Forscher entdecken Schwelle, die eine Reaktion auf Dürre in Wäldern auslöst

Missouri beherbergt eine Reihe natürlicher Ressourcen, wobei Wälder zu den wertvollsten Ökosystemen des Staates gehören. Da sich wärmere Temperaturen aufgrund des Klimawandels weltweit auf Ökosysteme auswirken, stehen Wälder unter Stress, sich an diese Veränderungen anzupassen und ihr Überleben in einer wärmeren Welt zu sichern.

In einer neuen Studie stellt Jeffrey Wood, Forscher an der Universität von Missouri, das Konzept des „Ökosystem-Welkpunkts“ vor, das erklärt, wie ganze Wälder auf Dürre reagieren. Wood und sein Forschungsteam fanden heraus, dass Wälder, wenn sie ihren Ökosystemschwundpunkt erreichen, weniger in der Lage sind, richtig zu funktionieren, was ihre Fähigkeit einschließt, Kohlendioxid zu absorbieren. Um zu erfahren, wie sich der Wald in Dürreperioden verhält, kombinierte Wood Messungen der Evapotranspiration (Wasserverlust in die Luft) und des Wasserzustands des Ökosystems, der anzeigt, wie hydratisiert der Wald ist.

„Der motivierende Grund dafür, die Reaktion der Wälder auf Dürre zu verstehen, ist, dass Dürre weltweit jetzt wichtig ist und nicht erwartet wird, dass sie besser wird“, sagte Wood, Assistenzprofessor am College of Agriculture, Food and Natural Resources. „Wir wollten eine bessere Möglichkeit entwickeln, diese Ökosysteme zu verstehen und zu charakterisieren, damit wir diese Informationen nutzen können, um die Dynamik der Vegetation im Laufe der Zeit zu modellieren und die zukünftigen Auswirkungen auf diese Ökosysteme besser zu verstehen.“

Um die Nuancen des Waldstresses zu verstehen, analysierten Wood und seine Co-Autoren erneut Daten, die während eines extremen Dürreereignisses im Jahr 2012 im Baskett Forest, einem 8 km östlich von Ashland, Missouri, gelegenen Outdoor-Labor mit einer Fläche von 2.266 Acres, gesammelt wurden. Diese Studie verwendet eine Methode, die ursprünglich entwickelt wurde, um die Wechselwirkung zwischen Wasser und einer einzelnen Zelle zu verstehen. Diese Methode wurde später auf Blätter angewendet, und dann erweiterte Wood sie in dieser Studie, um einen ganzen Wald zu analysieren.

In dieser Studie erreicht dieser Eichen-Hickory-Wald in Zentral-Missouri seinen Ökosystem-Welkpunkt zwischen 2-4 Wochen extremer Dürre. An diesem Punkt würde der Wald durchnässte Niederschläge brauchen, um sich zu verjüngen.

„Der Welkepunkt des Ökosystems ist insofern von funktioneller Bedeutung, als der Wald diese Schwelle überschreitet und sich das Verhalten des Waldes merklich ändert“, sagte Wood. „Wenn Sie in diesen stark gestressten Zustand geraten, reagiert der Wald ziemlich unempfindlich auf Veränderungen in der Umgebung. Wenn also die Sonne aufgeht, würden Sie dazu neigen zu glauben, dass der Wald angeht und mit der Photosynthese beginnt, aber wenn der Wald vorbei ist Aufgrund seines Ökosystem-Welkpunkts hat es eine sehr begrenzte Fähigkeit, auf Lichtveränderungen in Bezug auf die Kohlendioxidaufnahme zu reagieren, weil es so viel Stress ausgesetzt ist.

Diese Studie bietet Einblicke in die Wasserverhältnisse ganzer Wälder und ist ein nützliches Werkzeug für Forscher, die untersuchen, wie Wälder auf der ganzen Welt mit Temperaturschwankungen umgehen – etwas, das Wood betont, ist wichtig, da Wissenschaftler Wälder so bewirtschaften, dass sie besser auf den Klimawandel vorbereitet sind.

„Wälder sind ziemlich wichtig; sie sind auf eine Weise mit Wetter und Klima verbunden, die wir immer noch nicht vollständig verstehen“, sagte Wood.

„Der Welkepunkt des Ökosystems definiert die Dürrereaktion und Erholung von a Quercus-Carya Wald“ erschien in Biologie des globalen Wandels. Zu den Co-Autoren gehören Lianhong Gu, Paul J. Hanson, Christian Frankenberg und Lawren Sack.