Warum manche Bäume Dürre eher ertragen als andere
Die zunehmende Trockenheit aufgrund klimatischer Veränderungen hat negative Folgen für Baumbestände und die Verteilung der Baumarten weltweit. Prognosen zufolge werden die steigenden globalen Temperaturen dazu führen, dass sich Baumarten in Richtung der Pole zurückziehen, da sie den Klimazonen folgen, an die sie angepasst sind. Dies geht mit Populationsverlust und regionalem Artensterben in den äußeren Randbereichen des Verteilungsgebietes einher, d. h. den am meisten dürregefährdeten Regionen. Obwohl diese Tendenz bereits wissenschaftlich belegt ist, finden sich auch immer Arten, die in diesen Randregionen überleben. Das Projekt PERS-RELICT-CLIM befasste sich nun genauer mit den verbleibenden Populationen. Diese sind ein eindrucksvolles Beispiel für Persistenz: die Populationen verbleiben geographisch isoliert in sehr viel trockeneren Klimazonen, obwohl die Art normalerweise nicht daran angepasst ist. Feldversuche, molekulare Analysen und Modellansätze Das EU-finanzierte Projekt PERS-RELICT-CLIM sollte nun einen Rahmen für die Forschungsplanung und Analyse der äußeren Randbereiche schaffen. Zudem sollte demonstriert werden, dass solche Analysen zeigen können, wie sich Arten in diesen Randregionen an die zunehmende Trockenheit anpassen. Die Forscher entwickelten den methodischen Rahmen anhand von Daten zu Habitaten und funktionellen, genetischen sowie demographischen Daten. Untersucht wurden diese äußeren Randbereiche für die Rotbuche (Fagus sylvatica L.), eine ökologisch bedeutsame Art, die jedoch empfindlich auf Trockenheit reagiert. In Feldversuchen wurde analysiert, wie sich häufigere Trockenperioden auf die demografische Anpassung der Bestände und die physiologische Leistung der Bäume auswirken, zudem wurde untersucht, welche mikroklimatischen Bedingungen Persistenz fördern. Weiterhin stellte sich die Frage, ob die Fragmentierung des Lebensraums eine genetische Isolation und den Verlust genetischer Vielfalt zur Folge hat, um Rückschlüsse auf den künftigen Rückgang von Beständen zu ziehen. Das Modellkonzept untersuchte die Dynamik des Baumwachstums unter verschiedenen klimatischen Veränderungen und bezog hierfür ein umfangreiches europaweites Netzwerk dendroökologischer Daten ein. Ersten Ergebnissen zufolge ist die Trockenheitsresistenz bei geographisch isolierten Populationen in den am stärksten dürregefährdeten Lebensräumen höher als erwartet. Gleichzeitig wurde deutlich, dass die Kernzone stärker von wiederkehrenden Dürren betroffen war. Der Projektkoordinator Prof. Alistair Jump fasst die Projektergebnisse so zusammen: „Unser Projekt legt nahe, dass wir den Rückgang bei Populationen aus anderer Perspektive und mit besserer Methodik bemessen müssen. Der von uns erarbeitete Rahmen könnte maßgeblich dazu beitragen, Prognosen zur Dynamik in den Randbereichen der Verteilung zu verbessern.“ Den empirischen Fakten des Projekts zufolge wird die Populationsdynamik an den äußeren Rändern durch komplexe ökologische und evolutionäre Faktoren beeinflusst, und Bestände reagieren durchaus nicht immer entsprechend den Prognosen zur Klimaerwärmung. Größere Reichweite Die Ergebnisse von PERS-RELICT-CLIM dürften für viele Fachbereiche von Bedeutung sein, von der Populationsökologie bis hin zur Populationsgenetik und Biogeographie. Das Projekt wird damit den Kenntnisstand zu den Folgen des Klimawandels am äußeren Rand der Artenverteilung, zu regionalem Aussterben und trophischen Kaskaden (Wechselwirkungen in der Nahrungskette) sowie dynamischen Kohlenstoff- und Wasserkreisläufen erweitern. Wie Forschungsleiter Dr. Albert Vilà-Cabrera schlussfolgert, „werden der vorgeschlagene Rahmen und die im Projekt gewonnenen Informationen künftige Prognosen vereinfachen, wie viele Taxa und Ökosysteme auf den Klimawandel reagieren. So könnten Umweltschutzmaßnahmen optimiert werden, um Funktionen und Ökosystemleistungen von Populationen an den äußeren Randbereichen für den Menschen zu bewahren, u. a. die Regulierung von Wasser- und Nährstoffkreisläufen und der Erhalt von Lebensräumen zum Schutz der biologischen Vielfalt.“ Danach sollen der von PERS-RELICT-CLIM entwickelten Rahmen auch Faktoren wie veränderte Landnutzung oder Einschleppung invasiver Arten berücksichtigen. Schließlich können die Feldstudien auch durch Fernerkundungsdaten ergänzt werden, um Prognosen zur Populationsdynamik in den äußeren Randbereichen zu vereinfachen.
Schlüsselbegriffe
PERS-RELICT-CLIM, Bäume, Arten, Klimawandel, Anpassung, Evolution, äußere Randbereiche, Ökologie, Naturschutz, Bevölkerung, Dürre, Resilienz