Ein Artikel veröffentlicht in Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften hat neue Erkenntnisse darüber geliefert, wie sich die Holzdichte in Bäumen und Sträuchern an unterschiedliche Klima- und Bodenbedingungen anpasst. Unter der Leitung von Dr. Song Xiang vom Institut für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bietet die Forschung ein detaillierteres Verständnis der Reaktionen der Vegetation auf Umweltfaktoren mit Auswirkungen auf die Verbesserung von Erdsystemmodellen und dynamischen globalen Vegetationsmodellen (DGVMs).
Die Holzdichte, ein entscheidendes Merkmal sowohl für die Qualität als auch für die Funktion von Pflanzenarten, spielt eine wichtige Rolle bei der Vorhersage der Vegetationsverteilung und der Ökosystemdynamik. Aktuelle globale Modelle behandeln die Holzdichte jedoch typischerweise als eine einheitliche Konstante über alle funktionellen Pflanzentypen hinweg, wie zum Beispiel Laubbäume, Nadelbäume und Sträucher. Diese Verallgemeinerung kann zu Ungenauigkeiten bei der Vorhersage führen, wie verschiedene Pflanzentypen mit ihrer Umgebung interagieren.
„Unsere Forschung zeigt, dass diese Vereinfachung in aktuellen Modellen zu schwerwiegenden Verzerrungen führen könnte“, erklärte Dr. Song. „Durch die Einbeziehung der Variabilität der Holzdichte über verschiedene Pflanzenfunktionstypen und Umweltgradienten hinweg können wir die Genauigkeit von Simulationen erheblich verbessern, insbesondere für die Baummorphologie und die Walddynamik.“
Das Team führte eine umfassende Analyse von 138.604 Holzdichtebeobachtungen aus der ganzen Welt durch und untersuchte, wie Klima- und Bodenfaktoren die Holzdichte bei sechs verschiedenen Funktionstypen beeinflussen. Ihre Ergebnisse zeigen, dass bei Baumarten Klimafaktoren eine wichtigere Rolle bei der Bestimmung der Holzdichte spielen als Bodeneigenschaften. Im Gegensatz dazu haben sowohl Klima als auch Boden einen nahezu gleichen Einfluss auf Straucharten.
Die von den Forschern entwickelten Modelle zeigten eine starke Vorhersagekraft, wobei die Korrelationskoeffizienten zwischen beobachteten und vorhergesagten Holzdichtewerten über alle Funktionstypen hinweg zwischen 0,49 und 0,93 lagen. Bemerkenswert ist, dass die Vorhersagen gut mit tatsächlichen Holzdichtemessungen unter verschiedenen Klimabedingungen übereinstimmten, was die Robustheit der Ergebnisse unterstreicht.
„Unsere Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die räumliche Variabilität der Holzdichte bei der Modellierung der Vegetationsdynamik zu berücksichtigen“, fuhr Dr. Song fort. „In zukünftigen Studien planen wir, diese räumliche Heterogenität in DGVMs zu integrieren, was unserer Erwartung nach die Simulation von Waldmerkmalen wie Baumhöhe und Waldbedeckung, insbesondere in zentralen Waldgebieten und Übergangszonen, verbessern wird.“
Die Studie stellt einen bedeutenden Fortschritt beim Verständnis dar, wie sich die Vegetation an Umweltveränderungen anpasst. Durch die Verfeinerung der Parameterisierung der Holzdichte könnte die Forschung zu genaueren Vorhersagen der Reaktionen von Ökosystemen auf den Klimawandel führen und so die Bemühungen zur effektiveren Bewirtschaftung von Wäldern und anderen Ökosystemen unterstützen.
Weitere Informationen:
Xiang Song et al., Parametrisierung der Anpassung der Baum- und Strauchstammholzdichte an mehrere Klima- und Bodenfaktorgradienten, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2024). DOI: 10.1007/s00376-024-4034-9