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Wie wappnen sich Föhren gegen Trockenheit?

Neue Studie widerlegt umstrittene Hypothese

 

Föhrenzweig
Foto: Christoph Bachofen, WSL

 

(15.7.2017) Legen junge Föhren Vorräte auf Kosten des Wachstums an, um bei Trockenheit länger über-leben zu können? Diese umstrittene Hypothese widerlegt eine neue Studie der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL. Im Experiment passten sich die Bäume erstaunlich rasch an die künstliche Trockenheit an und waren im darauffolgenden Jahr dagegen gewappnet.

 

Experiment
Versuchsanlage am Fuss der Walliser Felsensteppe in der Nähe von Leuk (VS, Schweiz), wo die jungen Föhren unterschiedlichen Niederschlags- und CO2-Verhältnissen ausgesetzt waren.
Foto: Christoph Bachofen, WSL
 
Versuchsanlage
Mikrokosmos mit zweijährigen Wald- und Schwarzföhren unterschiedlicher Herkunft. Die Bäumchen wurden automatisch bewässert (weße Schläuche in der Mitte) und zusätzlich mit CO2 versorgt (schwarze Schläuche an der Seite).
Foto: Christoph Bachofen, WSL
 
trockenstress
Nach zweimonatiger Trockenheit zeigen die zweijährigen Waldföhren erste Symptome von Trockenstress.
Foto: Christoph Bachofen, WSL

Für Nadelbäume könnte es mit dem Klimawandel man-

cherorts im Alpenraum ungemütlich werden: Fachleute erwarten, dass sie mit häufiger auftreten den Trocken-

perioden vermehrt absterben. Tatsächlich gingen in der Folge der Trockenjahre 2003, 2011 und 2016 im Wallis (Schweiz) zahlreiche Föhren ein. Ein möglicher Grund könnte der Hungertod sein: Wenn die Bäume die Spaltöffnungen in den Nadeln schließen, um den Wasserverlust zu reduzieren, können sie auch ihre „Nahrung“ Kohlendioxid (CO2) nicht aufnehmen.

Waldbewirtschafter und Förster überlegen sich des-

halb, ob sie an Trockenheit besser angepasste Ersatz-

bäume pflanzen sollen, zum Beispiel solche aus dem Mittelmeerraum.

 

Mit einem Experiment schlug ein WSL-Forscherteam um Christoph Bachofen zusammen mit Kollegen der ETH Zürich und der Universität Basel nun gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Es testete, wie zweijährige Wald- und Schwarzföhren verschiedener Herkünfte von den Alpen bis zum Mittelmeer mit langen Trockenperio-

den umgehen können. Die Bäume bekamen zwei Som-

mer lang von Juni bis September kein Wasser, ein laut Klimamodellen in Zukunft häufiger auftretendes Szenario.

 

Außerdem testeten die Wissenschaftler die umstrittene Hypothese, dass Föhren aktiv Kohlenhydratvorräte auf Kosten des Wachstums anlegen, um so das Verhung-

ern bei Trockenstress hinauszuzögern. Sie entsprang der wiederholten Beobachtung, dass Föhren bei Tro-

ckenstress mehr Kohlenhydrate in Form von Stärke speichern. Auf Wachstum zu verzichten, um gegen Tro-

ckenheit gewappnet zu sein, macht aber laut den WSL-Forschenden nur in Regionen Sinn, wo lange Trocken-

perioden praktisch jeden Sommer zu erwarten sind, wie im Mittelmeerraum. In gemäßigten Zonen würden die jungen Pflanzen bei reduziertem Wachstum von Kon-

kurrenten, die ihr Wachstum nicht einschränken, über-

wachsen.


Mit mehr CO2 besser gegen Dürre gewappnet?


Also stellten die Forschenden den trockengestressten Föhren zusätzlichen Kohlenstoff in der Luft in Form von CO2 zur Verfügung. Falls die Bäume aktiv Stärkevorrä-

te auf Kosten des Wachstums anlegen, müssten sie diese nun deutlich vergrößern und damit ihre Überlebenschancen während der Trockenheit erhöhen. Doch die Föhren stockten mit dem zusätzlichen CO2 weder ihre Stärkespeicher auf, noch hingen ihre Überlebenschancen von der Größe des Speichers ab, berichtet das Forscherteam nun im Fachjournal „Journal of Ecology“. Auch die Föhren südlicher Herkünfte zeigten keine Vorratshaltung auf Kosten des Wachstums (trade-off) – sie schnitten sowohl bei der Speicherung als auch beim Wachstum besser ab als Föhren feuchter Regionen. „Die Schwarzföhren aus trockenen Regionen sind generell besser mit der Trockenheit umgegangen“, erklärt Thomas Wohlgemuth, Leiter der Forschungsgruppe Störungsökologie an der WSL.

 

vergleich
Spross und Wurzeln von dreijährigen Wald- und Schwarzföhren verschiedener Herkunft nach zwei Sommern mit oder ohne Trockenstress. Fotos: Peter Schönenberger / Fotomontage Christoph Bachofen, WSL

 

„Unsere Resultate sprechen gegen die Theorie, dass Föhren aktiv Kohlenstoff speichern, um während Trockenperioden von diesen Vorräten zehren zu können“, erklären die Forschenden. Eine Anpassung der Jungbäume konnten sie dennoch feststellen: Sowohl die Föhren aus dem Süden wie aus dem Norden bildeten nach dem ersten Trockenjahr kürzere Nadeln. So reduzierten sie die Verdunstung und alle Bäume überlebten das zweite trockene Jahr. „Daraus lässt sich folgern, dass junge Föhren dank Akklimatisierung bis zu einem gewissen Grad resistent sind gegenüber einem mäßigen Anstieg der Sommertrockenheit“, schreiben die Forschenden.

(WSL)


Originalpublikation:
Bachofen C, Moser B, Hoch G, Ghazoul J, Wohlgemuth T (in press) No carbon 'bet hedging' in pine seedlings under prolonged summer drought and elevated CO2. Journal of Ecology. DOI: 10.1111/1365-2745.12822


 

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