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Das Bewässerungs-Experiment Pfynwald

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Zu Beginn dieses Jahrhunderts zeigten im Rhonetal zwischen Brig und Sion (Kanton Wallis), einem der trockensten inneralpinen Täler der europäischen Alpen, zahlreiche Föhren auffällige Trockenheitssymptome. Viele ältere Bäume waren bereits abgestorben. Auf der Suche nach den Ursachen des Föhrensterbens legte die WSL im Sommer 2003 im Bereich des Naturparks Pfyn-Finges ein kontrolliertes Langzeit-Bewässerungsexperiment an und vergleicht seitdem das Wachstum von mehreren hundert Föhren auf bewässerten Waldparzellen mit solchen, die nur die natürliche Niederschlagsmenge erhalten. 

 
Abb. 1: Blick auf den Pfynwald aus Nordosten vom Gegenhang. Bild: M. Schaub/ WSL
Abb. 1: Blick auf den Pfynwald aus Nordosten vom Gegenhang. Bild: M. Schaub/ WSL
Abb. 2: Während April-Oktober werden einzelne Parzellen zusätzlich bewässert. Image: M. Schaub/WSL
Abb. 2: Während April-Oktober werden einzelne Parzellen zusätzlich bewässert. Image: M. Schaub/WSL
Abb. 3: Um den Wasser- und Kohlenstoffhaushalt in Echtzeit zu verfolgen, wurde den Baumkronen markiertes CO2 und H2O zugeführt. Bild: C. Hug/WSL
Abb. 3: Um den Wasser- und Kohlenstoffhaushalt in Echtzeit zu verfolgen, wurde den Baumkronen markiertes CO2 und H2O zugeführt. Bild: C. Hug/WSL

Wer die mittel- bis langfristigen Auswirkungen von Dürreperioden auf Wälder besser verstehen will, braucht Ergebnisse aus Versuchen in Trockengebieten mit länger dauernden, lokalen Messreihen.

Der Pfynwald (Kanton Wallis; 46° 18' N, 7° 36' E, 615 m ü. M.) bietet dafür beste Voraussetzungen. Dort legte ein Forschungsteam der WSL für die Dauer von 20 Jahren ein Langzeitexperiment im grössten zusammenhängenden Föhrenwald der Schweiz an. Die mittlere Jahresdurchschnittstemperatur beträgt dort 9.2°C, die jährliche Niederschlagssumme 657 mm (Durchschnitt 1961-1990). Die Föhren sind im Mittel etwa 100 Jahre alt und 10,8 m hoch. Das 1,2 ha grosse Versuchsfeld mit 876 Bäumen ist in acht Parzellen von je 1'000 m2 aufgeteilt (Abb. 4). Zwischen April und Oktober werden vier davon mit Sprinkleranlagen bewässert und erhalten jährlich zusätzlich 700 mm Niederschlag. Die Bäume in den anderen vier Parzellen wachsen unter natürlichen, also relativ trockenen Bedingungen.

Bisherige Ergebnisse

Fast unmittelbar nach dem Beginn der Untersuchungen im Jahr 2003 nahm auf den bewässerten Teilflächen die Produktion von Mykorrhiza-Fruchtkörpern (Hutter et al. in prep.) deutlich zu. Mit einer Verzögerung von einem Jahr bilden die Föhren seit 2004 breitere Baumringe und längere Nadeln als zuvor. Die Länge der Höhen- und Asttriebe und die Bestandesdichte nahmen in der Folge ebenfalls zu. Die Bewässerung vergrösserte auch das Wurzelwachstum und führte ab Sommer 2006 vor allem bei den Feinwurzeln zu mehr Biomasse (Brunner et al. 2009). Die Wachstumsperiode verlängerte sich für die bewässerten Bäume um 2-5 Wochen (Abb. 3) (Eilmann et al. 2010).

 
Abb. 4. Das Bewässerungsexperiment Pfynwald
Abb. 4. Das Bewässerungsexperiment Pfynwald besteht aus vier bewässerten und vier unbewässerten Kontrollflächen (25 m x 40 m, mit jeweils 60-100 Bäumen). In den hellblauen Teilflächen wurde die Bewässerung Ende 2013 vorübergehend gestoppt. Grafik: F. Sutter/WSL
 

In der Schweiz betrug der Temperaturanstieg am Ende des 20. und zu Beginn des 21. Jahrhunderts mehr als das Doppelte des globalen Durchschnitts. Klimamodelle lassen für das 21. Jahrhundert einen weiteren Anstieg erwarten. In Zusammenhang mit der wärmebedingten Zunahme der Verdunstung und häufigeren Hitzewellen ist davon auszugehen, dass sich die Wasserversorgung für Bäume zunehmend verschlechtert und in den Sommermonaten vermehrt mit Starkniederschlägen zu rechnen ist. Letztere werden den Oberflächenabfluss des Wassers verstärken und nicht versickern, so dass die Pflanzen häufiger unter Trockenstress leiden werden.

Somit werden die Vitalität und das Wachstum der Föhren abnehmen. Langfristig dürfte die Trockenheit dazu führen, dass immer mehr Bäume absterben und sich die Vegetationszonen verschieben. Das gilt in besonderem Masse für die Waldökosysteme in den inneralpinen Trockentälern wie dem Wallis (Rigling et al. 2013).

  

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