Bessere Methoden zur Vermessung von Bäumen könnten die Waldentwicklung beschleunigen
Die ersten wissenschaftlichen Versuche, Bäume zu vermessen und Wälder zu untersuchen, reichen bis ins 19. Jahrhundert zurück. Sie basierten auf anatomischen und physikalischen Beobachtungen. Ab den 1970er-Jahren begannen Wissenschaftler, mehr indirekte Methoden auf der Grundlage physikalischer Signale, wie zum Beispiel Röntgenstrahlen, Akustik und später Infrarot, zu verwenden. Die Forscher des Projekts TOPWOOD wollten die Verfahren in das 21. Jahrhundert integrieren, indem sie alte Methoden verfeinern und neue entwickeln, um zur Lösung einiger Probleme des 21. Jahrhunderts beizutragen. „Heutzutage sind viele lebende Organismen, darunter auch Bäume und Wälder, aufgrund des Klimawandels mit neuen klimatischen Bedingungen konfrontiert – wir haben bereits ungünstige Ergebnisse wie Rückgang und Sterblichkeit beobachtet, von denen wir wissen, dass sie mit Dürre zusammenhängen“, sagt Philippe Rozenberg, Koordinator des Projekts TOPWOOD und Forschungsdirektor am nationalen Institut für landwirtschaftliche Forschung in Frankreich (INRA). „Die Eigenschaften von Holz sind sehr direkt mit der Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit verbunden“, fügt Rozenberg hinzu. Das Team,das mit der Unterstützung des Marie-Skłodowska-Curie-Programms arbeitete, experimentierte mit dem Einsatz von Techniken aus den Bereichen Mikrodichte, Akustik und Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), um exakt zu messen, welche Basiseigenschaften von Holz zur Holzqualität beitragen. Sie setzten dieses Know-how ein, um neue Geräte zu entwickeln, die Kalibrierungen bestimmter funktionaler Eigenschaften von Holz ermöglichen könnten. Dazu zählt, wie es entstand, wie es Wasser leitet und was zu Hohlraumbildung führt – eine Situation, bei der die Wassersäule in Stämmen aufgrund trockener Bedingungen zusammenbrechen, ungefähr damit vergleichbar, wenn ein Mensch eine Embolie erleidet.
Schnelle Ergebnisse
„Wir wissen, wie man die Anfälligkeit für Hohlraumbildung misst, aber diese Geräte sind sehr teuer, sehr aufwendig in der Anwendung und die Messrate ist gering – man kann nur wenige Bäume pro Tag messen. Deshalb erkunden wir die Nutzung von NIRS als eine Alternative, um schnell Zugriff auf Beständigkeit gegen Trockenheit zu erhalten“, sagt Rozenberg. Die TOPWOOD-Forscher haben einige vielversprechende Ergebnisse erzielt. Sie haben NIRS eingesetzt, um dies bei einer Baumspezies, der Kordillerenzypresse, einem Nadelbaum aus den Anden, erfolgreich zu kalibrieren. Sie konnten auch einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem NIRS-Signal und der Anfälligkeit für Hohlraumbildung bei Eukalyptusbäumen, Pappeln, Douglasien, Waldkiefern und Fichten nachweisen und machten auch Fortschritte bei Lärchen, Radiata und Strandkiefern.
Evolutionäre Anpassung
„Wir haben den signifikanten Zusammenhang validiert und schlagen deshalb ein Werkzeug vor, um die Anfälligkeit für Hohlraumbildung unter Verwendung des NIRS-Signals vorherzusagen. Mit dieser Information können wir dann in diesen Wald zurückgehen und ermitteln, welche Bäume mehr oder weniger gegen Trockenheit beständig sind“, sagt Rozenberg. Damit könnten Forstverwalter entscheiden, welche Bäume bleiben sollen und welche gefällt werden, wodurch mit der Zeit der gesamte Wald widerstandsfähiger gegen Trockenheit würde. „Es ist fast so, als ob wir die Evolution beschleunigen würden“, ergänzt Rozenberg. Es begann als Versuch, die Forstwissenschaftler besser in die Lage zu versetzen, Daten zu erfassen und zu verwenden, nahm aber schnell das sekundäre, konkretere Ziel an, die Qualität des von Wäldern erzeugten Holzes zu verbessern. Das Projekt wird jetzt zwar beendet, einige Mitglieder des TOPWOOD-Teams werden ihre Arbeiten jedoch fortsetzen und mit Förderung durch die französischen Regionalbehörden diese Technik an Bäumen und Reben anwenden. Darüber hinaus sind auch Vorbereitungen im Gange, um das ursprüngliche Team zu vergrößern und weitere EU-Mittel zu beantragen, um diese Forschungsrichtung voranzubringen.
Schlüsselbegriffe
TOPWOOD, Holzeigenschaften, NIRS, Hohlraumbildung, Dürrebeständigkeit, Forstverwalter, Kordillerenzypresse, Klimawandel, Klimakrise