrundeliegenden Mechanismen zu erforschen. Ein Herkunftsversuch in Südwestdeutschland ermöglichte die Untersuchung 50-jähriger Douglasien verschiedener Herkünfte entlang eines Höhengradienten. Unter kontrollierten Bedingungen simulierten wir die Effekte einer Hitzewelle auf Jungbäume zweier Provenienzen. Wir analysierten die Kohlenstoff- und Sauerstoff-Stabilisotopenzusammensetzung, den Gaswechsel der Blätter, Veränderungen im Stoffwechsel und das Baumwachstum. Unsere Ergebnisse zeigen bei FDC aus humiden Regionen hohe Wachstumseinbußen unter Trockenheit und moderat bis stark verringerte stomatäre Leitfähigkeit, unterstützt durch Photoprotektion. FDC aus Regionen mit starker Sommertrockenheit reagierten kaum mit Stomataschluss und Wachstumseinbußen auf Trockenheit, jedoch mit starker Osmoregulation und Monoterpen-Emissionen, welche zur Trockenresistenz beitragen könnten. FDI aus einer ariden Region zeigten hohe An, geringes Wachstum und stark antioxidative und photoprotektive Mechanismen. Die Herkünfte unterscheiden sich stark in ihrer Trockenreaktion und ihren Schutzmechanismen. Der Anbau trockenresistenter Herkünfte wird an Standorten von Vorteil sein, für die eine Häufung von ariden Sommerperioden vorhergesagt wird. / In Central Europe, more frequent periods of dry and hot weather are expected in the future with economic losses in the forestry sector. Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) is discussed as a timber species alternative to the economically important but drought-sensitive spruce (Picea abies (L.) H. Karst.). Two subspecies, the coastal (FDC) and the interior Douglas-fir (FDI), are native to an extensive natural range in North America, offering a great potential for the selection of productive and drought tolerant provenances. Our goal was to investigate the drought response of different Douglas-fir provenances on the morphological and physiological level, as well as the mechanisms underlying drought resistance or susceptibility. A provenance trial in southwestern Germany established in 1958 allowed the study of 50-year-old Douglas-fir trees of diverse provenances along a height gradient. Under controlled conditions, we simulated the effects of a heat wave on young trees of two provenances. We analyzed carbon and oxygen stable isotopic composition, leaf gas exchange, changes in metabolism and tree growth. FDC from humid regions responded to drought with strong growth decline and a medium to strong stomatal closure, supported by enhanced instantaneous photoprotection. FDC from regions with very dry summer conditions showed a small growth decline and anisohydric regulation of stomatal conductance under drought, supported by high levels of osmotic adjustment. High monoterpene emissions might contribute to the drought resistance. FDI from an arid region showed high assimilation rates, low growth potential and a high antioxidant, photoprotective, drought and heat protective potential. The provenances differ greatly in their dry reaction and their protective mechanisms. The cultivation of drought resistant crops will be beneficial at sites predicted to accumulate arid summer periods.