Es ist notwendig zu verstehen, wie Baumarten prognostizierte Trockenheitszunahmen tolerieren werden, um die zukünftige Walddynamik vorherzusehen und die zukünftige Waldproduktivität vorherzusagen. Dürren im Zusammenhang mit dem Klimawandel haben in vielen bewaldeten Regionen bereits zu einem weit verbreiteten Baumsterben in großen Gebieten geführt, mit nachteiligen Auswirkungen auf die Landschaftsstruktur und -funktion. Während Setzlinge und ausgewachsene Bäume eine starke Synchronisation mit ihrer Umgebung und eine relativ hohe Stresstoleranz aufweisen, sind Setzlinge von Nadelbäumen aufgrund ihrer geringen Wurzeltiefe und ihres engen Kohlenstoffhaushalts anfälliger für Wasserstress. Trotzdem gibt es nur wenige Studien, die untersucht haben, wie sich Dürre auf natürliche Populationen von Baumsetzlingen auf dem Feld auswirkt, trotz der entscheidenden Rolle, die sie für die Walddynamik, die Verschiebung des Verbreitungsgebiets und die allgemeine Widerstandsfähigkeit der Wälder gegenüber dem anhaltenden Klimawandel spielen.

Winzige winzige Bäume, kaum größer als die Flechten und Moose, aus denen sie wachsen. Im Vordergrund steht ein kleiner Sämling, der fast so groß ist wie der rosa lackierte Metallnagel, der seine Position markiert. Im Hintergrund markiert ein hellgrüner Nagel einen ähnlich großen Sämling.
Sämlinge von subalpiner Tanne und Engelmann-Fichte wurden 2 Jahre lang unter Regenabweiser in den südlichen Rocky Mountains, USA, gezüchtet. Bildnachweis: Goke und Martin.

In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Goke und Martin unterzogen natürlich etablierte Sämlinge von kodominanten subalpinen Nadelbaumarten (subalpine Tanne, abies lasiocarpa und Engelmann Fichte, Picea engelmannii) in den südlichen Rocky Mountains, USA bis 2 Jahre in situ Sommerniederschlagsausschluss. Diese Ausschlussbehandlung – aufgebaut mit Polycarbonat-Regenabweisern – simulierte sommerliche Dürrebedingungen, die einem Ausfall des nordamerikanischen Monsuns ähneln. Die Autoren verglichen die morphologischen und physiologischen Reaktionen von Sämlingen, die unter Trockenheit wachsen, mit den Umgebungsbedingungen, um die relativen Veränderungen der Dürretoleranzmerkmale als Funktion der Sämlingsgröße zu bewerten.

Goke und Martin beobachteten einen auffallenden Mangel an morphologischer und physiologischer Anpassung an Trockenheit bei den Nadelbaumsämlingen und eine Priorisierung von Kohlenstoffgewinnmerkmalen auf Kosten der Dürreminderung und -toleranz. Bei beiden Arten wurden keine morphologischen Anpassungen an Merkmalen zur Verringerung der Trockenheit festgestellt, und sowohl der photosynthetische Kohlenstoffgewinn als auch die Wassernutzungseffizienz waren stark reduziert, was die schlechte Akklimatisierung des ganzen Sämlings an Wasserstress widerspiegelt, insbesondere bei Fichten. Diese Ergebnisse weisen auf die Kanonisierung von Merkmalen hin, die, obwohl sie für die frühe Etablierung von Sämlingen nützlich sind, auf eine erhebliche Anfälligkeit von Sämlingspopulationen gegenüber anhaltenden oder wiederkehrenden Dürren hinweisen können. Die Autoren schließen mit der Feststellung, dass „eine erhöhte Sämlingssterblichkeit bei durch den Klimawandel verursachter Dürre ein wahrscheinliches Ergebnis dieser Reaktionen ist, was wiederum die Verfügbarkeit von Sämlingen für die Rekrutierung in größere Baumgrößenklassen beeinträchtigen kann“.

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Goke, A. und Martin, PH (2022) „Schlechte Akklimatisierung an experimentelle Felddürre bei subalpinen Waldbaumsetzlingen.“ AoB Pflanzen, https://doi.org/10.1093/aobpla/plab077