Einfluss der Waldstruktur und der Offenheit des Kronendachs auf die Vitalität von Bäumen und die Stabilität von Ökosystemen im Zuge des Klimawandels
Wälder erbringen wichtige Ökosystemleistungen wie Kohlenstoffspeicherung, Biodiversitätsschutz, Klimaregulation und Holzproduktion. In Mitteleuropa haben Dürren und Hitzewellen im Zuge des globalen Wandels zu weitreichendem Baumsterben geführt – selbst bei Arten, die traditionell als trockenheitstolerant gelten. Dies macht eine adaptive Waldbewirtschaftung dringend erforderlich. Eine zentrale forstliche Maßnahme ist die Durchforstung, die die Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenheit entweder erhöhen kann, indem sie die Konkurrenz um Ressourcen verringert, oder den Stress für verbleibende Bäume steigern kann, indem sie durch die Öffnung des Kronendachs einer stärkeren Hitze- und Verdunstungsbelastung ausgesetzt werden. Die Auswirkungen können dabei je nach Baumart und Standortbedingungen variieren. Um diese Zusammenhänge besser zu verstehen, kombiniert dieses Projekt langfristige Jahrringanalysen mit hochauflösenden Dendrometermessungen. Durch die Verknüpfung historischer Wachstumsmuster mit Echtzeit-Indikatoren des Wasserstatus von Bäumen untersucht die Studie, wie Bestandesalter und Waldbewirtschaftung die Resilienz von Wäldern und deren Reaktion auf Trockenstress beeinflussen.
Unser Ziel ist es, zu identifizieren, welche bestandesstrukturellen Merkmale artspezifisch am besten geeignet sind, die Stabilität von Waldökosystemen unter den Bedingungen des Klimawandels zu erhalten und damit die kontinuierliche Bereitstellung verschiedener Ökosystemleistungen (insbesondere der Kohlenstoffspeicherung und der Förderung der Biodiversität) sicherzustellen. Dabei betrachten wir kurz- und langfristige Wachstumsmuster von Bäumen als Indikatoren für deren Vitalität, da deren zeitliche Variabilität eng mit der Resilienz von Baumarten gegenüber Umweltveränderungen verknüpft ist.
H1: Eine verringerte Stammdichte und eine erhöhte Kronendachöffnung, die mit zunehmendem Bestandesalter einhergehen, beeinflussen Trockenheitstoleranz-Indizes aufgrund artspezifischer physiologischer Empfindlichkeiten unterschiedlich.
H2: Die Resistenz wird überwiegend durch klimatische Extreme bestimmt, während Resilienz und Erholung primär von edaphischen und strukturellen Eigenschaften beeinflusst werden. Dies spiegelt sich ebenfalls in den saisonalen Schätzungen des Tree Water Deficit (TWD) wider.
H3: Basierend auf integrierten kurz- und langfristigen Wachstumsparametern lässt sich eine optimale mittlere Bewirtschaftungsintensität identifizieren, die durch Kronendachöffnung und Stammdichte infolge des Durchforstungsregimes definiert ist und die Stabilität des Ökosystems über verschiedene Baumarten hinweg erhöht.
Für die Versuchsflächen (Experimental Plots, EPs), die einen Gradienten von unbewirtschafteten über plenterartige bis hin zu Altersklassenwäldern repräsentieren, werden langfristige dendrochronologische Analysen durchgeführt, um Trockenheitsreaktionsindizes aus vergangenen Stammdickenwachstumsmustern vor, während und nach extremen Dürreereignissen abzuleiten. Zusätzlich ermöglichen hochauflösende automatisierte Dendrometermessungen die Bestimmung des Baumwasserdefizits (TWD), wodurch robuste kurzfristige Kennwerte des Wasserstatus der Bäume ermittelt werden können. Schließlich werden wir die kurz- und langfristigen Indizes der Baumvitalität mit individuellen strukturellen und umweltbezogenen Variablen auf Baumniveau verknüpfen, die auf LIDAR-basierten Oberflächen- und Geländemodellen beruhen.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
