Bäume in kalten Regionen ertragen Dürre schlecht

Vieles deutet darauf hin, dass Trockenphasen mit dem Klimawandel häufiger werden und länger dauern. Bäume müssen dies aushalten können, sonst gehen sie ein. Doch warum können einige Bäume besser, andere aber schlechter mit Dürre umgehen? An Kälte angepasste Bäume wie die Küstenkiefer (Pinus contorta) in den Wäldern Nordkanadas  haben offensichtlich nur eine geringe Toleranz gegenüber Trockenheit. Ein Forschungsteam aus Kanada, Deutschland und der Schweiz hat mit Hilfe von Jahrringen die biologischen Hintergründe dafür untersucht.

Das Team um Miriam Isaac-Renton von der Universität Alberta (Kanada) konnte auf ein einzigartiges Langzeitexperiment zurückgreifen. Bei diesem wurden vor über 30 Jahren Kiefernsämlinge aus nördlichen, feucht-kalten Regionen an einen wärmeren Standort verpflanzt und so ein Erwärmungsszenario simuliert. Das Team gewann Daten zahlreicher biologischer Prozesse des Baumwachstums aus den Jahrringen dieser inzwischen erwachsenen Kiefern, aus denen sich die Anpassungsfähigkeit der Bäume an Trockenperioden ableiten lässt. Dazu gehört das Stammwachstum, die Struktur des wassertransportierenden Holzgewebes sowie Schwankungen in der Öffnungsweite der Spaltöffnungen, also die Poren in den Blättern, die Bäume bei Trockenheit schliessen, um drohendem Wasserverlust vorzubeugen.

Schäden bei Wasserknappheit

Die Forschenden stellten vor allem fest, dass die Bäume der nördlichen Verbreitungsgrenze bei Dürre Holzzellen mit sehr dünnen Zellwänden produzieren, wenn sie an südlichen Standorten wachsen. Dies macht sie anfällig für Schäden des Wasserleitsystems, wenn das Wasser knapp ist. Bei Dürre scheinen diese Bäume zudem ihre Spaltöffnungen nicht sehr gut regulieren zu können. «Unsere Ergebnisse zeigen, dass Bäume aus diesen nördlichen, kalten Regionen physiologisch schlecht an starke Trockenheit angepasst sind», sagt Co-Studienleiterin Kerstin Treydte von der WSL. Die Resultate haben die Forschenden nun im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Möglicherweise sind auch Gebirgswälder gefährdet

Für die Schweiz ist das Ergebnis interessant, weil es zeigt, dass Bäume an einer kältebedingten Verbreitungsgrenze, wie z.B. in den Hochlagen der Alpen, nicht notwendigerweise von der Klimaerwärmung profitieren, wenn es in Zukunft zugleich trockener wird. Zwar mögen höhere Temperaturen in kalten Regionen vorübergehend die Wachstumsbedingungen verbessern, was vielerorts in den Alpen gezeigt werden konnte. Länger andauernde, stärkere Trockenperioden könnten diesen Vorteil längerfristig jedoch zunichtemachen. «Der Klimawandel und damit verbundene extreme Witterungsbedingungen wie starke Trockenheit beeinflussen Wälder weltweit. Baumarten bereits trockener Herkunftsregionen sind jedoch besser an solche Extreme angepasst als Baumarten heute noch vergleichsweise feuchter Regionen. Nehmen die Trockenheitsereignisse in Zukunft noch zu, sind letztere stärker gefährdet.», erklärt Treydte. Dies gilt für die boreale Küstenkiefer, aber möglicherweise auch für die Baumarten in den Hochlagen der Alpen.

Die Studie deutet jedoch auch auf eine mögliche Lösung zumindest für die Waldwirtschaft hin: Wie sich ebenfalls zeigte, können Bäume aus südlicheren Regionen Kanadas besser mit Trockenheit umgehen. Daher können Förster die Dürretoleranz von Wäldern möglicherweise erhöhen, indem sie in den gefährdeten Regionen Sämlinge südlicherer Herkunft anpflanzen und so den Wald auf extreme Wetterereignisse vorbereiten.