Bäume haben überraschend geringe Toleranz gegenüber Trockenheit

Die meisten Baumarten weltweit arbeiten am Limit ihrer hydraulischen "Sicherheit" - Auch Arten in feuchten Gebieten sind gefährdet

Innsbruck - Zunehmende Trockenheit stellt viele Baumarten vor massive Probleme. Eine aktuelle Forschungsarbeit kommt zu den Schluss, dass überraschend viele Baumarten eine nur äußerst geringe Toleranz gegenüber Dürreperioden aufweisen. Damit dürfte der Klimawandel für zahlreiche Wälder eine nicht zu unterschätzende Gefahr darstellen, warnt ein internationales Forscherteam. Die Gruppe unter der Leitung der Universitäten Western Sydney und Ulm und mit Beteiligung von Stefan Mayr von der Universität Innsbruck untersuchte 226 Waldformen in 81 Regionen der Welt; dabei zeigte sich, dass Bäume am Wasser wie an der Donau ebenso bedroht sind, wie solche in trockenen Gebieten wie etwa im Mittelmeerraum.

Die Studie ergab, dass fast alle untersuchten Baumarten rund um den Globus nahe am Limit zum Versagen ihres hydraulischen Systems arbeiten. Die Empfindlichkeit gegenüber "Trockenstress" sei somit in allen Waldtypen ähnlich. Laut der Studie operieren 70 Prozent von 226 Waldbaumarten aus 81 Standorten innerhalb sehr enger Sicherheitsbereiche zu ihrem potenziellen Austrocknen.

Der Grund für diese riskante hydraulische Strategie liege in der notwendigen Balance zwischen Wachstum auf der einen Seite und Schutz vor Funktionsverlusten auf der anderen Seite. "Kurz gesagt: Es kostet den Bäumen etwas, um Sicherheit herzustellen", erläuterte Mayr. Dies sei allen Baumtypen gemein - sowohl jenen in Regionen mit Feuchtigkeitsüberschuss als auch jenen aus trockenen Gebieten. Trockenheits-induzierte Waldschäden treten also auch in Wäldern auf, für die kein offensichtliches Trockenrisiko besteht.

Unterschiedliche Reaktionen zu erwarten

Obwohl die Zunahme der Trockenheit sich dramatisch auswirken könnte, ist aus dieser Studie nicht gleich ein "Armageddon" der Wälder abzuleiten. Es ist anzunehmen, dass die Wälder auf Veränderungen des Klimas in vielfältiger Art und Weise reagieren werden. Dabei werde aber der Zeitfaktor ein wesentliche Rolle spielen, erklärte Mayr. Manche Arten könnten eine ausreichend rasche Entwicklung zeigen, um mit der Veränderung des Klimas Schritt halten zu können, andere Arten könnten neue Verbreitungsgebiete mit passenden Umweltbedingungen erschließen.

Trockenheit sei einer der wesentlichen Stressfaktoren für Waldökosysteme und habe in den letzten Jahrzehnten weltweit zahlreiche großflächige Waldschäden verursacht. Pflanzen müssen große Mengen Wasser transpirieren, um Photoynthese zu betreiben und die Blätter zu kühlen. Das Wasser wird aus dem Boden aufgenommen und über ein Netzwerk an Leitelementen von den Wurzeln zu den Blättern transportiert. Wenn aber Böden austrocknen, werde das Wasser in den Leitelementen hohen Zugspannungen ausgesetzt, was ein Abreißen der Wasserfäden und ein Eindringen von Luft bewirke. In Folge dessen könne es zu einer Blockade der Leitelemente kommen. Man spricht dann von Trockenheits-induzierten Luftembolien. Diese könnten sich analog zu Embolien im menschlichen Blutkreislaufsystem vorgestellt werden. Bei zunehmenden Trockenstress werde das Transportsystem der Pflanzen immer stärker beeinträchtigt, bis diese letztlich absterben.

Alpine Bäume im winterlichen Trockenstress

Selbst bei Bäumen der alpinen Waldgrenze trete Trockenstress auf, wenn im Winter kein Wasser aus dem gefrorenen Boden aufgenommen werden könne, so Mayr. Das Auftreten von Embolien in strengen Wintern zeige, dass auch diese Bäume ein hohes hydraulisches Risiko tragen würden. "Manchmal sind die Bäume so stark emboliert, dass ein Überleben kaum vorstellbar ist", betonte Mayr. Wie die Waldgrenzbäume das dennoch schaffen, sei Teil der aktuellen Forschung. Mayr untersucht mit seinem Team seit vielen Jahren Gehölze im Bereich der alpinen Waldgrenze.

Der Publikation liegt eine Datenbank zugrunde, an der 24 Universitäten weltweit mitwirkten, hieß es. Das Forscherteam veröffentlichte seine Ergebnisse in der Wissenschaftszeitschrift "Nature". (APA/red, derstandard.at, 24.11.2012)