Langzeitstudie zeigt, dass die Vielfalt der Baumarten die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Pflanzung erhöht

Laut einer neuen Studie, die am 18. Mai vom Smithsonian Environmental Research Center (SERC) und The Nature Conservancy veröffentlicht wurde, kann die Bepflanzung von Wäldern mit verschiedenen Arten zu ihrem Erfolg beitragen. Die Entdeckung ist das Ergebnis einer jahrzehntelangen Forschung von BiodiversiTREEein groß angelegtes Wiederaufforstungsprojekt am SERC, das auf eine Laufzeit von 100 Jahren ausgelegt ist und die Auswirkungen verschiedener Baumpflanzstrategien auf das Überleben von Setzlingen und andere Ökosystemfunktionen testet.

Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wiederherstellungsökologie.

Wälder sind von Natur aus vielfältig und diese Vielfalt an Pflanzenarten bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich: Schädlings- und Krankheitsresistenz, Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel und ein größerer Lebensraum für Wildtiere. Allerdings werden fast alle Waldplantagen und einige Renaturierungsprojekte als Monokulturen angelegt, bei denen eine einzige Pflanzenart auf dem Land angebaut wird. Diese Praxis macht sowohl bewirtschaftete als auch nicht bewirtschaftete Wälder ökologisch und wirtschaftlich anfällig für veränderte Bedingungen. Ein weiterer Nachteil von Monokulturen ist das Risiko eines Pflanzfehlers – wenn ein Setzling nicht gedeiht – und eines frühen Absterbens.

Hunderte wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass die Artenvielfalt die Ökosystemfunktion verbessert, was darauf hindeutet, dass Vielfalt bei Baumpflanzungen ihre Überlebenschancen verbessern könnte. Dennoch gab es nur wenige Tests dieser Hypothese an Bäumen. Wissenschaftler haben BiodiversiTREE entwickelt, um zu testen, ob die Baumvielfalt die Funktion des Ökosystems beeinflusst – das größte Experiment seiner Art in Nordamerika.

Im Jahr 2013 gründeten Wissenschaftler und 100 Freiwillige BiodiversiTREE, indem sie 20.000 Setzlinge auf ehemaligem Agrarland in der Nähe der Chesapeake Bay pflanzten. In einigen Abschnitten pflanzten die Wissenschaftler und Freiwilligen eine einzelne Art an, in anderen vier oder zwölf Arten. Rund 8.000 im Rahmen des Projekts gepflanzte Bäume wurden in den ersten drei Jahren jährlich und danach alle zwei bis drei Jahre überwacht.

Zehn Jahre später zeigten die Ergebnisse, dass bei Wiederaufforstungsprojekten mit vielfältigen Arten die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass Arten einbezogen werden, die an der Pflanzstelle gedeihen, wodurch das Risiko eines Pflanzungsfehlers sinkt.

„Selbst die Anpflanzung von vier Arten anstelle von nur einer verringerte die Überlebensvariation in unseren Parzellen deutlich. Das zeigt, dass kleine Zuwächse in der Vielfalt große Auswirkungen auf den Erfolg von Baumpflanzbemühungen haben könnten“, sagte Rachel King, Waldökologin am SERC und Hauptautorin des Buches lernen.

Die Ergebnisse spiegeln frühere Experimente zur Baumvielfalt wider, die zeigen, dass Monokulturen sowohl gedeihen als auch völlig scheitern können, was es riskant macht, nur eine Art zu pflanzen. Einzelartenparzellen in BiodiversiTREE waren anfällig für „Boom oder Pleite“, wobei Arten wie Bergahorn eine Überlebensrate von 99 % hatten, während Hickory-Parzellen mit etwa 21 % zu kämpfen hatten. Verschiedene Parzellen waren jedoch viel stabiler. Insgesamt war die Variabilität des Überlebens in Parzellen mit nur einer Art ungefähr doppelt so hoch wie die Variabilität in Parzellen mit 4 und 12 Arten.

Waldökosysteme bedecken fast ein Drittel der Landfläche der Erde und beherbergen die meisten ihrer Landarten sowie die Lebensgrundlage von Millionen Menschen auf der ganzen Welt. Wälder sind auch im Kampf gegen den Klimawandel von entscheidender Bedeutung. Allein in den Vereinigten Staaten gibt es bis zu 148 Millionen Acres Möglichkeiten zur Wiederherstellung der Waldbedeckung, wodurch 535 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr gebunden werden könnten, was der Entfernung von 116 Millionen Autos von der Straße entspricht.

„Das Pflanzen von Bäumen allein wird den Klimawandel nicht lösen, aber wenn es richtig gemacht wird, hat es ein erhebliches Potenzial als natürliche Klimalösung“, sagte Susan Cook-Patton, leitende Wissenschaftlerin für Waldrestaurierung bei The Nature Conservancy und Mitautorin des Papiers. „Wenn wir in die Baumpflanzung investieren, ist es wichtig, sicherzustellen, dass diese neuen Wälder durch den Einsatz vielfältiger einheimischer Arten erfolgreich angelegt werden.“

Die Chesapeake Bay ist die größte Flussmündung der Vereinigten Staaten und die drittgrößte der Welt und erstreckt sich über sechs Bundesstaaten und Washington, D.C. Doch menschliche Aktivitäten wie Überdüngung haben eine der einst produktivsten Flussmündungen der Welt gefährdet. Das Pflanzen von Bäumen in diesem kritischen Wassereinzugsgebiet wird somit zur Sanierung des Landes und der Gewässer beitragen.

„Wälder spielen eine wichtige Rolle, indem sie Nährstoffe herausfiltern, und die Wiederaufforstung eines gesamten Wassereinzugsgebiets – wie wir es mit BiodiversiTREE getan haben – kann wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Gesundheit der Chesapeake Bay liefern“, sagte Jamie Pullen, Co-Autor und leitender Techniker bei Terrestrial Ecology Labor am SERC.

„Wiederaufforstung und Baumpflanzungen sind ein zunehmender Teil natürlicher Klimalösungen, aber nur wenige Projekte überwachen ihre Überlebensergebnisse oder ihre Auswirkungen auf andere Ökosystemfunktionen“, sagte John Parker, leitender Wissenschaftler am SERC und Direktor von BiodiversiTREE. „BiodiversiTREE und ein Netzwerk ähnlicher Projekte im globalen Konsortium TreeDivNet versuchen, diese Wissenslücken zu schließen und fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse für ein besseres Ökosystemmanagement bereitzustellen.“