Die Dynamik von Mischwäldern im Kontext des Klimawandels verstehen
Die Häufigkeit und Schwere von Dürren wird in vielen Regionen der Welt aufgrund der globalen Klimaveränderungen vermutlich zunehmen. Dadurch wurden sie zu einem Hauptgrund für das ausufernde Baumsterben, das wiederum zu einem Verlust des in Wäldern gespeicherten Kohlendioxids führt und so den Klimawandel weiter anfacht. Die Modellierung der Reaktion der Wälder auf Trockenheit ist von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage der sozioökonomischen und ökologischen Auswirkungen des Klimawandels und für die Ausarbeitung von Schutzstrategien. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen analysierte das Projekt FORECAST die Anfälligkeit des Hayedo de Montejo (Madrid, Spanien) für Klimaveränderungen. Dazu wurden Feldmessungen mit Modellierungen kombiniert.
Berücksichtigung der Herausforderungen in artenreichen Ökosystemen
Der Hayedo de Montejo ist ein Mischwald an der südeuropäischen Grenze für einige typisch europäische Baumarten, wie Buchen und Eichen. Er steht als UNESCO-Weltkulturerbe unter Naturschutz. „Durch die natürliche Variabilität in diesen reifen Mischwäldern ist die Modellparametrisierung erschwert, denn ungenaue Parameter bedeuten falsche Modellausgaben, die nicht in ausreichendem Maß den Reaktionen der Pflanzen entsprechen“, erklärt der Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiat Martin Venturas. Das FORECAST-Team hat herausgefunden, dass die Modelle unter unbelasteten Bedingungen im Allgemeinen ähnlich abschneiden, bei Dürre jedoch Abweichungen auftreten. Dies veranlasste das Team dazu, einen besonderen Schwerpunkt auf die Zusammenführung unzureichend genutzter Messungen mit neuen Analyseinstrumenten zu legen, um die funktionelle Reaktion des Ökosystems auf den Stress durch Dürren zu bewerten. „Wir beschäftigen uns noch immer mit einer bestimmten Fragestellung: Wie passen sich langlebige Organismen wie Bäume an neue Umweltbedingungen an und wie können wir feststellen, ob sie mit solch schnellen Veränderungen Schritt halten können?“, fügt Projektkoordinatorin Rosana López hinzu.
Die Walddynamik durch die Wechselwirkungen zwischen Pflanzenwasser und Kohlenstoff verstehen
Der innovativste Aspekt von FORECAST ist die Anwendung von hydraulischen merkmalgestützten Modellen auf natürliche Mischwälder, um Anhaltspunkte für deren Bewirtschaftung zu erhalten. Aufgrund des Klimawandels sind mediterrane Wälder einem zunehmenden Wassermangel ausgesetzt. Der Hayedo de Montejo weist die typischen Merkmale eines mediterranen Mischwaldes auf und ist extrem anfällig. Somit ist er ein idealer Standort für eine Fallstudie über Mischwälder. Mit dem von FORECAST entwickelten Modell und den erfassten Baumeigenschaften müssten in der Forstwirtschaft Tätige untersuchen können, wie verschiedene Behandlungen sich auf die Resilienz des Waldes auswirken würden. Die Forschenden bewerteten anhand funktioneller Leistungskennzahlen mehrere Modellformulierungen für die Kopplung der hydraulischen und stomatären Reaktion der Pflanzen. Außerdem berücksichtigten sie die strukturellen Unterschiede zwischen den Modellen, die sich in den Informationen über die Saugspanne und das Sättigungsdefizit bis hin zur Transpiration widerspiegeln. Durch FORECAST wurde klar, dass weitere Forschungsarbeiten zur Rolle der Parameter und zu flexibleren Darstellungen des breiten Spektrums von isohydrischen Verhaltensweisen erforderlich sind. In Anbetracht der zentralen Rolle der Baumkronentemperatur bei der Simulation von Stoffwechselprozessen sollte die Priorität bei effizienteren Modellen liegen, mit denen die Abweichung der Baumkronentemperatur von der Lufttemperatur erfasst werden kann. „Idealerweise sollte das von uns entwickelte Modell auf jeden Mischwald anwendbar sein, insbesondere in Regionen, in denen Wasser die beschränkende Ressource ist, wie etwa im Mittelmeerraum“, sagt López. „Mit diesem Modell könnte auch die Kohlenstoffbindung und das Pflanzenwachstum vorhergesagt werden. Das ist besonders wertvoll, um die Kohlendioxidsenke und Produktivität von Wäldern einzuschätzen. Unsere Forschung steht also in direkter Verbindung zum Europäischen Grünen Deal.“
Schlüsselbegriffe
FORECAST, Mischwald, Forstwirtschaft, Klimawandel, Mittelmeerraum, Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen
