Jahrhundertealte Zuckerahorne in Wisconsin. Fünfhundert Jahre alte Zedern in Oklahoma. Fünfzig Fuß breite Eichen in Georgia. Diese Bäume zieren die alten Wälder unserer Nation, und Wissenschaftler sagen, dass sie unerforschte Geheimnisse von ihren Wurzeln bis zu ihren Ringen bergen.
Um diese Ressourcen zu verwalten, forderte die Biden-Administration am Tag der Erde 2022 das Landwirtschaftsministerium und das Bureau of Land Management auf, solche Wälder auf Bundesland zu definieren und zu kartieren. Ein Jahr später führte diese Arbeit zu einer allerersten nationalen Bestandsaufnahme von alten und alten Wäldern, die allgemein als Wälder in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium bezeichnet werden. Und mit etwas Hilfe der NASA wird die Öffentlichkeit bald in der Lage sein, einige dieser Wälder wie nie zuvor zu sehen.
Die alten Wälder des Landes umfassen verschiedene Baumarten in verschiedenen Regionen, von hoch aufragenden Mammutbäumen und 5.000 Jahre alten Bristlecone-Kiefern bis hin zu winzigen Pinyon-Wacholdern, deren Alter und Größe weniger offensichtlich sind. Jahrzehntelang hat der US Forest Service solche Bäume in Hunderttausenden von Parzellen im ganzen Land untersucht, aber die Behörde hat bis jetzt nie eine formelle Bilanz gezogen. Um solche Wälder zu identifizieren und zu definieren, analysierte das Team jahrzehntelange Felddaten aus einer Vielzahl von Waldtypen und ökologischen Zonen und sammelte dabei auch öffentliche Beiträge.
Amerikas Wälder tragen dazu bei, mehr als 10 % unserer jährlichen Treibhausgasemissionen zu absorbieren. Während jüngere Vegetation Kohlenstoff schneller anreichert, enthalten alte Wälder insgesamt mehr Biomasse und speichern mehr Kohlenstoff. Diese Ökosysteme sind nicht nur für die saubere Luft und das saubere Wasser des Landes unerlässlich, sie haben auch eine besondere Bedeutung für Stammesnationen, sie unterstützen die lokale Wirtschaft und bewahren die Biodiversität.
Ergänzend zur Bodenforschung des Forest Service verwenden einige von der NASA finanzierte Wissenschaftler ein weltraumgestütztes Instrument namens GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), um ein detailliertes Bild dieser Wälder zu erhalten. Von seinem Platz auf der Internationalen Raumstation aus kann der Laser Imager (Lidar) von GEDI durch dichte Baumkronen blicken und fast alle Wälder der gemäßigten und tropischen Zonen der Erde beobachten. Indem die Reflexion der Laserpulse vom Boden und von Pflanzenmaterial (Stängel, Äste und Blätter) in verschiedenen Höhen aufgezeichnet wird, macht GEDI detaillierte Messungen der dreidimensionalen Struktur der Wälder und Felder des Planeten. Es kann sogar das Gewicht, die Höhe und die vertikale Struktur von Bäumen schätzen.
Bildnachweis: Scientific Visualization Studio der NASA
„Die Partnerschaft mit der NASA wird uns dabei helfen, Analysen durchzuführen, zu denen wir in der Vergangenheit nicht in der Lage waren“, sagte Jamie Barbour, der die Altholzinitiative für den US Forest Service leitet. „Vom Weltraum aus werden wir in der Lage sein, einen Drilldown durchzuführen und so viele weitere Orte kennenzulernen.“
Alte Bäume, dauerhafte Bedrohungen
Forscher haben berichtet, dass in den letzten Jahrhunderten beträchtliche Teile der Urwälder in den USA verloren gegangen sind. Der Holzeinschlag hat die Wälder, die die Europäer vorfanden, als sie nach Nordamerika kamen, stark verändert, während invasive Insekten und Krankheiten in jüngerer Zeit wichtige Baumarten verwüstet haben. Überlebende Wälder sind auch einer neuen Generation von Bedrohungen ausgesetzt, darunter durch den Klimawandel verursachte Waldbrände, starke Regenfälle sowie chronischer Temperatur- und Dürrestress.
Arten wie die amerikanische Buche, die östliche Hemlocktanne, die amerikanische Ulme und die Esche seien stark zurückgegangen, sagte Neil Pederson, Ökologe und Baumringspezialist (Dendrochronologe) an der Harvard University. Er sagte, dass die Erhaltung dessen, was übrig ist, von entscheidender Bedeutung ist, wenn wir weiterhin grundlegende Entdeckungen über Bäume machen wollen, wie zum Beispiel, wie lange sie leben und warum, und was sie uns über die Vergangenheit der Erde verraten können.
„Dieses Projekt fordert uns heraus, wirklich einen Schritt zurückzutreten und darüber nachzudenken, warum diese älteren Wälder für uns wichtig sind und wie wir die Probleme, mit denen sie konfrontiert sind, proaktiver angehen können“, sagte Marin Palmer, technischer Teamleiter des Forstdienstes.
„Wir stellen uns manchmal vor, dass diese Wälder nie von Menschen berührt wurden, aber wir müssen weiter in die Geschichte zurückblicken und verstehen, dass die Ureinwohner ihre Wälder seit Jahrtausenden absichtlich bewirtschaften. Wenn wir an die Bedrohung durch den Klimawandel denken, wird dies zu einem größeren Gespräch über die Notwendigkeit, aktive Verwalter unserer Landschaften und Ökosysteme zu sein.“
Bildnachweis: Scientific Visualization Studio der NASA
Baumringe sind eine Aufzeichnung des Erdklimas und sie lehren uns Dinge, die wir normalerweise nicht in Lehrbüchern erfahren, sagte Pederson. „In den Vereinigten Staaten sind unsere besten meteorologischen Aufzeichnungen nur etwa 130 Jahre alt“, sagte er. „Lebende und fossile Bäume ermöglichen es uns, die Temperatur- und Niederschlagsgeschichte über Hunderte oder Tausende von Jahren zu rekonstruieren, was uns hilft, Dürre- und Regenperioden besser zu verstehen.“
Der Forstdienst wird weiterhin mit Partnern wie der NASA zusammenarbeiten, um Luft- und Satellitenbilder zu sammeln und reifes und altes Wachstum in feineren Maßstäben zu kartieren. Solche Daten können USFS auch dabei helfen, ein langfristiges Überwachungssystem aufzubauen. In der Zwischenzeit wird ein Team von behördenübergreifenden Experten Bedrohungen und Risiken für diese Gebiete analysieren und bewerten.
GEDI sammelte vier Jahre lang Waldbeobachtungen auf der ganzen Welt, bevor es kürzlich auf der Internationalen Raumstation in den Winterschlaf ging. Eine Verlängerung der GEDI-Mission wird derzeit diskutiert, und wenn die Verlängerung genehmigt wird, wird erwartet, dass die Überwachung von alten und alten Wäldern wieder aufgenommen wird, wenn sie innerhalb von zwei Jahren wieder in Betrieb genommen werden.
„Es ist eine wirklich revolutionäre Zeit, in der wir gerade leben, mit all diesen verschiedenen Sätzen von Fernerkundungsdaten, die bereits im Weltraum sind oder in den Weltraum gehen“, sagte Ralph Dubayah, Professor an der University of Maryland und Hauptforscher der GEDI-Mission. „Dies verändert radikal, wie wir bei dieser Art von Unternehmungen vorgehen.“