Blitzeinschläge prägen tropische Wälder

Es ist leicht zu erkennen, wie Dürren, Brände und andere Umwelteinflüsse die Form eines Waldes verändern und bestimmen, von den Bäumen, aus denen er besteht, bis hin dazu, wo und welche Bäume wachsen und zusammenleben.

Aber ein anderer Zufall der Natur spielt eine unterschätzte Rolle in der Gesamtstruktur und Gesundheit der Wälder: Blitze.

„Wälder werden weltweit immer jünger. Im Allgemeinen sehen wir, dass die ältesten Bäume in Wäldern aus verschiedenen Gründen sterben und nicht ersetzt werden“, sagt Jeannine Richards, Postdoktorandin in der Botanikabteilung der Universität von Wisconsin–Madison. „Blitze sind eine dieser Gefahren, die im Laufe der Zeit zum Verlust großer Bäume beitragen, und wir erkennen erst jetzt, dass sie Teil dieser Liste von Treibern sein müssen.“

Richards, im Labor von Professor Kate McCulloh, ist Co-Autor einer neuen Studie in Natur Pflanzen Das hilft dabei, Blitze als Umweltfaktor zu etablieren, der bestimmen kann, aus welchen Bäumen in Zukunft tropische Wälder bestehen werden.

Es ist wichtig, Blitze ernst zu nehmen, da einige Beweise zeigen, dass die Zahl der Blitzeinschläge mit dem Klimawandel zunimmt, was bedeutet, dass sie in Zukunft eine größere Rolle bei Waldstörungen und Baumumschlag spielen könnten. Ein besseres Verständnis von Blitzen kann auch zur Erstellung verbesserter Klimamodelle führen, die Forschern dabei helfen, zu untersuchen, wie die Wälder der Welt auf Veränderungen in ihrer Umgebung reagieren können.

Seit Jahren beobachten Wissenschaftler, dass Baumarten unterschiedlich auf Blitzeinschläge zu reagieren scheinen, aber die Auswirkungen dieser Einschläge auf die Waldzusammensetzung wurden nicht gemessen, da Blitze schwer zu verfolgen und zu dokumentieren sind.

Betreten Sie das spezialisierte Blitzüberwachungssystem, das sich in den an den Panamakanal angrenzenden Wäldern des Barro Colorado Nature Monument befindet. Bei Gewitter zeichnet das Überwachungssystem Bilder und Zeitstempel von Blitzeinschlägen von vier verschiedenen Türmen im Wald auf. Forscher, einschließlich Richards, verwenden Fotos desselben Streiks von mehreren Türmen, um den Ort des Streiks zu triangulieren und den Schaden zu dokumentieren.

Wenn es zu einem Schlag kommt, werden die höchsten Bäume, die aus dem Blätterdach ragen, am wahrscheinlichsten direkt getroffen. Anders als in einem gemäßigten Wald, wie er in Wisconsin typisch ist, werden jedoch nicht nur ein paar Bäume durch einen einzigen Schlag beschädigt. Bis zu 100 Bäume, die mit dem getroffenen Baum verbunden oder nahe genug daran sind, können dem elektrischen Strom ausgesetzt werden, was dazu führt, dass einige sofort sterben, andere langsam sterben und wieder andere ihren normalen Betrieb fortsetzen.

Die Wissenschaftler erwarteten, dass jeder Baum aufgrund einer endlosen Anzahl möglicher individueller Unterschiede unterschiedlich auf Blitze reagieren würde. Obwohl sie dies fanden, waren sie überrascht, auch ein konsistentes Muster zu finden, in dem Bäume innerhalb derselben Art ähnlich aufeinander reagierten.

Sie fanden auch heraus, dass Baumarten, die am häufigsten von Blitzen getroffen werden, normalerweise am tolerantesten sind, was bedeutet, dass sie nach einem Schlag weniger wahrscheinlich sterben oder schwere Schäden davontragen. Arten mit dichterem Holz neigten auch dazu, Blitzeinschlägen gegenüber toleranter zu sein, insbesondere wenn sie relativ größere Gefäße hatten, ein System von Zellen, die helfen, Wasser durch einen Baum zu bewegen.

Palmen gehörten zu den anfälligsten Arten in der Studie und starben fast immer, wenn sie Blitzen ausgesetzt waren. Richards sagt, dass dies auf Unterschiede zwischen einigen funktionellen Merkmalen von Palmen und denen anderer Bäume zurückzuführen sein könnte, wie zum Beispiel die Art und Weise, wie sie wachsen und die Architektur ihrer Wedel. Aufgrund ihrer Lage im Unterholz des Waldes waren sie jedoch nicht oft Blitzeinschlägen ausgesetzt.

Richards sagt, dass weitere Studien durchgeführt werden müssen, um besser zu bestimmen, welche Eigenschaften dazu führen, dass eine Baumart mehr oder weniger blitztolerant ist, aber sie sagt, dass dies ein inspirierender Anfang ist.

Forscher wissen beispielsweise bereits, dass an Orten mit regelmäßigen Dürren Arten, die weniger Wasser benötigen, besser überleben als ihre Artgenossen. In ähnlicher Weise können dort, wo Feuer häufig ist, Arten mit dicker Rinde Feuerschäden besser standhalten, und diejenigen, die nach einem Feuer schnell wieder austreiben können, werden in der Artengemeinschaft tendenziell dominanter sein. Richards stellt sich die gleiche Art des Verständnisses mit dem Blitz vor.

Für sie war die Teilnahme an dem Projekt nicht nur aufregend, weil es zu wenig erforscht war, sondern auch, weil jeder eine Art Verbindung oder Reaktion auf Blitze hat.

„Blitze sind so ein charismatisches Phänomen. Ich erinnere mich, dass ich als Kind rausgegangen bin und mit meinem Vater Gewitter auf unserer Veranda beobachtet habe“, sagt Richards.

Mit dieser Partnerschaft zwischen den Wissenschaftlern des Barro Colorado Nature Monument des Smithsonian Tropical Research Center, Forschern der University of Louisville und der University of Alabama in Huntsville haben Wissenschaftler nur an der Oberfläche gekratzt, erklärt sie.

„Es gibt einfach so viel, was wir über Blitze nicht wissen“, sagt Richards und fügt hinzu, dass sie hofft, dass diese Forschung andere Ökologen dazu inspiriert, sich der Untersuchung anzuschließen.