Die Forschung zur Anpassungsfähigkeit von Bäumen an klimatische Veränderungen wird zunehmend wichtiger, insbesondere angesichts der Herausforderungen, die der Klimawandel mit sich bringt. Eine aktuelle Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hat sich intensiv mit der Reaktion junger Bäume auf hohe Temperaturen und Trockenheit beschäftigt. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Hitze, sondern vor allem der Wassermangel eine entscheidende Rolle spielt, wenn es darum geht, wie junge Bäume unter extremen Bedingungen überleben.
Über einen Zeitraum von fünf Jahren beobachteten die Wissenschaftler, wie junge Buchen und Flaumeichen auf unterschiedliche Umweltbedingungen reagierten. In speziellen Klimakammern, die als Modell-Ökosystemanlage (Modoek) bekannt sind, wurden die Bäume verschiedenen Kombinationen von Bodenfeuchtigkeit und Lufttemperaturen ausgesetzt. Die Forscher fanden heraus, dass die Bäume in der Lage waren, bei erhöhten Temperaturen zu wachsen, solange ihnen genügend Wasser zur Verfügung stand. Das Fehlen von Wasser führte jedoch zu Überhitzung und sichtbaren Blattschäden, die als Sonnenbrand klassifiziert wurden.
Die Wahl von Buche und Flaumeiche als Untersuchungsobjekte war nicht zufällig. Beide Baumarten sind für die Mitteleuropäischen Wälder von großer Bedeutung. Die Flaumeiche ist vor allem in mediterranen Regionen verbreitet, hat aber auch in der Schweiz ihren Platz. Der Vergleich ihrer Wassernutzungsstrategien mit der der Buche, die besonders in ihrer frühen Wachstumsphase empfindlich auf Trockenheit reagiert, war ein zentrales Ziel der Studie.
Ein auffälliger Aspekt der Forschung ist, wie Bäume bei hohen Temperaturen versuchen, sich selbst zu kühlen. Sie geben Wasser über ihre Blätter ab – ein Prozess, der der menschlichen Schweißabgabe ähnelt und als Transpiration bekannt ist. Wenn jedoch das Wasser im Boden knapp wird, schließen sich die Poren der Blätter, was dazu führt, dass die Transpiration stoppt. Dies kann zu dauerhaften Schäden an den Blättern führen, die als Versengung bezeichnet werden. In dieser kritischen Situation stehen die Bäume vor der Entscheidung, ob sie weiterhin Wasser abgeben, um ihre Blätter zu kühlen, oder ob sie das Wasser sparen und somit ihre Blätter gefährden.
Die Forscher erfassten die Blatttemperaturen und analysierten Farbveränderungen, die durch Schäden verursacht wurden. Sie stellten fest, dass die Blattoberflächen bei direkter Sonneneinstrahlung Temperaturen von 40 bis 45 Grad Celsius erreichen können. Obwohl die Kühlmechanismen der Bäume bei dieser Hitze in der Regel funktionieren, können sie bei gleichzeitigem Wassermangel überfordert werden. Während Buchen in solchen Situationen häufig Versengungen aufweisen, konnten bei Eichen nur wenige Schäden festgestellt werden, obwohl beide Baumarten ähnlichen Temperaturen ausgesetzt waren. Dies deutet darauf hin, dass die Eiche besser mit diesen extremen Bedingungen umgehen kann als die Buche.
Diese Erkenntnisse sind besonders relevant, da die Prognosen für zukünftige Temperaturen auf einen Anstieg von bis zu 5 Grad Celsius im Vergleich zur vorindustriellen Zeit hindeuten. Die Waldbewirtschaftung muss sich an diese Veränderungen anpassen, was ein tieferes Verständnis der Reaktionen von Bäumen auf Hitze und Trockenheit erfordert. Die Studie hat gezeigt, dass dauerhafte Schäden entstehen können, wenn die thermischen Sicherheitsgrenzen von Bäumen überschritten werden, insbesondere unter trockenen Bedingungen.
In den kommenden zwei Jahren werden die Bäume weiterhin unter den experimentellen Bedingungen wachsen, was den Forschern die Möglichkeit gibt, weitere Daten zu sammeln. Interessant wird sein zu beobachten, ob Bäume, die bereits Wassermangel erlebt haben, widerstandsfähiger gegen zukünftige Hitze- und Trockenheitsperioden werden.
Mit dem Klimawandel wird die Häufigkeit von extremen Wetterereignissen, wie gleichzeitigen Hitzewellen und Dürreperioden, zunehmen. Selbst wenn die Niederschlagsmengen stabil bleiben, wird die Verdunstung durch höhere Temperaturen steigen, was die Böden schneller austrocknen lässt. Dies wird insbesondere für Buchen problematisch, die in den Sommerdürren der Jahre 2018 und 2022 in der Schweiz bereits unter Blattverbrennungen litten.
Die Erkenntnisse dieser Studie sind somit von großer Bedeutung für die zukünftige Waldbewirtschaftung und den Erhalt der Wälder in einem sich wandelnden Klima.
