Forscher arbeiten daran, die legendären Rotfichtenwälder von West Virginia wiederherzustellen

Kahlschläge und Waldbrände dezimierten Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts die Rotfichte, einst die dominierende Baumart in den Höhenlagen von West Virginia. Heutzutage sind nur noch 10 % der historischen Rotfichtenbedeckung des Staates übrig, und der Klimawandel sieht sich einer neuen Bedrohung gegenüber.

Die Forscher der West Virginia University, Donald Brown und James Thompson vom Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design, arbeiten daran, einen Teil des ursprünglichen Baumlebensraums wiederherzustellen, indem sie die langfristigen Auswirkungen der Erwärmung auf Rotfichte und die Kreaturen, die dieses Ökosystem nennen, untersuchen Heimat.

Die Tiere darin

Brown, ein wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Wildtierressourcen, konzentriert sich hauptsächlich auf Tierpopulationen innerhalb des Rotfichten-Ökosystems. Bemerkenswerte Arten, die den Wald bewohnen, sind das fliegende Eichhörnchen aus Virginia und die einheimische Bachforelle. Als Herpetologe hat Brown auch den bedrohten Cheat-Mountain-Salamander untersucht, eine staatlich geschützte Art, die in West Virginia endemisch ist. Er lebt nur im hochgelegenen Fichtenwald. Während sich das Klima erwärmt, hat jedoch der östliche Rotrückensalamander, eine Art in niedrigeren Höhenlagen, begonnen, in das Verbreitungsgebiet des Cheat Mountain-Salamanders aufzusteigen und um Ressourcen zu konkurrieren.

Browns Forschung über den Cheat Mountain Salamander wurde kürzlich in veröffentlicht Zeitschrift für Fisch- und Wildtiermanagement und in Waldökologie und -management.

Während Brown sich auf die Beziehung zwischen dem Cheat-Mountain-Salamander und seinem Waldlebensraum konzentriert hat, hat er sich auch mit der Rolle befasst, die die Wiederherstellung der Rotfichte für den Erfolg verschiedener Arten spielt, und ob ein wiederhergestellter Wald ein ebenso geeigneter Lebensraum ist wie ein Urwald. Er und seine Studenten führten auch eine Vogelstudie durch, um Vögel zu quantifizieren, die speziell mit Rotfichtenwäldern in Verbindung gebracht wurden, die kürzlich in veröffentlicht wurde Ökologische Indikatoren.

Eine Erkenntnis ist eindeutig: Der Klimawandel bedroht die Rotfichte aufgrund ihres Standorts ernsthaft.

Die nördliche Baumart folgt den kühlen, nassen Appalachen bis hinunter nach North Carolina, aber steigende Temperaturen schränken die Überlebenschancen ein.

„Sie sind bereits auf dem Gipfel des Berges“, sagte Brown. „Wir können nirgendwo hingehen. Einige der Untersuchungen waren ziemlich düster und prognostizierten im Wesentlichen, dass wir in diesem Jahrhundert Rotfichte verlieren werden.“

Die aktuelle Genforschung bietet einige Hoffnung. Forscher können Samen identifizieren, die am wahrscheinlichsten bei wärmenden Temperaturen bestehen bleiben, und manipulieren, was gepflanzt wird, um die besten Überlebenschancen zu haben.

Von Grund auf

Während Browns Forschung Rotfichtenwälder als Lebensraum für andere Arten betrachtet, nimmt Thompson die einzigartige Perspektive eines Bodenwissenschaftlers ein. Er arbeitet mit dem US Forest Service und dem Natural Resources Conservation Service zusammen, um die Böden in Rotfichtenwäldern zu untersuchen, und seine Forschung weist auf eine dynamische Verbindung zwischen den Bäumen und dem reichen, schwammigen Boden hin, aus dem sie wachsen, sogar am südlichen Ende ihres Verbreitungsgebiets .

„Die Bodenarten und unser Klima stimmen, so dass diese Rotfichten überleben können“, sagte er. „Aber wenn die Rotfichten-Ökosysteme fortbestehen, beginnen sie, den Boden noch mehr zu verändern und bestimmte Eigenschaften zu schaffen, die in West Virginia einzigartig sind. Wenn wir eine Rotfichte finden, finden wir bestimmte Arten von Böden.“

Mit dieser Logik postulieren Thompson und seine Kollegen, dass das Vorhandensein derselben Böden anderswo auf einen ehemaligen Rotfichtenlebensraum hindeuten könnte. In ähnlicher Weise bilden die Böden sowohl moderner als auch historischer Fichtenpopulationen – letztere sind Orte, an denen vor dem Kahlschlag Wälder existierten – eine Karte, die zukünftige Wiederherstellungspflanzungen leiten kann.

„Böden sind im Wesentlichen eine langfristige Aufzeichnung der Vergangenheit“, sagte er. „Sie tragen die Prägung dessen, was in der Vergangenheit passiert ist, und diese Prägung bleibt bestehen. Obwohl einige dieser Gebiete seit 100 Jahren oder länger keine Fichte mehr haben, erinnern sie sich daran, dass sie früher Rotfichtenwälder unterstützt haben, weil sie diese Beweise aufrechterhalten in der Erde.“

Untersuchungen zeigen, dass ein Standort, der vor einem Jahrhundert für Rotfichte geeignet war, heute eher eine erfolgreiche Wiederherstellung unterstützen würde.

„Deshalb denke ich, dass die Verwendung von Erden als Leitfaden für die Wiederherstellung von Rotfichten hilfreich sein kann“, sagte Thompson. Er fügte hinzu, dass die Berücksichtigung der Böden ein wichtiger Bestandteil der Wiederherstellungsbemühungen sei, da Rotfichtenböden mehr Kohlenstoff speichern als Nicht-Fichtenwaldböden.

„Wenn Sie sich Sorgen über die Kohlenstoffbindung und den Klimawandel machen, wird Ihnen die Wiederherstellung von Rotfichtenwäldern diesen Kohlenstoffbestandsvorteil bringen“, sagte er. Die Vorteile von Rotfichtenböden gehen jedoch über die Kohlenstoffbindung hinaus, da sie eine höhere Wasserhaltekapazität haben. Dies verändert die Hydrologie der Wassereinzugsgebiete und begrenzt stromabwärts gelegene Überschwemmungen.

Ein Erfolgsrezept

Zusätzlich zu ihrer eigenen Forschung haben sich Brown und Thompson mit der Central Appalachian Red Spruce Restoration Initiative zusammengetan. CASRI wurde gegründet, um die Rotfichte in der Landschaft wiederherzustellen. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Initiative stärker fokussiert und besteht nun aus über einem Dutzend staatlicher und nichtstaatlicher Einrichtungen, darunter der Monongahela National Forest, die West Virginia Highlands Conservancy und The Nature Conservancy. Viele WVU-Wissenschaftler haben zu den Bemühungen der Initiative beigetragen; Jetzt spielen sowohl Browns als auch Thompsons Forschung eine wichtige Rolle bei der Förderung der Restaurierung.

„Im Laufe der Jahre habe ich mich immer mehr in die Partnerschaft eingebracht“, sagte Brown. „Ich habe versucht, Wege zu finden, um Forschungen durchzuführen, die ihre Mission informieren. Die tatsächliche Pflanzung, die sie vorgenommen haben, hat in diesem Zeitraum exponentiell zugenommen.“

Er glaubt, dass es die kollektive Anstrengung ist, die den Fortschritt der Organisation und letztendlich den Erfolg der Freiwilligeninitiative vorantreibt.

Ein Restaurierungsratgeber

Brown und Thompson arbeiten gemeinsam an einem Leitfaden für die Restaurierung von Rotfichten. Die Bemühungen sind eine wichtige Initiative zwischen Wissenschaftlern des Davis College, Regierungsbehörden und Nichtregierungsorganisationen.

„Das Buch hat über 30 verschiedene Mitwirkende, die Teil der Partnerschaft sind“, sagte Brown. „Wir versuchen, eine aktuelle Synthese dessen zu erstellen, was wir über die Ökologie der Rotfichte wissen, sowie über die durchgeführten und zukünftigen Renaturierungsmaßnahmen.“

Thompson und einige seiner ehemaligen Doktoranden haben zu zwei Kapiteln des Buches beigetragen. Eine behandelt die Böden des Rotfichten-Ökosystems und ihre Beziehung zur Identifizierung potenzieller Wiederherstellungsstandorte. Das zweite Kapitel betrachtet das Restaurierungspotenzial, das sich aus der Zusammenarbeit der WVU mit dem Forest Service und dem Natural Resources Conservation Service ergeben hat. Es stellt Verbindungen her zwischen Managemententscheidungen und wie sich das Ökosystem als Reaktion darauf ändern kann oder nicht.

Während die Restaurierungsbemühungen mit Beiträgen von Forschern wie Brown und Thompson fortgesetzt werden, wächst Rotfichte im Vergleich zu anderen Bäumen langsam. Das bedeutet, dass die heutigen Setzlinge die Hände, die sie pflanzen, lange überleben werden.

„Wir werden die Ergebnisse zu unseren Lebzeiten nicht sehen“, sagte Brown. „Wir schauen wirklich auf Jahrzehnte bis Jahrhunderte, um zu diesem reifen Waldstadium zu gelangen, an dem wir letztendlich interessiert sind.“