Waldumbau in Zeiten des Klimawandels

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und auch nach den trocken-heißen Sommern der Jahre 2018 und 2019 mit sichtbaren Folgen für den Wald wird in der Forstwirtschaft nach Ersatz für die 'Brotbaumarten' Fichte und Kiefer gesucht. Hier kommen vorrangig trockenstress-tolerantere einheimische Baumarten in Frage, die bisher forstlich ohne oder nur von geringer Bedeutung sind. Darüber hinaus muss aber auch in Erwägung gezogen werden, ob und in welchem Umfang nicht-heimische Baumarten zukünftig für die Aufrechterhaltung wichtiger Waldfunktionen benötigt werden („assisted migration“).

Aus diesem Grund wurde 2012 das Projekt KLIP18 von der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft initiiert. Dies ist ein langfristiger Anbauversuch an Standorten in Bayern, Thüringen, Österreich und der Schweiz entlang eines Klimagradienten. Ziel dieses Experiments unter Beteiligung des Ökologisch-Botanischen Gartens (ÖBG) der Universität Bayreuth ist es, die Anbaueignung alternativer Baumarten unter den aktuellen und zukünftigen Klimaverhältnissen jeweils im Vergleich zu einer autochthonen Baumart zu testen.

Wichtigstes Kriterium für die Auswahl der Arten war es, dass sie aus einem Heimatgebiet stammen, in dem das Klima bereits heute so ist, wie es bei uns erwartet wird. Ferner sollten es Baumarten sein, die einen forstwirtschaftlichen Wert erwarten lassen und für die es bislang keine Anbauerfahrungen in Mitteleuropa gibt. Konkret handelt es sich um folgende Arten: Orient-Buche (Fagus orientalis), Silber-Linde (Tilia tomentosa), Libanon-Zeder (Cedrus libani) und Westliche Hemlocktanne (Tsuga heterophylla) sowie die einheimische Referenzbaumart Stiel-Eiche (Quercus robur).

Nach erfolgreicher Etablierung aller Baumarten an den Standorten (Frischbier et al. 2019, Maier 2019) soll nun in einer Pilotstudie deren Trockentoleranz mit Hilfe ökophysiologischer Methoden untersucht werden. Seit Mai 2020 führen Dr. Viviana Horna Rodriguez de Zimmermann und Dr. Markus Schmidt am ÖBG das Projekt 'Potential alternativer Baumarten im Klimawandel – Früherkennung von Trockenstress auf Versuchsflächen in Bayern' durch. Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Kuratoriums für forstliche Forschung des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert und ist zunächst auf ein Jahr befristet.

Auf den Versuchsflächen in Großostheim bei Aschaffenburg und in Schmellenhof bei Bayreuth werden Photosynthese, Blatt-Transpiration und das Wasserpotential der Pflanzen in mehreren Kampagnen während der Vegetationsperiode gemessen. Im Labor von Prof. Bettina Engelbrecht (Funktionelle und Tropische Pflanzenökologie der Universität Bayreuth) wird zusätzlich das Wasserpotential am Blattwelkepunkt bestimmt. Die Änderung des Stammradius wird kontinuierlich gemessen, um die tägliche und jahreszeitliche Dynamik des Wachstums in Abhängigkeit von Witterung, Bodenwassergehalt und Wasserpotential der Pflanze zu ermitteln. Die Embolie-Anfälligkeit des Wassserleitgewebes (Xylem) ist eine artspezifische Eigenschaft, die die hydraulisch-physikalischen Grenzen des Wassertransportes im Xylem kennzeichnet. Sie wird in Kooperation mit Prof. Bernhard Schuldt, Universität Würzburg, bestimmt. Unterstützung erfährt das Projekt von der BayCEER-EDV, namentlich Dr. Stefan Holzheu und Oliver Archner. So kommen Hard- und Software des BayEOS Umweltdatenerfassungssystems bei der Messung von Bodenwassergehalt und -temperatur zum Einsatz.

Die zu erwartenden Ergebnisse, die verschiedene Aspekte der Trockenresistenz von Bäumen abdecken, werden abschließend in einer Matrix gegenübergestellt, um die Strategien der Baumarten zu beschreiben. Damit sollen für die forstliche Praxis erste Hinweise gegeben werden, ob und welche nichtheimischen Baumarten sich für den dringend nötigen Waldumbau eignen.

(Foto: Viviana Horna und Markus Schmidt messen die Photosynthese und Transpiration an einer Libanon-Zeder auf der Versuchsfläche in Großostheim im August 2020.)