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Global patterns of intraspecific variation in tree resilience to drought

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Holz als Risikoindikator für das Vertrocknen von Bäumen

Mit dem Klimawandel einhergehende Dürreperioden verringern das Baumwachstum und führen zu Baumsterben, was sich weltweit stark auf die Waldökosysteme auswirkt. Die Widerstandsfähigkeit der Bäume gegenüber den Auswirkungen dieser Dürren wird dabei für die Erhaltung funktionierender Ökosysteme entscheidend sein.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Die Untersuchung der Widerstandsfähigkeit von Bäumen ist der Schlüssel zur Vorhersage, ob sich Baumarten nach den von den meisten Klimamodellen vorhergesagten schnellen Umweltveränderungen anpassen, ihr Verbreitungsgebiet verschieben oder aussterben werden. Da die Auswirkungen von Dürren auf das Baumwachstum das Überleben der Bäume und damit die Holzproduktivität und den Schutz der Wälder beeinträchtigen können, ist es äußerst wichtig, zu beurteilen, wie der Klimawandel durch die frühzeitige Erkennung von Anzeichen für das Baumsterben abgeschwächt werden kann, um so die Waldbewirtschaftung zu verbessern. Das EU-Projekt TreEsilience hat diese Anzeichen analysiert, um die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen. „Dürren wirken sich sowohl zwischen verschiedenen als auch innerhalb der gleichen Populationen unterschiedlich auf das Wachstum von Bäumen aus. Daher könnte die Ermittlung der widerstandsfähigeren Herkunftsorte oder Bäume den Erfolg zukünftiger Bewirtschaftungs- und Erhaltungspraktiken erhöhen“, erläutert Lucía DeSoto, Hauptforscherin des Projekts TreEsilience. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen fand DeSoto heraus, dass Bäume, die bei Wasserknappheit abstarben, weniger widerstandsfähig gegenüber früheren, nicht tödlichen Dürreperioden waren als koexistierende überlebende Bäume der gleichen Art in den gleichen Populationen. „Dieses wichtige Ergebnis ist ein Beweis für den Zusammenhang zwischen dem Sterblichkeitsrisiko und den zuvor beobachteten Unterschieden bei Strategien zur Widerstandsfähigkeit gegen Dürren, die sich im Wachstum der Baumringe widerspiegeln können“, sagt sie.

Eine neue Methode zur Bewertung der potenziellen Widerstandsfähigkeit

Nach Kenntnis von DeSoto ist das Projekt das erste, das den direkten Zusammenhang zwischen der Widerstandsfähigkeit gegenüber Dürren und dem zukünftigen Sterblichkeitsrisiko bewertet. „Das liegt vor allem daran, dass es sich als schwierig erweist, sowohl die Widerstandsfähigkeit als auch die Sterblichkeit bei ein und demselben Baum empirisch zu bewerten.“ Neu dabei ist die Verwendung von Baumringdaten, die eine retrospektive Quantifizierung der Auswirkungen von Dürreperioden in jährlicher Auflösung für zahlreiche einzelne Bäume sowie Baumpopulationen und -arten ermöglichen. Das Team mit Sitz beim Obersten Rat für wissenschaftliche Forschung in Almería nutzte zwei Datenbanken: die Internationale Baumringdatenbank (ITRDB) und die Baumringwachstums-Mortalitätsdatenbank. Die ITRDB umfasst 172 054 Baumring-Datenreihen, die an 4 438 Orten erfasst wurden. Die Baumringwachstums-Mortalitätsdatenbank enthält Baumringdaten von 2 970 abgestorbenen und 4 224 lebenden Bäumen an 190 Orten für 36 Arten, bei denen die Sterblichkeit hauptsächlich durch Stress wie z. B. Dürren verursacht wurde. „Die Baumringdaten beider Datenbanken stammen überwiegend von Nadelbäumen aus den gemäßigten, mediterranen und borealen Ökosystemen der nördlichen Hemisphäre. Uns ist bewusst, dass die räumliche Abdeckung unseres Datensatzes begrenzt ist, obwohl er dennoch große Unterschiede in den geografischen und klimatischen Bedingungen dieser Regionen abdeckt“, ergänzt DeSoto. Da sich Wasserverfügbarkeit und Temperatur auf die Baumleistung auswirken, werden Baumpopulationen aus geeigneten Klimazonen voraussichtlich höhere Wachstumsraten aufweisen, die in Baumringen mit jährlicher Auflösung gemessen werden können. Dadurch erhalten Forschende Aufschluss über potenzielle Stresssituationen. DeSoto erklärt dazu: „Die Baumringdaten jeder Art wurden mit der ‚Klimatauglichkeit‘ kombiniert. Die Klimatauglichkeit wird durch Artenverbreitungsmodelle ermittelt, welche die abiotische Nische für die einzelnen Arten modellieren. Dies ermöglicht es, die Wasserbedingungen für die Populationen zu charakterisieren und die Gradienten der Umweltbedingungen für das Artenspektrum zu beschreiben.“

Daten sinnvoll nutzen

Aufgrund ihrer Arbeit ist DeSoto davon überzeugt, dass Artenverbreitungsmodelle den Umstand berücksichtigen sollten, dass die Reaktion auf das Klima nicht im gesamten Verbreitungsgebiet einer bestimmten Baumart homogen ist. Die Ergebnisse des Projekts werden in die Artenverbreitungsmodelle einfließen, um besonders betroffene Gebiete und gefährdete Baumarten zu Zwecken ihrer Erhaltung zu ermitteln sowie die Herkunftsorte widerstandsfähigerer Baumarten auszumachen, die für eine effizientere Aufforstung geeignet sind. „Wir möchten ein Protokoll für die Auswahl von Bäumen, die weniger gute Chancen haben, künftige Dürreperioden zu überstehen, als Kandidaten für die Ernte entwickeln. Dieses Vorgehen würde einer unterstützten Waldentwicklung entsprechen.“ Das Projekt sucht nun nach Fachleuten aus der Praxis, politisch Verantwortlichen und Interessengruppen, die bereit wären, das Protokoll anzuwenden und seine Tragfähigkeit zu bewerten.

Schlüsselbegriffe

TreEsilience, Dürre, Baumringe, Widerstandsfähigkeit von Bäumen, Baumsterben

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