Wie überstehen Bäume trockene und heiße Sommer? Die Lebensdauer der Blätter und die Erholung des Wachstums sind von entscheidender Bedeutung

Der Klimawandel hat Auswirkungen auf Wälder und Bäume. Sie leiden unter Hitzewellen und Dürreperioden. Obwohl wir als Folge davon einen Anstieg der Baumsterblichkeit beobachten können, ist über die zugrunde liegenden Mechanismen noch viel Unbekanntes bekannt.

Eine neue Studie an Nadelbäumen zeigt, dass nicht Schäden am Wassertransportsystem der Bäume die größte Rolle spielen, sondern – unerwarteterweise – die Länge der Lebensdauer ihrer Blätter und die Erholung des Stammwachstums nach früheren Dürren oder Hitzewellen.

In der Studie, die kürzlich stattfand veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschritte20 Nadelbaumarten wurden verglichen. Hauptautor Prof. Frank Sterck von der Wageningen University & Research erklärte: „Wir haben 20 Nadelbaumarten aus der nördlichen Hemisphäre untersucht, die in einem einzigartigen Experiment gepflanzt wurden, das vor etwa 100 Jahren auf Schovenhorst, einem Anwesen in den Niederlanden, begann.“

„Im Jahr 2018 untersuchten wir die Merkmale von Bäumen, die zeigen, ob bei Dürreperioden das Risiko besteht, dass der Wassertransport ausfällt, sowie die Lebensdauer ihrer Blätter und die damit verbundenen Blatteigenschaften. Darüber hinaus analysierten wir Baumringe aus Stammkernproben, um das Stammwachstum zu beobachten.“ Reaktionen auf frühere Dürren (von 1970 bis 2013) Wir kamen 2021 auf das Anwesen zurück, um die Sterblichkeit von Bäumen nach den heißen und trockenen Sommern von 2018 bis 2020 abzuschätzen.

Zum ersten Mal wurde eine so große Anzahl von Nadelbaumarten hinsichtlich der Sterblichkeit und der zugrunde liegenden Mechanismen als Reaktion auf Dürre und Hitze verglichen, und zwar in einem Experiment, bei dem Bäume der untersuchten Arten den gleichen Boden- und Klimabedingungen ausgesetzt wurden.

Co-Autor Dr. Yanjun Song erklärt: „Überraschenderweise stellten wir fest, dass die Sterblichkeit nicht mit einem beeinträchtigten Wassertransport innerhalb der Bäume zusammenhängt. Stattdessen sahen wir, dass Arten, die Hitze und Dürre besser überstehen konnten, eine kürzere Blattlebensdauer hatten (Blattvermächtnis). ).

Blatterbe

Baumarten unterscheiden sich in der Blattlebensdauer und reichen von weniger als 1 Jahr bis zu mehr als 10 Jahren. Die Studie zeigt, dass Nadelbäume mit relativ kurzer Blattlebensdauer weniger unter trockenen und heißen Sommern leiden: Diese Bäume haben offenbar gute Chancen, beschädigte und abgefallene Blätter schnell durch neue gesunde zu ersetzen. Bei Arten mit relativ langer Blattlebensdauer werden beschädigte oder abgefallene Blätter viel langsamer ersetzt, was zu einer Beeinträchtigung der Baumvitalität führt.

Blätter, die durch Trockenheit oder Hitze geschädigt werden und eine längere Lebensdauer haben, verringern wahrscheinlich die funktionelle Blattfläche ihres Baumes und führen zum Absterben der Krone. Während sich Bäume trotz solcher Blattrückstände in mäßig trockenen und heißen Sommern noch erholen können, erholten sie sich nach den extrem trockenen und heißen Sommern von 2018 bis 2020 oft nicht mehr. Das anhaltende Kronensterben hat wahrscheinlich die Reserven (Zucker) erschöpft und die Anfälligkeit für Borkenkäfer erhöht. was wiederum das Sterblichkeitsrisiko erhöht.

Frühwarnsignale für klimaresiliente Wälder

Dr. Song sagte: „Unsere Studie impliziert praktisch, dass die Überwachung von Blatt- und Kronenschäden und der Widerstandsfähigkeit des Stammwachstums gegenüber Dürre als Frühwarnsystem für Sterblichkeitsrisiken von Bäumen oder Wäldern dienen kann.“

„Darüber hinaus zeigen unsere Ergebnisse deutlich, dass das Pflanzen von Nadelbäumen in Gebieten, die wärmer oder trockener sind (oder sein werden) als ihr natürliches Verbreitungsgebiet, vermieden werden sollte, da diese Bäume künftig stärker unter der Zunahme von Hitzewellen und Dürren leiden werden. Dies kann, Helfen Sie beispielsweise Waldverwaltern und Landbesitzern bei der Auswahl von Baumarten für klimaresistente Wälder.“

Die Einbeziehung langfristiger Hinterlassenschaften ermöglicht bessere Waldvorhersagen

„Diese Erkenntnisse haben wichtige Implikationen für den Bereich der Ökologie“, erklärt Sterck. „Blatt- und Wachstumshinterlassenschaften können das Sterblichkeitsrisiko von Bäumen aufgrund von Dürre und Hitzewellen über Jahre bis Jahrzehnte beeinflussen, sind aber immer noch wenig erforschte Treiber.“

„Wir fordern Studien zur Baumsterblichkeit, die die Blatt- und Wachstumshinterlassenschaften mit der Rolle des Wassertransportsystems für verschiedene Waldökosysteme weltweit integrieren. Solche Studien sind erforderlich, um die Bedeutung des ökologischen Gedächtnisses auf verschiedenen Zeitskalen aufzuzeigen und unser Verständnis darüber zu verbessern.“ Reaktionen von Bäumen und Wäldern auf den Klimawandel.