Wie werden Wälder auf Dürren reagieren? Die Antwort ist nicht offensichtlich
Landoberflächenmodelle untersuchen den Austausch von Kohlenstoff, Wasser und Energie zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre und bilden einen Eckpfeiler von Klimamodellen. Die Modelle sind jedoch auch einfach gehalten und beruhen auf festen Werten, um die Menge an Wasser abzuschätzen, welche die Wälder transpirieren.
Dürreeffekte
Das EU-finanzierte Projekt M-TRAIT machte sich daran, die Qualität und Vorhersagekraft von Landoberflächenmodellen zu verbessern. „Diese Art von Modell wird stark gemäß aktueller Bedingungen kalibriert, sodass es außerhalb des aktuelles Klimas nicht glaubwürdig ist“, erklärt Aude Valade, Forscherin im Projekt M-TRAIT. Da der Klimawandel voraussichtlich zu häufigeren und schwereren Dürren führe, sei es laut Valade wichtig, Wälder unter diesen neuen Bedingungen modellieren zu können. Landoberflächenmodelle nutzen eine Vielzahl von Parametern, die sich teils auf die Physiologie der Pflanzendecke beziehen. Doch Pflanzen können ihr Verhalten in Reaktion auf den Klimawandel anpassen. „Typischerweise ist die Kalibrierung auf die aktuellen Klimabedingungen angepasst und so eingestellt, dass das Modell den Beobachtungen entspricht“, bemerkt Valade. „Das Problem besteht darin, dass das Klima der Zukunft, mit dem wir rechnen, heute nicht existiert.“ Zur Verbesserung der Landoberflächenmodelle ist es erforderlich, präzisere Daten über die physiologische Reaktion von Bäumen auf den Klimawandel zu integrieren. Hierzu zählten Parameter wie p50 und die hydrologische Sicherheitsmarge, zwei Messwerte, die Auskunft darüber geben, wie viel Wasserknappheit ein Baum überstehen kann.
Verbessertes Modell
„Wir möchten wissen, wie Wälder auf eine Dürre reagieren, also müssen wir wissen, wie sich das Verhalten eines einzelnen Baums verändern wird“, merkt Valade an. Indem verstanden wird, wie sich Merkmale unter Dürrestress jeweils verändern, könnten die Forschenden die Veränderungen im globalen Waldverhalten vorhersagen. Um diese Daten zu gewinnen, wandten sich Valade und ihr Team veröffentlichten Daten zu weltweit gemessenen Merkmalen und einem Bestandsverzeichnis von Waldparzellen in ganz Katalonien zu, das durch das Zentrum für ökologische Forschung und forstwirtschaftliche Anwendungen (CREAF) angelegt worden war. Es wurden über 4 500 Datenpunkte zu 24 verschiedenen Merkmalen gesammelt, um die Plastizität des Baumverhaltens zu bestimmen. Die Ergebnisse werden noch ausgewertet, doch Valade meint, die ersten wissenschaftlichen Beweise legten nahe, dass die Modelle belastbarer seien. „Derzeit nutzen wir für ganz Europa einen p50-Wert pro Baumart. Ich hatte hingegen einen Wert für jede Parzelle, damit die Auswirkungen der Klimabedingungen berücksichtigt werden“, sagt sie. „Ich konnte bereits feststellen, dass sich der Messwert deutlich von dem vorkalibrierten unterschied. Man konnte wirklich sehen, das Modell besser war.“
Brettspiel
Die Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert. „Ohne die Finanzierung wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen“, erklärt Valade. „Ich bekam die Möglichkeit, mich einer großen Gruppe anzuschließen, mein Vorhaben mit dem bereits bestehenden zu kombinieren und mir die Zeit zu nehmen, das Modellverhalten zu untersuchen.“ Durch die Unterstützung erhielt Valade zudem die Freiheit, Verbreitungsmaßnahmen wie die Entwicklung eines Brettspiels zur Einführung von Klimakonzepten wie der Minderung und Anpassung an Sekundarschulen und Universitäten zu erforschen. „Diese wurden ins Katalanische und Spanische übersetzt und werden dort jetzt in Schulen verwendet“, bemerkt Valade. Nachdem das Projekt mittlerweile abgeschlossen wurde, hat sich Valade dem französischen Agrarforschungszentrum für internationale Entwicklung (CIRAD) in Montpellier angeschlossen, um ihre Forschung auf Tropenwälder anzuwenden.
Schlüsselbegriffe
M-TRAIT, Baum, Modell, Wasser, Wald, Dürre, p50, Katalonien, Pflanze