Während Dürren könnten durstigere Bergwälder weniger Wasser flussabwärts bedeuten

Anhand von per Satellit gesammelten Daten fanden Forscher der North Carolina State University heraus, dass höher gelegene Wälder in den Blue Ridge Mountains ihren Wasserverbrauch während extremer Dürren oft aufrechterhalten und manchmal sogar erhöhen.

Veröffentlicht in der Zeitschrift Landschaftsökologiedeuten die Ergebnisse darauf hin, dass der erhöhte Wasserverbrauch der flussaufwärts gelegenen Wälder während einer Dürre weniger Wasser flussabwärts für Wälder, Städte und wild lebende Tiere hinterlassen könnte.

„Wir gehen davon aus, dass Dürren schwerwiegender und häufiger werden, daher ist es wichtig zu verstehen, wie sich dies auf die verfügbare Wassermenge auswirkt“, sagte die Hauptautorin der Studie, Katie McQuillan, eine Doktorandin am Center for Geospatial Analytics im NC-Staat. „Wir haben festgestellt, dass diese Wälder während Dürren im Durchschnitt mehr Wasser verbrauchen, und das führt dazu, dass weniger Wasser stromabwärts landet.“

In der Studie analysierten die Forscher, wie Bäume Wasser nutzen und es als Dampf abgeben, basierend auf thermischen Infrarot-Fernerkundungsdaten, die zwischen 1984 und 2020 von Satelliten gesammelt wurden. Sie nutzten diese Daten, um Trends in der Waldwassernutzung für mehr als 15.000 Quadratmeilen Wald zu verstehen die Blue Ridge Mountains in Virginia, North Carolina, Tennessee, South Carolina und Georgia.

„Bewaldete Bergregionen sind extrem wichtig für die Qualität und Quantität des Wassers, das wir flussabwärts haben“, sagte McQuillan. „Bergwälder produzieren einige der saubersten und stabilsten Wasserquellen und haben einen Einfluss darauf, wie viel Wasser flussabwärts für Menschen und Wasserlebewesen zur Verfügung steht.“

In einem Teil ihrer Analyse verfolgten sie, ob Wälder bei mäßigen, schweren und extremen Dürren mehr oder weniger Wasser als normal für jeden Pixel des kartierten Landes – gemittelt auf der Grundlage der Höhe – verbrauchten.

Sie fanden heraus, dass der durchschnittliche Wasserverbrauch von Wäldern in höheren Lagen während extremer Dürren im Allgemeinen unverändert oder leicht erhöht war. Diese Wälder, die etwa 22 % der untersuchten Waldfläche ausmachten, befanden sich tendenziell über 3.280 Fuß. Unterdessen fanden sie heraus, dass Wälder in tieferen Lagen ihren Wasserverbrauch im Durchschnitt reduzierten.

„Höhere Lagen empfinden Dürren als stressiger, daher verbrauchen sie jedes Mal mehr Wasser, wenn es zu einer Dürre kommt“, sagte die leitende Autorin der Studie, Katherine L. Martin, Assistenzprofessorin für Forstwirtschaft und Umweltressourcen an der NC State. „Diese Hochgebirgs- und Kammwälder sind in der Lage, den Wasserverbrauch zu erhöhen, weil sie ersten Zugang zu Niederschlägen haben. Mit weniger Abfluss verschlimmert das die trockenen Bedingungen für Bäume in niedrigeren topografischen Positionen, was zu einem stärkeren Rückgang des Waldwasserverbrauchs in niedrigen Höhenlagen und Tälern führt Wälder.“

Ein geringerer Wasserverbrauch von Wäldern in tieferen Lagen könnte bedeuten, dass sie weniger an Dürre angepasst sind.

„Die Prozesse des Wasserverbrauchs und des Wachstums von Bäumen sind gekoppelt, wenn also ein Baum seinen Wasserverbrauch reduziert, verringert er auch das Wachstum“, sagte McQuillan. „Bäume, die besser an Dürre angepasst sind, sind normalerweise in der Lage, unter größerem Wasserstress weiter Wasser zu verbrauchen und zu wachsen, als weniger an Dürre angepasste Bäume.“

Insgesamt sahen die Forscher über alle Höhenlagen hinweg, dass die Bergwälder am Höhepunkt der Dürre überdurchschnittlich viel Wasser tranken. Forscher sagten, dass steigende Temperaturen aufgrund des Klimawandels wahrscheinlich eine Rolle spielen.

„Wir glauben, dass steigende Temperaturen zu einem höheren Wasserverbrauch während Dürren führen“, sagte McQuillan. „Wenn es heißer ist, verbrauchen die Wälder mehr Wasser, um sich abzukühlen.“

Veränderungen in den Baumarten, die in den Wäldern vorkommen – aufgrund von Feuerunterdrückung und Änderungen der Niederschläge oder anderer Trends – könnten ebenfalls eine Rolle bei ihren Ergebnissen spielen, sagten die Forscher. Dürreempfindliche Arten wie Ahorn und Tulpenpappel, die historisch in tieferen Lagen gefunden wurden, sind jetzt in der gesamten Landschaft häufiger anzutreffen.

„Es gibt Arten, die viel mehr Wasser verbrauchen als andere“, sagte McQuillan. „Wenn sich diese in den Höhen- oder Hanglagen befinden, verschärft das, was wir sehen.“

Die Ergebnisse könnten bedeuten, dass Änderungen in der Art und Weise, wie Wälder Wasser nutzen, die Wasserknappheit verschlimmern würden.

Die Studie „Waldwassernutzung wird auch bei schwerer Dürre zunehmend von der Wasserverfügbarkeit entkoppelt“ ist online erschienen in in Landschaftsökologie am 27. Februar 2022.