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Neue Publikation: Chronischer Wasserstress reduziert die Erholung von Eichen nach extremen Dürreereignissen

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Dürreperioden bedrohen Waldökosysteme weltweit, auch in Regionen, die normalerweise nicht als trocken gelten. Solche "nassen" Wälder sind die grundwassergespeisten oder ehemaligen Auen-Eichenwälder entlang des Oberrheintals. Diese Wälder dominierten einst die Flusslandschaften und viele Ebenen Mitteleuropas, sind aber heute aufgrund der Ausdehnung von Siedlungen und der Umwandlung von Flächen für die Landwirtschaft selten geworden. Flussregulierung und Grundwasserentnahme wirken sich auf ihre Hydrologie aus und gefährden diese verbliebenen Wälder zusätzlich, besonders während Trockenperioden.

Um den Einfluss der Grundwasserentnahme auf Stieleichenwälder zu untersuchen und festzustellen, ob der Zugang zu Grundwasser den Bäumen helfen könnte, extremer Trockenheit zu widerstehen und sich davon zu erholen, untersuchten Forscher der Universität Freiburg die Leistung von Eichen  an Standorten mit kontrastierender Grundwasserverfügbarkeit, einschließlich Standorten, an denen die Grundwasserentnahme für Industrie, Bewässerung oder häusliche Nutzung über mehrere Jahrzehnte zu einer reduzierten Wasserverfügbarkeit für die Bäume geführt hat.

Durch die Untersuchung von jährlich aufgelösten Serien von Jahrringbreiten und holzanatomischen Merkmalen konnte das Team um Dr. Georgios Skiadaresis in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Bauhus die Leistung von Eichen während Dürreperioden und in Perioden mit günstigen Wachstumsbedingungen rekonstruieren. Die Art der Holzzellen sowie deren Eigenschaften (wie z.B. ihre Anzahl, Anordnung und Größe) hingen stark von den klimatischen Bedingungen zum Zeitpunkt der Holzbildung ab. Gleichzeitig spiegelten die Eigenschaften der Xylemgefäße, der wasserführenden Elemente in Laubbäumen, das Leistungsniveau der Pflanze unter den unterschiedlichen klimatischen Bedingungen wider.

Ihre Ergebnisse, die im März in Scientific Reports veröffentlicht wurden, zeigen eine starke Abhängigkeit des Baumwachstums und der Baumfunktion von der Verfügbarkeit von Bodenfeuchtigkeit insbesondere in den Sommermonaten, selbst an Standorten, an denen die Bäume noch Zugang zu Grundwasser haben. Die Kombination aus langfristigen Wasserdefiziten durch Grundwasserentnahme und extremen Trockenperioden führte jedoch zu einer reduzierten Vitalität, Produktivität und hydraulischen Funktion der Bäume an Wasserentnahmestellen im Vergleich zu Standorten ohne Grundwasserentnahme. Die Unterschiede zwischen Standorten mit und ohne Grundwasserentnahme waren während günstiger klimatischer Bedingungen stärker ausgeprägt als in Trockenperioden. Bäume mit Grundwasserzugang zeigten eine schnelle und vollständige Erholung nach Dürreereignissen. Jedoch Bäume, die den Zugang zum Grundwasser verloren hatten, konnten sich nicht von der Trockenheit erholen und sind daher einem höheren Sterberisiko ausgesetzt.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass auch Wälder, die normalerweise nicht als wasserbegrenzt gelten, während extremer Dürren leiden können. In diesen Wäldern erhält der Zugang zu Grundwasser die Funktion der Bäume und ihre Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit aufrecht und ist daher wichtig für die Gesundheit der Bäume im Hinblick auf den Klimawandel. Daher sollten zukünftige Grundwasserentnahmen die Gesundheit des gesamten Ökosystems berücksichtigen.

 

Original Veröffentlichung:

Skiadaresis G., Schwarz J., Stahl K., Bauhus J. (2021): Groundwater extraction reduces tree vitality, growth and xylem hydraulic capacity in Quercus robur during and after drought events. Sci Rep, 11, 5149.

 

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