Wälder spielen eine wichtige Rolle in den globalen Wasser- und biogeochemischen Kreisläufen. Der Klimawandel hat zu weltweiten Veränderungen der Waldverbreitung geführt, insbesondere in den mittleren Breiten. Als eine der wichtigsten Waldgattungen ist die zu den Fagaceae gehörende Eiche (Quercus) auf der Nordhalbkugel weit verbreitet.
Laubeiche fungiert als wichtige waldbauende Art in den mittleren Breitenregionen und hat einen wichtigen wirtschaftlichen und ökologischen Wert. In Zukunft werden die durch Treibhausgasemissionen verursachte globale Erwärmung und Dürre weiter zunehmen und die menschlichen Aktivitäten werden intensiviert. Wie die Eichenverbreitung auf den Klimawandel und menschliche Aktivitäten reagieren wird, ist ein wichtiges Thema, das noch nicht angesprochen wurde.
Die Erforschung der langfristigen Waldverbreitung kann uns helfen, die zukünftige Vegetationsdynamik unter Klimawandel und menschlichen Aktivitäten besser zu verstehen. In dieser Studie haben wir verschiedene Methoden (d. h. Paläoökologie, Phylogeographie und Artenverteilungsmodelle) integriert, um die wahrscheinlichen Standorte glazialer Refugien und die postglaziale Entwicklung der wichtigsten Laubeichenarten (d. h. Quercus variabilis, Q. mongolica, Q. dentata , Q. aliena, Q. acutissima und Q. liaotungensis).
Die Ergebnisse zeigten, dass Berge wie das Changbai-, das Qinling- und das Dabie-Gebirge während des Last Glacial Maximum (LGM) als Zufluchtsorte in Nord- und Zentralchina dienten. Der heutige Quercus in Nordchina könnte das Ergebnis einer lokalen Ausbreitung während der Nacheiszeit sein und nicht nur das Ergebnis einer Fernwanderung von Süden nach Norden.
Das Klima war der Haupteinflussfaktor für die Eichenmigration. Die Änderung des Verbreitungsgebiets stand im Einklang mit den holozänen Klimaänderungen, insbesondere mit den Niederschlagsänderungen. Menschliche Aktivitäten zeigten keinen großen Einfluss auf diese weit verbreitete Gattung.
Archäologische Studien haben gezeigt, dass sich archäologische Stätten während des mittleren Holozäns in Zentralchina konzentrierten und die menschlichen Aktivitäten dann im Nordosten Chinas bei etwa 4.000 cal yr BP zunahmen, aber sie führten nicht zu einem Rückgang der Pollenprozentsätze in dieser Region.
Darüber hinaus zeigten die meisten mit dem Menschen assoziierten Pflanzenpollentaxa (dh Poaceae und Polygonaceae) und fossile Holzkohle keine signifikanten Beziehungen zur Quercus-Dynamik. Die Topographie fungierte als Puffer und machte die Berge zu Refugien unter einem verschlechterten Klima.
Komplexes Terrain könnte Niederschlag, Strahlung, Wasserdampf und Bodeneigenschaften rekombinieren, die verschiedene lokale Umgebungen bilden würden. Infolgedessen können diese unterschiedlichen Lebensraumbedingungen dem Pflanzenwachstum zugute kommen und würden Baumarten helfen, durch ungeeignete Klimaperioden zu überleben.
Verglichen mit anderen Hauptbaumgattungen (z. B. Pinus und Betula) waren die Refugienstandorte und Wanderrouten von Laubeichenarten aufgrund ihrer physiologischen Unterschiede unterschiedlich. Zum Beispiel hat die phylogeographische Methode keine Langstreckenmigration von Süden nach Norden von Betula platyphylla nach dem LGM nachgewiesen, sondern nur eine lokale Ausbreitung aus den nördlichen Refugien, da die genetische Vielfalt auf einen Rückgang von Nord nach Süd hinwies.
Die Laubeichen hatten jedoch während des LGM ein großes Verbreitungsgebiet, und es konnte eine Nordwanderung während des Holozäns nachgewiesen werden. Die individuelle Migrationsdynamik dieser drei Gattungen muss bei der Modellierung ihrer Dynamik und der Bewirtschaftung von Wäldern berücksichtigt werden.
Die Arbeit ist veröffentlicht in Wissenschaft China Erdwissenschaften.
Mehr Informationen:
Qian Hao et al., Die LGM-Refugien der Laubeiche und die Verbreitungsentwicklung seit der LGM in China, Wissenschaft China Erdwissenschaften (2022). DOI: 10.1007/s11430-021-9981-9