Neue Studie zeigt, wie „grüne Inseln“ Wäldern helfen, sich nach einem Brand zu regenerieren

Dank des Klimawandels brennen hoch gelegene Wälder in den zentralen Kaskadenbergen des pazifischen Nordwestens häufiger und ausgedehnter als in der jüngeren Vergangenheit, was Forscher und Brandschutzmanager dazu veranlasst, sich zu fragen, ob sich die Wälder von diesen aufkommenden Brandmustern erholen können und ob sie dazu menschliche Hilfe benötigen.

Eine neue Studie von Forschern der Portland State University charakterisiert die Rolle von Feuerschutzgebieten – die grünen Inseln lebender Bäume, die nach Waldbränden übrig bleiben – bei der Waldregeneration nach großen und schweren Bränden in den High Cascade Mountains von Oregon und Washington.

Die Ergebnisse dieser Studie können dabei helfen zu bestimmen, wann ein menschliches Eingreifen in Form von Baumnachpflanzungen gerechtfertigt ist, wann nicht, wo Nachpflanzungsbemühungen angestrebt werden sollten und welchen Arten Vorrang eingeräumt werden sollte. Dies ist wichtig zu wissen, da die Wiederaufforstung teuer sein kann und überfüllte Wälder mit ungewöhnlich hoher Baumdichte und/oder mit Baumarten, die in Baumschulen erhältlich sind, die Lebensraumqualität beeinträchtigen oder eine erhöhte zukünftige Brandgefahr darstellen können.

Sebastian Busby, ehemaliger PSU Ph.D. Student und derzeitiger Postdoktorand beim US Forest Service, und Andrés Holz, außerordentlicher Professor für Geographie, führten die Studie durch, die in veröffentlicht wurde Grenzen in Wäldern und globaler Wandel.

„Diese Brandmuster in Hochlagenwäldern sind zu einem großen Teil auf den Klimawandel zurückzuführen“, sagt Holz. „Nach den Bränden könnten diese grünen Inseln, die wir Refugien nennen, die letzte Hoffnung sein, die wir haben, damit sich die Wälder auf natürliche Weise erholen können.“

Wälder in den Hohen Kaskaden sind aufgrund eines nassen und kalten Klimas historisch möglicherweise nur einmal pro Jahrhundert (oder noch seltener) abgebrannt. Da sich das Klima weiter erwärmt hat, sind einige Gebiete in den letzten zwanzig Jahren zwei- oder mehrmals niedergebrannt, wobei einzelne und/oder wiederholte Brände so stark waren, dass die überwiegende Mehrheit der Bäume in großen Waldgebieten ausgelöscht wurde.

Einmal abgebrannte Wälder in den Kaskaden regenerieren sich hauptsächlich durch die Verbreitung von Samen von lebenden Bäumen in Feuerschutzgebieten. Wenn nur wenige lebende Bäume ein Gebiet besäen, kann es für den Wald schwierig sein, sich auf natürliche Weise zu regenerieren, und diese Gebiete können in eine andere Art von Ökosystem wie Grasland, Buschland oder eine andere Art von Wald übergehen.

In dieser Studie nutzten Busby und Holz eine Kombination aus Satellitenbildgebung und Feldarbeit, um zu bestimmen, wie sich unterschiedliche Eigenschaften von Feuerschutzgebieten auf ihre Fähigkeit auswirkten, das umliegende Waldland zu regenerieren.

Die Forscher fanden heraus, dass bestimmte Eigenschaften von Refugien zu einer stärkeren Baumverjüngung führten. Beispielsweise erhöhten Refugien mit höheren und vermutlich älteren und größeren Bäumen die Baumregeneration, und bestimmte Arten, wie Bergschierling, konnten eine größere Menge an Samen weiter in verbrannte Gebiete verteilen, was im Vergleich zu anderen Arten zu einer viel höheren Baumregeneration führte, wie z subalpine und pazifische Weißtannen. „Dies zeigt uns, dass die Zusammensetzung und Struktur feiner Refugien wichtig sind und sehr unterschiedliche Waldregenerationsreaktionen nach einem Brand stimulieren können“, sagt Busby.

Busby und Holz verwendeten ihre Daten auch, um Metriken für die Verfügbarkeit von Seed-Quellen zu erstellen.

„Das gibt uns für jeden bestimmten Fleck in der Landschaft ein Gefühl dafür, wie viele Samen es dort ungefähr schaffen und wie viel Baumverjüngung wahrscheinlich stattfinden wird“, sagt Busby.

Bei der Vorhersage der natürlichen Baumverjüngung in verbrannten Landschaften stellten die Forscher fest, dass es äußerst wichtig war, sowohl die Nähe zu als auch die Dichte von Feuerschutzgebieten zu berücksichtigen, sowie die Wechselwirkung dieser Attribute mit den lokalen Umwelt- und Klimabedingungen. Insbesondere kühlere und feuchtere (mesische) Bedingungen nach Bränden verbesserten die Baumregeneration, während heißere und trockenere (trockene) Bedingungen die Regeneration hemmten.

„Das bedeutet, dass unter besonders miesen Bedingungen, wie sie in vielen Gebieten der Hohen Kaskaden beobachtet werden, die künstliche Neupflanzung von Bäumen nach einem Brand nicht nur eine unnötige Ressourcenverschwendung sein kann, sondern auch zu übermäßig dichten Wäldern führen kann, die einem höheren Sterblichkeitsrisiko ausgesetzt sind vor Dürre, Insekten und Feuer, besonders in einem sich erwärmenden Klima“, sagt Busby.

Tatsächlich deuten die Ergebnisse dieser Studie darauf hin, dass einige frühere Wiederbepflanzungsbemühungen möglicherweise nicht erforderlich waren, wie beispielsweise eine Wiederbepflanzung im Jahr 2010 an der Stelle des Gnarl Ridge Fire 2008 auf Mt. Hood. „Das war wahrscheinlich unnötig“, sagt Busby. „Was wir auf dem Feld gesehen haben, und die von uns durchgeführten Modellierungsarbeiten deuten darauf hin, dass die natürliche Regeneration in diesem Gebiet ausreichend war, und es ist möglich, dass die Neupflanzung die Baumdichte negativ für die Waldresistenz gegen Feuer, Dürre, Insekten und Krankheitserreger verstärkt hat.“

Die Ergebnisse und Techniken aus dieser Studie können nun von Forstmanagern als neues Instrument verwendet werden, um festzustellen, wo eine natürliche Baumverjüngung nach Bränden wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist. Dadurch wird eine Überpflanzung verhindert, die unnötig teuer sein kann und die Wälder tatsächlich einem erhöhten Risiko zukünftiger Brände aussetzt.

„Darüber nicht nachzudenken, kann zu negativen unbeabsichtigten Folgen führen“, sagt Busby. „Der Wald kann sehr dicht heranwachsen, und wenn ein Feuer auftritt, breitet es sich eher schnell aus und brennt schwer.“