Während sich der Planet erwärmt, verändert sich das Leben im Norden rapide. Es wird vorausgesagt, dass feuerangepasste Bäume nehmen Vorteil der Waldbrände in der Tundra, da sie neue Standorte für die Besiedlung erschließen. Aber ist es das, was passiert? Lucas Brehaut und Carissa Brown untersuchten Waldbrände an der Baumgrenze im subarktischen Yukon, Kanada. Sie wollten wissen, wie Brände die Umwelt verändern und ob nach den Verbrennungen Setzlinge auftauchen. Ihre Forschung, veröffentlicht in Pflanzenökologie, weist darauf hin, dass die Auswirkungen von Waldbränden kompliziert sind und feuerangepassten Bäumen möglicherweise nicht immer zugute kommen.
Brehaut und Brown interessieren sich für Waldbrände an der Baumgrenze, da sie eine Grenze zwischen zwei Ökosystemen mit dramatisch unterschiedlichen Reaktionen auf Feuer markieren. Der boreale Wald wird zum Feuern genutzt, und Bäume sind bereit, neue Öffnungen in der Landschaft zu nutzen, die durch das Brennen entstehen. Die Pflanzenwelt in der Tundra ist dagegen nicht feuerangepasst, weil dort natürliche Brände selten vorkommen – oder zumindest früher selten waren.
Die Baumgrenze war ziemlich statisch, Brehaut und Brown verwenden das Wort Trägheit aus ein paar Gründen. Die Kälte kann die Anzahl der lebensfähigen Samen verringern, die Bäume produzieren können. Die Bodenbedingungen können die Baumkeimung in der Tundra verhindern. Selbst wenn ein Samen keimt, kann die Tundra-Vegetation helfen, die Ansiedlung von Sämlingen zu verhindern.
Das war in der Vergangenheit in Ordnung, aber jetzt, mit der Klimaerwärmung, werden sich viele dieser Variablen gleichzeitig ändern. Werfen Sie Waldbrände ein, die Landstriche für die Ansiedlung von Pionierarten freimachen, und die Bäume könnten nach Norden marschieren.
Brehaut und Brown untersuchten drei Orte, an denen in den letzten Jahrzehnten Feuer an der borealen Wald-Tundra-Grenze im nördlichen Yukon gebrannt hatten. Zwei Standorte befanden sich in der Nähe von Eagle Plains und der dritte etwas weiter südlich, westlich von Dawson. Alle Orte waren kalt, mit einer durchschnittlichen Höchsttemperatur von 14 °C im Juli, die im Januar auf -27 °C sank.
Überraschenderweise fanden die Botaniker trotz des wärmeren Wetters und des frisch gerodeten Landes nicht mehr Setzlinge im verbrannten Boden als an unverbrannten Standorten. Offensichtlich geschah etwas Kompliziertes. In der Diskussion diskutieren Brehaut und Brown die Bedingungen, denen Sämlinge ausgesetzt sind, und schlagen vor, dass die gerodeten Flecken extremere Bedingungen schaffen, anstatt ein bequemes Bett zu bieten.
Der Sommer könnte für Samen schwierig sein. Die verbrannten Stellen sind dunkler, ebenso die Wärmefallen, was bedeutet, dass sich der Boden in den verbrannten Bereichen im Sommer stärker erwärmt. Dies sollte eine gute Nachricht sein, da die Pflanzen mehr Energie verbrauchen, aber es könnte auch den Boden austrocknen, was zu Austrocknung führt. Was die Samen durch Hitze gewinnen, verlieren sie durch Durst.
Das ist nicht das einzige Problem, mit dem die Samen konfrontiert sind. Die Wissenschaftler schauen über die Vegetationsperiode hinaus, um zu verstehen, warum die Sämlinge nicht wachsen, indem sie die Bedingungen am anderen Ende des Jahres betrachten.
Im Winter drehen sich die Dinge um und die verbrannten Stellen sind kälter als ihre unverbrannten Nachbarn. Das scheint seltsam. Warum würden wärmere Böden kälter werden? Die Antwort ist Schnee. An den unverbrannten Stellen gibt es viel Vegetation, um den fallenden und treibenden Schnee einzufangen. Dadurch entsteht eine isolierende Decke, die den darunter liegenden Boden vor der schlimmsten Kälte schützt.
Für die verbrannten Stellen fällt immer noch Schnee. Da der Boden jedoch vergleichsweise kahl ist, kann es abdriften, wodurch der Boden der Kälte relativ ausgesetzt wird. Brehaut und Brown stellten fest, dass der Boden in verbrannten Gebieten mehr Tage unter dem Gefrierpunkt hatte und daher alle Samen im Boden härteren Bedingungen ausgesetzt waren.
„Aus der Sicht eines Samens lassen uns die kombinierten Auswirkungen von Bränden mit geringer Schwere (dh fleckige und teilweise Verbrennung von Vegetation und Bodenoberfläche) und die Änderung der saisonalen Bodentemperaturen und Winterbedingungen zu dem Schluss kommen, dass in der Untersuchungsregion Mikrostandorte nach einem Lauffeuer fördern im Vergleich zur unverbrannten Baumgrenze kein größeres Auflaufen und Überleben von Sämlingen“, schreiben Brehaut und Brown. „Während sich die Bedingungen mit zunehmender Zeit seit dem Brand ändern, bleibt das Zeitfenster für eine erfolgreiche Keimung und Etablierung nach einem Lauffeuer für viele boreale Baumarten kurz … Studien haben gezeigt, dass ideale Bedingungen für eine erfolgreiche Fichtenkeimung in einem geringen Wettbewerb zwischen den Arten bestehen und Substrate, die warm, feucht und nährstoffreich sind…. Dies gilt insbesondere für die Schwarzfichte, die den größten Teil ihrer Samen in den ersten Jahren nach einem Waldbrand verbreitet …“
„Unsere Ergebnisse haben auch gezeigt, dass die Vorhersage, dass Waldbrände an der Baumgrenze ideale Umweltbedingungen schaffen und die Erweiterung des Verbreitungsgebiets feuerangepasster Arten fördern, möglicherweise zu reduktiv ist, da sie die Auswirkungen extremer Temperaturänderungen auf Sämlinge innerhalb der ersten zwei Jahrzehnte nicht berücksichtigt nach Lauffeuer. Die Vorhersage berücksichtigt auch nicht die Wechselwirkung zwischen der Schwere der Waldbrände und der standortinternen Variabilität der Microsite-Eigenschaften … Im Vergleich zu unverbrannten Baumgrenzen zeigt unsere Studie, dass die potenzielle Ansiedlung von Sämlingen am Rand des Verbreitungsgebiets unabhängig von Waldbränden eine Herausforderung bleibt.“
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Brehaut, L. und Brown, CD (2022) „Waldbrände entzündeten nicht die Ausdehnung der borealen Waldgebiete in Tundra-Ökosysteme im subarktischen Yukon, Kanada.“ Pflanzenökologie. https://doi.org/10.1007/s11258-022-01242-9
