Sträucher haben sich als Reaktion auf mehrere Störungsfaktoren entwickelt, darunter Feuer und Dürre. Viele Sträucher sind klonal, wobei sich die Individuen durch vegetative Produktion von Stängeln aus unterirdischen Knospen und Rhizomen vermehren. Dies kann klonalen Sträuchern in häufig gestörten Umgebungen einen Wettbewerbsvorteil gegenüber nicht-klonalen Arten verschaffen. Klonale Sträucher breiten sich im Vergleich zu nicht-klonalen Sträuchern in Ökosystemen mit hohem Präriegras schneller aus. Dieses Vordringen wird im Wesentlichen durch Klimaveränderungen verursacht, darunter erhöhte CO2-Emissionen in der Atmosphäre.2 Konzentrationen und veränderte Niederschlagsregime sowie geringere Brandhäufigkeit, Überweidung und andere Managemententscheidungen. Da sich klonale Sträucher eher über Grasland und Savannen ausbreiten als nicht-klonale Sträucher, ist das Verständnis, wie diese Wachstumsform Ressourcen nutzt und auf Umweltveränderungen reagiert, entscheidend für die Vorhersage, wie die Ausbreitung von Sträuchern den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf in Zukunft verändern könnte.
In ihrer neuen Editor's Choice-Studie, die in veröffentlicht wurde AoBP, Wedeln et al. untersuchten die physiologischen Reaktionen des Strauchs auf Blattebene auf Niederschlag und Feuer im am weitesten verbreiteten Klonstrauch der Hochgrasprärie von Kansas, Cornus drummondii. C. drummondii, allgemein bekannt als Raublatt-Hartriegel, breitet sich radial über Rhizome aus und bildet diskrete Klone, bei denen das Zentrum des Strauchs älter ist als der Rand. Die Autoren verglichen die Gasaustauschraten der Blätter vom Rand zum Zentrum innerhalb von Strauchklonen während eines nassen (2015) und eines extrem trockenen (2018) Jahres. Sie verglichen auch die Blattphysiologie zwischen kürzlich verbrannten Sträuchern (Wiederaustrieben) und unverbrannten Sträuchern im Jahr 2018. Ein Hauptziel der Studie war es, festzustellen, ob es notwendig ist, intraklonale Unterschiede zwischen Stämmen als Reaktion auf Störungen zu berücksichtigen, um Modelle genauer zu parametrisieren.
Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass sich die Blattphysiologie zwischen miteinander verbundenen Stämmen in einem nassen oder trockenen Jahr nicht unterscheidet, nach einem Brand jedoch schon. Insbesondere wiesen nach einem Brand wieder austreibende Sträucher höhere Gasaustauschraten und einen höheren Stickstoffgehalt in den Blättern auf als unverbrannte Sträucher, was darauf schließen lässt, dass eine erhöhte Kohlenstoffaufnahme zur Erholung nach einem Brand beitragen kann. In kürzlich abgebrannten Gebieten wiesen wieder austreibende Sträucher im Zentrum des Strauchs höhere Gasaustauschraten auf als in der Peripherie. In unverbrannten Gebieten blieb die Blattphysiologie innerhalb klonaler Sträucher während der gesamten Wachstumsperiode konstant.
Wedeln et al. kommen zu dem Schluss, dass einzelne Messungen innerhalb von Strauchklonen ausreichen, um Modelle zu parametrisieren, die zum Verständnis der Auswirkungen der Ausbreitung von Sträuchern auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf von Ökosystemen verwendet werden. Diese Modelle können jedoch zusätzliche Komplexität erfordern, wenn die Auswirkungen von Feuer berücksichtigt werden. Die Autoren schlagen vor, dass in zukünftigen Arbeiten detaillierte Untersuchungen der intraklonalen Physiologie anderer Sträucher durchgeführt werden sollten, die sich über Grasland und Savannen ausbreiten, um die Vorhersagen der Vegetationsbedeckung und der Ökosystemfunktionen in einem sich ändernden Klima zu verbessern.
