In Wäldern im Westen der USA wird zunehmend vorgeschriebenes Abbrennen eingesetzt, um natürliche Brandregime wiederherzustellen und die Gefahr von Waldbränden zu mindern. Allerdings kann die Unsicherheit über die Widerstandsfähigkeit der Baumkronen-Samenbanken vorgeschriebene Brandschutzpläne zu einer Herausforderung machen, insbesondere in Wäldern, die an schwere Kronenbrände angepasst sind. Eine neue Studie in Bishop Pine (Pinus muricata) Wälder an der kalifornischen Küste bringen einige vielversprechende Neuigkeiten für Manager hervor, die den Einsatz vorgeschriebener Feuer ausweiten möchten. Veröffentlicht in Feuerökologie, das haben die Untersuchungen von Sarah Bisbing und Kollegen herausgefunden Bischofskiefern bilden nach einem Brand, der den Bestand ersetzt, schnell eine lebensfähige oberirdische Samenbank.
Eine Luftsamenbank ist die Summe der Samen, die im Blätterdach von Bäumen gelagert werden, typischerweise in Zapfen, die sich nur dann öffnen und Samen freisetzen, wenn sie großer Hitze ausgesetzt werden. Diese Anpassung ermöglicht es bestimmten feuerabhängigen Baumarten, wie z. B. der Bischofskiefer, sich zu regenerieren, nachdem ein Feuer einen Bestand zerstört hat. Die Luft-Samenbank ist ein Widerstandsmechanismus, der dafür sorgt, dass nach dem Brand neue Setzlinge angeschwemmt werden, um den Wald wiederherzustellen.
Die Quantifizierung des Zeitpunkts der Entwicklung von Luftsamenbanken sowie ihrer Dichte und Lebensfähigkeit ist für die Bewirtschaftung feueradaptierter Wälder von entscheidender Bedeutung. Dies hilft dabei, akzeptable Fenster für die vorgeschriebene Verbrennung zu bestimmen, um Regenerationsfehler zu vermeiden. Robuste Samenbanken im Blätterdach ermöglichen flexiblere Brennintervalle, während Arten mit langsamerer Samenbankentwicklung einen vorsichtigeren Umgang mit Feuer erfordern.
Bisbing und Kollegen untersuchten frühere Brände, die in den letzten Jahrzehnten in Bishop-Kiefernwäldern rund um das Kernkraftwerk Diablo Canyon an der Küste Kaliforniens aufgetreten waren, um zu verstehen, wie schnell sich Bishop-Kiefern nach einem Waldbrand regenerieren können. Sie besuchten 50 Standorte in Gebieten, die zwischen 1982 und 2012 sowohl durch Waldbrände als auch durch vorgeschriebene Brände verbrannt wurden. An jedem Standort kartierten sie Parzellen und zählten alle noch lebenden Kiefern sowie tote Baumreste. Durch diese Untersuchung konnten sie sehen, wie dicht die jungen Kiefernwälder nach verschiedenen Bränden waren. Sie zählten auch die Zapfen an Bäumen, um die Samenproduktion abzuschätzen. Indem sie Samen aus den Zapfen sammelten und testeten, konnten sie prüfen, wie viele davon noch lebensfähig waren und neue Sämlinge sprießen lassen konnten.
Schließlich untersuchten die Forscher lebende Kiefern auf Anzeichen von Kiefernpechkrebs, einer Krankheit, die diese Bäume befällt. Durch die Verfolgung der Saatgutproduktion und des Zustands der in den letzten 30 Jahren verbrannten Standorte konnten die Forscher einen Zeitplan dafür erstellen, wie schnell sich die Kiefern nach Großbränden erholen können und wie lange ihre Baumkronen-Samenbanken für neues Wachstum sorgen können.
Die Studie ergab, dass Bishop Pines nach schweren Waldbränden schnell einen widerstandsfähigen Samenvorrat wiederherstellen kann. Innerhalb von nur acht Jahren nach einem Brand hatten die Bäume eine üppige Samenbank im Blätterdach gebildet, die mit lebensfähigen Samen gefüllt war, aus denen neue Setzlinge keimen konnten. Diese Luftsamenbank bestand mindestens 36 Jahre lang in Beständen, die Jahrzehnte zuvor abgebrannt waren. Die Lebensfähigkeit der Samen blieb im Laufe der Zeit bemerkenswert hoch und lag auch drei Jahrzehnte nach einem Brand bei über 95 %.
Die Untersuchung zeigte auch, dass der Kiefernpechkrebs, eine Krankheit, die diese Bäume befällt, etwa 8 bis 10 Jahre nach dem Brand seinen Höhepunkt in den Setzlingsbeständen erreicht. Die Krankheit erschwerte wahrscheinlich das Überleben und die Reifung einiger junger Kiefern. Die Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Verwendung von vorgeschriebenem Feuer dabei helfen kann, den Befall mit Kiefernpechkrebs einzudämmen.
Insgesamt gibt die schnelle Erholung der Luftsamenbank von Bishop Pine nach einem schweren Brand den Managern die Flexibilität, vorgeschriebene Verbrennungen zur Wiederherstellung dieser Wälder einzusetzen. Da bereits nach acht Jahren so viele lebensfähige Samen verfügbar sind, könnten vorgeschriebene Brände zwischen acht Jahren und mehreren Jahrzehnten nach einem früheren Brand erfolgen und trotzdem eine erfolgreiche Regeneration der Bischofskiefern ermöglichen. Solche flexiblen Fenster für wiederholtes Brennen werden für die Wiedereinführung von Feuer in diesen Ökosystemen von entscheidender Bedeutung sein. Manager können den Zeitpunkt auf der Grundlage von Faktoren wie der Verfügbarkeit der Besatzung, Wetterbedingungen und der Nähe zu Häusern und Gemeinden anpassen. Das Abbrennen kann auch die Auswirkungen von Krankheiten abmildern, wenn es dazu beiträgt, Kiefernpechkrebs in regenerierenden Beständen zu bekämpfen.
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Bisbing, SM, Urza, AK, York, RA, Hankin, LE und Putz, TR (2023) „Persistente, lebensfähige Samenbanken puffern die serotinöse Bischofskiefer über ein breites Feuerwiederkehrintervall“, Feuerökologie, 19(1). Verfügbar um: https://doi.org/10.1186/s42408-023-00194-3.
