Baumarten finden, die mit der Klimaänderung besser zurecht kommen

01.05.2024 Pressemitteilung - Landesforsten Rheinland-Pfalz

Forscherinnen und Forscher der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) und der Uni Trier untersuchen, wie verschiedene Baumarten auf Trockenheit reagieren und welche Auswirkungen Luftschadstoffe haben. Mit den Daten können Forstleute künftig bessere Entscheidungen treffen, welche Baumarten die besten Chancen haben, mit dem Klimawandel zurechtzukommen.

„Der Wald zeigt an vielen Orten mittlerweile so starke Schäden, dass das oberste Ziel unserer Forstleute ist, den Wald für die Zukunft zu stabilisieren. Denn nur, wenn der Wald als stabiles, funktionierendes Ökosystem da ist, kann er den umweltfreundlichen Rohstoff Holz produzieren, unsere Luft und unser Trinkwasser reinigen, für Erholung sorgen und Tieren, Pilzen und Pflanzen einen Lebensraum bieten. Der Wald ist damit aber zunehmend am Limit. Über 85 Prozent der Bäume sind in Rheinland-Pfalz geschädigt – durch Dürren der letzten Jahre und durch Schadstoffe im Boden und in der Luft. Um unsere Wälder auch noch in Zukunft in ihrer Funktionsfähigkeit zu erhalten, müssen wir untersuchen, welche Baumarten am besten mit diesen Stressfaktoren klarkommen. Deshalb sind diese Forschungen so wichtig“, sagte Klimaschutzministerin Katrin Eder am heutigen Freitag bei einem Besuch im Lennebergwald. Hier wird in den nächsten drei Jahren untersucht, wie die einzelnen Baumarten mit dem Wasservorkommen haushalten können, wenn dieses bei Dürren eingeschränkt ist.

Für den Lennebergwald haben sich die Forschenden entschieden, da hier einerseits die Auswirkungen des Klimawandels sehr deutlich zu sehen sind: Ein Teilbereich des Waldes ist hier aufgrund von vielen bereits ganz oder teilweise abgestorbenen Bäumen für Waldbesuchenden gesperrt. Hier wäre die Astbruchgefahr zu hoch. Zum anderen kommen hier, wie sonst in kaum einem anderen Wald in Rheinland-Pfalz, sehr viele verschiedene Baumarten unterschiedlichen Alters an einem Standort vor. Da alle Baumarten hier unter den gleichen Bedingungen wachsen, kann ihr Verhalten und Überleben bei langer Trockenheit gut miteinander verglichen werden.

Als Basis für diese und weitere künftige Forschungsfragen wird hier neben den aktuellen Untersuchungen eine neue Dauerbeobachtungsfläche des forstlichen Umweltmonitorings eingerichtet. Forschende untersuchen dort fortan dauerhaft den Gesundheitszustand der Bäume, den Wasserkreislauf, das Nährstoffangebot und die Belastung von Luftschadstoffen.. Auch welche Tiere im Boden leben und welche Pflanzen-, Flechten und Pilzarten es dort gibt, ist Bestandteil der Erhebungen, die in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Insgesamt gibt es damit über 30 Dauerbeobachtungsflächen in Rheinland-Pfalz.

„Die gewonnenen Daten sollen helfen, Zusammenhänge im Ökosystem Wald besser zu verstehen. Mit ihrer Hilfe können Konzepte entwickelt werden, um die Widerstandsfähigkeit des Waldes zu stärken.“, so Dr. Martin Greve, der den Forschungsbereich Waldmonitoring und Umweltvorsorge an der FAWF leitet.

„Wenn eine Försterin oder ein Förster eine Entscheidung trifft, welche Bäume hier künftig wachsen sollen, hat das Auswirkungen auf die nächsten rund hundert Jahre. Denn so lange dauert es bei den meisten Baumarten, bis sie genutzt werden und wieder Platz für neue Bäume entsteht. Mit gezielten Pflanzungen bestimmter Baumarten, können wir helfen, den Wald mit all seinen Funktionen zu erhalten. Denn allein der Wald puffert ein Viertel der Treibhausgase in Rheinland-Pfalz, Dreiviertel aller Wasserschutzgebiete der strengsten Zonen liegen im Wald und wir alle können selbst spüren, dass hier die Luft im Wald sauberer ist“, so Eder.

Bei der Exkursion in den Lennebergwald besuchte die Ministerin drei Stationen:

Dr. habil. Matthias Arend, Pflanzenökologe an der Universität Trier zeigt mit Wissenschaftlern der FAWF, wie er 60 Bäume im Lennebergwald verkabelt hat. An jeden der Bäume brachte er sogenannte Saftflussensoren am unteren Stamm an, die messen, ob und wieviel Wasser der Baum aus dem Boden aufnimmt und durch den Stamm zur transpirierenden Krone transportiert. Dadurch kann er erfahren, welche Bäume noch genügend Wasser zur Verfügung haben, wenn das Wasserangebot bei Trockenheit beschränkt ist. Zusätzlich entnimmt er mit Unterstützung von Baumkletterern kleine Blatt- und Zweigproben aus den Kronen der Bäume in 20 bis 30 Metern Höhe.

Anschließend wird die Zusammensetzung des darin enthaltenen Wassers im Labor der Universität Trier untersucht. Dazu werden die Isotopenverhältnisse der im Wasser enthaltenen Sauerstoff- und Wasserstoffatome bestimmt und mit den Isotopenverhältnissen des Bodenwassers in verschiedenen Tiefen verglichen.

Anhand dieser Vergleiche kann Arend herausfinden, wo beziehungsweise aus welcher Tiefe der Baum im Boden sein Wasser aufgenommen hat. Dies ist eine wichtige Eigenschaft einer Baumart, die viel über ihre Fähigkeit verrät, Dürren unbeschadet zu überstehen. Denn selbst wenn die Wurzeln von verschiedenen Baumarten gleich lang sind, nehmen sie nicht automatisch aus der gleichen Tiefe Wasser auf.

Insgesamt hat das Forschungsteam sechs verschiedene Baumarten verkabelt: Buchen, Eichen, Linden, Eschen, Ahorne und die Wildkirsche. Erste visuelle Beobachtungen der Baumvitalität im letzten Jahr zeigen, dass die vier letztgenannten Baumarten mit Trockenheit möglicherweise besser zurechtkommen. Im Gegensatz zeigen dazu die Buchen und teilweise auch Eichen deutliche Kronenschäden und sogar ein Absterben infolge der zurückliegenden Dürrejahre.

Was im Boden und in der Luft passiert, dafür interessiert sich auch Dr. Martin Greve von der FAWF. Er misst in der Luft und am Boden die Temperatur und die Feuchtigkeit. Zudem vergräbt er sogenannte Saugkerzen - lange Kunststoffrohre mit einem Keramikkopf - im Boden. Mit ihrer Hilfe sammelt man regelmäßig Wasser aus dem Boden, um dann im Labor einen Blick auf die vorhandenen Nähr- und Schadstoffe zu werfen. Der Regen wird mit mehreren Sammelgefäßen aufgefangen und ebenfalls auf seine Inhaltsstoffe im Labor untersucht. So kann Greve feststellen, wie hoch etwa der Stickstoffeintrag im Lennebergwald ist. Zu viel Stickstoff im Wald, der vor allem aus der Landwirtschaft, Verbrennungsmotoren und der Industrie kommt, wirkt versauernd und verändert die Biodiversität. In unseren Wäldern wäre Stickstoff ohne menschlichen Einfluss nur begrenzt verfügbar. „Unsere Pflanzen sind angepasst mit diesem natürlichen Mangel umzugehen. Aber ein Überschuss wie in unseren Wäldern führt zu Nährstoffungleichgewichten und dadurch zu einer höheren Anfälligkeit gegenüber Trockenstress, Frost und Fraß“, so Greve. Vergleicht er nun den Stickstoffgehalt aus der Luft mit dem im Bodenwasser, kann er herausfinden, wieviel der Wald noch aufnehmen kann. In manchen rheinland-pfälzischen Waldgebieten gibt es Anzeichen dafür, dass der Wald immer weniger Stickstoff zurückhalten kann. Das wiederum hat Auswirkungen auf unser Trinkwasser, da Stickstoff aufwendig und teuer bei der Aufbereitung herausgefiltert werden muss.

Zu viel Stickstoff führt außerdem dazu, dass der Waldboden versauert und dies wiederum dazu, dass es weniger Bodenlebewesen gibt. Diese sind aber wichtig, um abgestorbene Pflanzen und Tiere zu zersetzen, den Boden zu belüften oder bei starkem Regen die Wasseraufnahme zu fördern.

Zudem beobachtet der Forscher mit seinem Team, welche Bioindikatoren es gibt. Das sind Arten, die ganz bestimmte Umweltbedingungen anzeigen: Die Gewöhnliche Gelbflechte deutet zum Beispiel auf einen hohen Stickstoffgehalt in der Luft hin. Im Lennebergwald sieht und riecht man an vielen Stellen Bärlauch – dieser ist wiederum Anzeiger für eine gute Nährstoffversorgung im Waldboden.

Philipp Reiter, Referent bei der FAWF im Forschungsbereich Nachhaltige Waldbewirtschaftung beschäftigt sich mit der Frage, wie es um die Buche in Rheinland-Pfalz bestellt ist. Diese kommt von Natur aus am häufigsten in den Wäldern Mitteleuropas vor. Gleichzeitig ist sie stark von den Folgen des Klimawandels, wie beispielsweise Dürre betroffen. Insgesamt weisen knapp 89 Prozent aller Buchen in Rheinland-Pfalz laut Waldzustandserhebung 2023 Schäden auf. Er und sein Team untersuchen im Lennebergwald die Gesundheit der Buchen und erfassen hierzu beispielsweise den Belaubungsgrad der Bäume, also wie licht oder dicht die Krone ist, ob der Baum andere Anzeichen von Schäden aufweist und wie sich das Dickenwachstum verhält, also wie schnell der Baum an Stammumfang zunimmt.

Auch sein Team erntet Blätter vom Baum, um sie anschließend zu untersuchen, etwa wie groß die Blätter sind und welchen Wassergehalt sie aufweisen. Zudem wird das gewonnene Blattmaterial schockgefroren, um anschließend im Labor der FAWF die Konzentration verschiedener Stoffe in den Blättern ermitteln zu können, die auf eine Belastung der Buchen durch Trockenheit oder Hitze rückschließen lassen.

Auf anderen Versuchsflächen der FAWF untersucht Reiter gemeinsam mit Kooperationspartnern die Auswirkungen unterschiedlicher forstlicher Behandlungsvarianten, also welche Art der Bewirtschaftung sich wie auf die Wälder auswirkt. Wird ein Baum gefällt, um anderen Bäumen Raum zu schaffen oder das Aufkommen der nächsten Baumgeneration zu ermöglichen, kann dies Auswirkungen auf die verbleibenden Bäume haben. Durch die Untersuchungen sollen Handlungsempfehlungen zur Bewirtschaftung der Buche vor dem Hintergrund des voranschreitenden Klimawandels generiert werden. Darüber hinaus beschäftigt sich Reiter auch mit der Frage der zukünftigen Verbreitung der Buche in Rheinland-Pfalz. Hier kommen Modelle zur Anwendung, die mit Hilfe von Klimaprojektionen und weiteren Informationen Aussagen zur Eignung der Buche am Ende des Jahrhunderts erlauben.

Die Forschungsbereiche sind Teil eines europaweiten Verbundes an Dauerbeobachtungsflächen und des Moduls „Buchenwaldökosysteme im Klimawandel“ im landesweiten Forschungsprogramm Klimawald 2100. Die Untersuchungen der FAWF werden in guter Kooperation mit den Universitäten Trier, Göttingen, Kaiserslautern-Landau, Freiburg und Mainz durchgeführt, um ihre Expertise einzubinden.

Weitere Infos gibt es hier: https://fawf.wald.rlp.de/forschung-und-monitoring-unsere-aufgaben/forstliches-umweltmonitoring

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Bildnachweis Foto: Landesforsten.RLP.de / Jonathan Fieber

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