Eine subkontinentale Bewertung der Reaktionen auf Klimaextreme in alten Buchenwäldern (Fagus sylvatica L.) von der Zelle bis zum Ökosystem

• Antragsteller: Professor Dr. Emanuele Ziaco
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524835176

Es wird erwartet, dass die Frequenz und Amplitude anthropogen verursachter hydroklimatischer Extreme zunehmen und die europäischen Waldökosysteme über ihre physiologischen Grenzen hinaus beeinträchtigen. Um die Resilienz und Veränderung dieser Waldökosysteme zu beurteilen, ist es wichtig, die mechanistischen Zusammenhänge zwischen Baumwachstum und Klima zu definieren und quantifizieren. Dabei bietet die retrospektive Charakterisierung funktioneller hydraulischer Holzmerkmale, sowie der Vergleich mit jährlichen Holzzuwächsen entlang großräumiger ökologischer Gradienten einen idealen Ansatz für die Evaluation zukünftiger Klima- und Umweltbelastungen.Das hier beantragte Forschungsprojekt fokussiert die Buche (Fagus sylvatica L.), eine der wichtigsten und durch den Klimawandel am stärksten bedrohten Baumarten der europäischen gemäßigten Breiten. Im Zentrum stehen vier einzigartige, von der UNESCO zum Weltnaturerbe erklärte Buchenwälder, die in der Mitte des Verbreitungsgebiets in Nord- und Westdeutschland, sowie an den westlichen und südlichen Verbreitungsgrenzen auf der Iberischen Halbinsel und in Italien lokalisiert sind. Für diese Wäldern werden jährlich aufgelöster Zeitreihen des Grundflächenzuwachses und holzanatomischer Merkmale erstellt und mit fernerkundungsbasierten Vegetationsindizes kombiniert, um über längere Zeiträume i) die Reaktionen auf vergangene hydroklimatische Extreme zu charakterisieren, ii) die Signale einzelner Bäume auf Waldbestände zu skalieren, und iii) die Resilienz dieser Wälder für zukünftige Extremereignisse zu quantifizieren. Dabei evaluieren wir die klimatischen Signale holzanatomischer Parameter, indem wir Veränderungen in der Merkmalsverteilung vor und nach Extremereignissen quantifizieren. Zusätzlich dokumentieren wir die Zusammenhänge zwischen funktionalen Holzmerkmalen und Ökosystemprozessen, indem wir die spektralen Eigenschaften von Zeitreihen zellulärer Parameter und der Bruttoprimärproduktivität mit Hilfe modernster Techniken der sub-saisonalen Signalverstärkung vergleichen.Holzanatomische Merkmale haben sich in der jüngsten Vergangenheit zu geeigneten Indikatoren für die Evaluierung pflanzenphysiologischer Prozesse und des Gesundheitszustand von Bäumen entwickelt. Die Integration der klimatischen Sensitivität dieser Parameter mit der Funktionsweise von Ökosystemen bietet einen konzeptionellen Rahmen, um die Vulnerabilität einzelner Arten in zukünftigen klimatischen Szenarien abzuschätzen. Durch die Analyse extrem alter und langfristig nicht-bewirtschafteter Buchenwälder, kann das hier beantragte Projekt zu einem besseren Verständnis der Widerstandsfähigkeit wichtiger Waldbestände gegenüber dem Klimawandel beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Jan Esper