Forstwissenschaftler der Oregon State University haben bei ihrer Untersuchung zur Baumregeneration festgestellt, dass der Rauch von Waldbränden einen unerwarteten Vorteil bietet: Er hat eine kühlende Wirkung, die gefährdeten Setzlingen das Leben erleichtern kann.
Die Entdeckung wurde im Rahmen einer Kooperation des OSU College of Forestry unter der Leitung der wissenschaftlichen Mitarbeiterin Amanda Brackett gemacht, als diese daran arbeitete, die Auswirkung der Baumkronenbedeckung auf die sommerlichen Höchsttemperaturen in Bodennähe zu bestimmen.
Das Ziel der Studieveröffentlicht im Kanadisches Journal für Waldforschungbestand darin, zu beschreiben, wie sich Hitzewellen und andere zukünftige Klimabedingungen auf die Temperatur auswirken könnten.
Die Wissenschaftler nutzten zuvor in Laborstudien ermittelte Hitzestressreaktionen von Setzlingen, um den temperaturbedingten Stress bei Nadelbaumsetzlingen und keimenden Samen unter verschiedenen Kronendachbedingungen zu untersuchen.
„Die Regeneration der Bäume ist ein Indikator für die Widerstandsfähigkeit des Waldes und ein wichtiger ökologischer Prozess, aber junge Setzlinge sind besonders anfällig für Hitzestress“, sagte Brackett.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine Überdachung der Baumkronen zwar dabei helfen kann, den Temperaturstress der Setzlinge abzumildern, extreme Hitzeereignisse und der Klimawandel jedoch immer noch erhebliche Herausforderungen darstellen – und dass Waldbrandrauch tatsächlich von Nutzen sein kann.“
Brackett und seine Kollegen Chris Still und Klaus Puettman entwickelten eine Messgröße namens „Stressgradstunden“, um die Dauer und Intensität hoher Temperaturen anzuzeigen, die ein Niveau überschreiten, das die Baumregeneration behindert.
„Diese Arbeit zeigt, dass weitverbreiteter Rauch von Waldbränden zu unerwarteten positiven Effekten führen kann, indem er das Sonnenlicht an der Oberfläche reduziert und so die Temperaturen senkt, denen gefährdete Baumsetzlinge ausgesetzt sind, sogar bei extremem Sommerwetter wie der Hitzekuppelperiode 2021“, sagte Still, ein Professor, der Rückkopplungen und Auswirkungen des Klimawandels auf Wälder erforscht.
Im Sommer 2021 untersuchten die Wissenschaftler 11 verschiedene Bestände kürzlich ausgedünnter, 50 Jahre alter Douglasien im Einzugsgebiet des Upper Blue River im Willamette National Forest im Westen Oregons und maßen die Lufttemperaturen an Südhängen in 2 Zentimetern Höhe über dem Boden. Das Untersuchungsgebiet war im August 2021 aufgrund der Brände im Middle Fork Complex und in den Washington Ponds stark von Waldbrandrauch betroffen.
Insgesamt und nach Berücksichtigung der topografischen Einflüsse stellten sie fest, dass bei jeder zehnprozentigen Zunahme der Baumkronenbedeckung die Maximaltemperaturen in 2 cm Tiefe um 1,3 °C niedriger lagen, die Wahrscheinlichkeit, dass die Temperaturen die Stressschwelle für die Regeneration der Nadelbäume überschritten, um ein Viertel sank und die Gesamtzahl der Stressgradstunden um 40 % zurückging.
„Diese Reduktionen sind groß genug, um bei der Verwaltung der Baumregeneration beachtet zu werden“, sagte Brackett. „Aber Daten, die während der Hitzekuppel im pazifischen Nordwesten im Juni 2021 gesammelt wurden, zeigen, dass bei verschiedenen Klimawandelszenarien und Hitzewellen die Temperaturen unabhängig von der Baumkronenbedeckung für die Regeneration ungünstig sein werden.“
Während der Hitzekuppel betrug die höchste von den Wissenschaftlern gemessene Temperatur nahe der Bodenoberfläche 57,4 °C oder knapp über 135 °F.
Der Einfluss des Rauchs auf die maximale und durchschnittliche Temperatur in Bodennähe sei vergleichbar mit der Temperaturabnahme, die durch eine 15-prozentige Zunahme der Baumkronenbedeckung verursacht werde, sagte Brackett.
Dieses Ergebnis steht im Einklang mit der Annahme, dass Rauch zwar eine Reihe von Problemen hervorrufen kann, Feuer jedoch ein natürliches Waldphänomen mit ökologischen Vorteilen ist.
„Rauch absorbiert und streut die einfallende Sonnenstrahlung und verringert so die Menge, die den Waldboden erreicht, aber wir haben nicht mit einem derartigen Ausmaß der Auswirkungen gerechnet“, sagte sie. „Dieser zusätzliche Kühleffekt kann bei extremen Hitzeereignissen wichtig sein, wenn Baumkronen und Topographie keinen ausreichenden Schutz vor schädlichen und möglicherweise tödlichen Temperaturen im Unterholz bieten.“
Die Regeneration von Bäumen sei ein entscheidender Faktor bei der Schaffung der vielfältigen Struktur, die mit gesunden, vielaltrigen Wäldern einhergeht, sagte sie und fügte hinzu, die Studie zeige, wie wichtig es sei, bei der Planung und Umsetzung von Forstmaßnahmen die Bedingungen zu berücksichtigen, denen junge Setzlinge ausgesetzt sind.
„Die Manager müssen verstehen, wie sich das Mikroklima unter verschiedenen Bedingungen verändert“, sagte Brackett. „Angesichts der Klimavorhersagen müssen Wissenschaftler und Manager nach Möglichkeiten suchen, die Widerstandsfähigkeit einzelner Bäume und des gesamten Waldes gegenüber einem heißeren und extremeren Klima zu erhöhen.“
„Der Rauch von Waldbränden wird auch weiterhin Auswirkungen auf die Ökosysteme haben. Obwohl wir einen unerwarteten Nutzen dokumentiert haben, sind weitere Arbeiten erforderlich, um andere potenzielle Auswirkungen zu entschlüsseln.“
Mehr Informationen:
Amanda Brackett et al., Die Restbedeckung des Baumkronendachs dient der Pufferung der Temperaturen in Bodennähe, doch unter extremen Bedingungen sind die Vorteile begrenzt, Kanadisches Journal für Waldforschung (2024). DOI: 10.1139/cjfr-2023-0268