Veränderte Temperaturen verändern die Wachstumsperioden. So besteht beispielsweise ein enger Zusammenhang zwischen Temperaturen und Blattphänologie, etwa dem ersten Erscheinen von Blättern als Knospen an Zweigen. Aber wie wirken sich diese Veränderungen auf das Baumwachstum aus? Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Liang Eryuan vom Institut für tibetische Hochlandforschung hat herausgefunden, dass Bäume können in kalten, feuchten Gebieten von einem früheren Beginn der Vegetationsperiode profitieren, in trockenen Gebieten jedoch nicht..
Das Team untersuchte 3,451 Baumringchronologien und tägliche Klimadaten für den Zeitraum von 1948 bis 2014, um eine Beziehung zwischen dem Beginn der thermischen Wachstumsperiode und dem Baumwachstum auf der gesamten Nordhalbkugel außerhalb der Tropen zu finden. Die Forscher nutzten eine Sammlung jährlicher Daten zur Baumringbreite aus der International Tree-Ring Data Bank, dem weltweit größten öffentlichen Archiv für Baumringdaten.
„Frühere Studien haben gezeigt, dass der Beginn der Holzbildung eng mit dem Erreichen kritischer Temperaturen und der Photoperiode zusammenhängt. Daher haben wir analysiert, wie die jährliche Baumringbreite mit den thermischen Schwellenwerten für den Wachstumsbeginn auf hemisphärischer Ebene zusammenhängt“, sagte Prof. Liang in einer Pressemitteilung.
Der Beginn der Holzbildung im Kambium ist der Hauptfaktor, der direkt oder indirekt alle nachfolgenden Phasen der Xylemreifung auslöst und die Dauer des Xylemwachstums bestimmt. Das Xylem ist das Gewebe in Bäumen, das Wasser und Nährstoffe bis zu den Blättern transportiert. Kleine Fortschritte bei der Zellteilung können daher zu erheblichen Steigerungen der Xylemzellproduktion führen, was schließlich zu breiteren Wachstumsringen führt.
Daher würde das Baumwachstum in kalten Klimazonen während der gesamten Wachstumsperiode durch einen früheren Beginn der Kambialaktivität oder durch höhere Wachstumsraten auf dem Höhepunkt der Wachstumsperiode verbessert.
Die Jahresringbreite wird normalerweise mit monatlichen oder saisonalen Klimadaten korreliert. Nach umfassender Verarbeitung täglicher Klimadaten und der Durchführung verschiedener Analysen fanden die Forscher deutliche räumliche Muster des Baumwachstums als Reaktion auf einen früheren Beginn der Vegetationsperiode. Dennoch profitierten nicht alle Bäume vom wärmeren Wetter.
Gebiete, in denen das Baumwachstum von einem frühen Frühling profitiert, liegen im Allgemeinen in den höheren Breitengraden (über 60°N), in Mitteleuropa sowie an der Ost- und Westküste Nordamerikas. In diesen kühlen und feuchten Regionen ist die Wasserverfügbarkeit während der Wachstumsperiode nicht stark eingeschränkt, und die steigenden Temperaturen haben dazu beigetragen, den Kältestress der Pflanzen etwas zu verringern.
Die Regionen, in denen sich ein früher Frühling negativ auf das Baumwachstum auswirkte, befanden sich hauptsächlich auf dem Colorado-Plateau und dem tibetischen Plateau, wo kalte und trockene Bedingungen herrschen. Hier sind die Wälder normalerweise durch Faktoren wie niedrige Temperaturen, Dürreperioden und schlechte Bodenfruchtbarkeit eingeschränkt. Die längere Wachstumsperiode setzte die Bäume auch trockenerem Wetter aus, was zu mehr Dürre führte. Da ein Tag nicht immer wärmer ist als der andere, kann ein früher Frühling dazu führen, dass junge Bäume einem späten Frost ausgesetzt sind.
In ihrem Artikel schreiben Gao und seine Kollegen: „Wir haben festgestellt, dass die Auswirkungen von Verschiebungen in Zeitpunkt und Dauer [des Beginns der thermischen Wachstumsperiode] in Baumringen auf regionaler bis hemisphärischer Ebene nachgewiesen werden konnten. Unsere Studie ermöglicht daher die weitere Erforschung der Auswirkungen von Klimatrends und -variabilität auf das Baumwachstum. Solche Informationen sind wichtig, um Informationen über die Reaktionen von Laub und Stämmen auf den Klimawandel zu integrieren und die zukünftige Vegetationsentwicklung vorherzusagen. Den Einfluss der Pflanzenphänologie auf die Kohlenstoffbindung ausschließlich aus der Perspektive der Blattphänologie und der Photosynthesesaisonalität (die die Kohlenstoffaufnahme bestimmen) zu erklären, ist unzureichend.“
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Gao, S., Liang, E., Liu, R., Babst, F., Camarero, JJ, Fu, YH, Piao, S., Rossi, S., Shen, M., Wang, T. und Peñuelas, J. (2022) „Ein früherer Beginn der thermischen Wachstumsperiode fördert das Baumwachstum in kalten, feuchten Gebieten, aber nicht in trockenen Gebieten“, Naturökologie & Evolution, https://doi.org/10.1038/s41559-022-01668-4.
