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Global Change: Bäume wachsen immer schneller

17.09.2014

Die Bäume wachsen zwar nicht in den Himmel, aber seit den 1960er-Jahren deutlich schneller. Dem Wald sieht man diese Veränderung nicht an: Die typischen Entwicklungsphasen von Bäumen und ganzen Beständen haben sich kaum verändert, laufen aber beschleunigt ab - um bis zu 70 Prozent. Dies zeigt eine Studie von Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM). Sie basiert auf Langzeit-Daten von Versuchsflächen, die seit 1870 kontinuierlich beobachtet werden. Die Arbeit ist kürzlich in Nature Communications erschienen.

Vor drei Jahrzehnten war das „Waldsterben“ in aller Munde: Das Überleben großflächiger Waldökosysteme schien auf dem Spiel zu stehen. Aktuelle Untersuchungen weisen allerdings eher auf ein beschleunigtes Wachstum als auf einen Kollaps der Wälder hin. Ob, wie und warum Waldbestände innerhalb des letzten Jahrhunderts ihr Wachstum veränderten, wird nach wie vor kontrovers diskutiert.


Mithilfe von Laser-Scans untersuchen die TUM-Wissenschaftler, wie sich Strukturen in Baumkronen verändern.

G. Schütze / TUM

Die jetzt veröffentlichte Studie trägt entscheidend zur Klärung der offenen Fragen bei. Die Untersuchung basiert auf Daten von Versuchsflächen, die seit 1870 systematisch beobachtet werden. Sie zählen damit zu den ältesten waldwissenschaftlichen Anlagen weltweit. Zudem repräsentieren die Waldflächen typische Klima- und Umweltbedingungen in Mitteleuropa. „Unsere Erkenntnisse basieren damit auf einem einzigartigen Datenbestand“, sagt Prof. Hans Pretzsch vom TUM-Lehrstuhl für Wachstumskunde, der die Studie leitete.

Wachstum im Zeitraffer

Für Fichte und Buche, jeweils die wichtigste Nadel- und Laubbaumart in Mitteleuropa, ermittelten die TUM-Wissenschaftler ein deutlich beschleunigtes Wachstum. Buchen entwickelten sich um 77 Prozent schneller als noch 1960, Fichten um immerhin 32 Prozent. Bei Betrachtung ganzer Bestände wuchsen die Buchen um 30 Prozent, die Fichten um 10 Prozent schneller. „Der Wert auf Bestandsebene liegt niedriger als das Wachstum einzelner Bäume, da - vereinfacht gesagt - größere Bäume mehr Platz brauchen, das heißt, die Gesamtzahl sinkt“, erklärt Pretzsch.

Die Wissenschaftler führen das rapide Wachstum der Bäume auf das wärmere Klima und die längere Vegetationszeit zurück. Weitere Wachstumsmotoren sind Kohlenstoffdioxid (CO2) und Stickstoff, deren Konzentration seit 100 Jahren stetig ansteigt. „Interessanterweise haben wir beobachtet, dass der saure Regen das Wachstum unserer Versuchsflächen nur vorübergehend beeinträchtigt hat, der Eintrag von Schadstoffen wurde ja auch seit den 1970er-Jahren deutlich reduziert“, sagt Pretzsch. „Allerdings liegen nur wenige unserer Versuchsflächen in den Kammlagen der Mittelgebirge - wo die größten Schäden zu verzeichnen waren.“

Veränderung fordert Anpassung

Die Bäume wachsen und altern zwar schneller, doch das Erscheinungsbild des Waldes ändert sich deswegen nicht. Aber dieselben Baum- und Bestandsgrößen werden wesentlich früher erreicht als in der Vergangenheit. Davon könnte die Forstwirtschaft profitieren: Die Zieldurchmesser und der bestmögliche Zeitpunkt der Bestandsernte werden früher erreicht. Zudem lässt sich mehr Holz ernten, ohne das Prinzip der Nachhaltigkeit zu verletzen.

Allerdings ist die veränderte Zeitskala bislang nicht in die klassischen Ertragsmodelle der Forstwirtschaft eingeflossen, die das Wachstum nur in Abhängigkeit vom Alter betrachten. So besteht die Gefahr, dass der erhöhte Zuwachs gar nicht ausgeschöpft wird. Daneben ist das schnellere Wachstum und die frühere Alterung von Bäumen für das gesamte Waldökosystem von Bedeutung, wie Pretzsch erläutert: "Das bekommen besonders die Pflanzen- und Tierarten zu spüren, deren Habitate von speziellen Waldentwicklungsphasen und -strukturen abhängen. Höhere Mobilität kann für sie zu einer Lebensnotwendigkeit werden."

Langzeitbeobachtung liefert einzigartigen Datenbestand

Die Studie basiert auf insgesamt 600.000 Einzelmessungen an Bäumen seit 1870. Über einen so langen Zeitraum lässt sich am Wachstum der Bäume ablesen, wie sie auf die sich wandelnden Umweltbedingungen reagiert haben. Pretzsch: "Obwohl die Versuchsflächen hinsichtlich Klima und Bodenbeschaffenheit variieren, lässt sich überall ein Trend zum schnelleren Wachstum erkennen."

Doch nicht nur die Versuchsflächen und der lange Beobachtungszeitraum machen die Daten so interessant. „Wir betrachten die Bäume nicht isoliert, sondern immer in der Wechselwirkung mit ihren Nachbarn. So können wir verstehen, wie sich die Dynamik einzelner Bäume auf den ganzen Bestand auswirkt. Die Wachstumstrends auf Bestandsebene sind entscheidend für die Forstwirtschaft, wenn wir über Produktivität, CO2-Speicherung und Klimarisiken sprechen", so Pretzsch abschließend.

Publikation
Forest stand growth dynamics in Central Europe have accelerated since 1870,
Pretzsch, H., Biber, P., Schütze, G., Uhl, E., Rötzer, Th., (2014)
Nat. Commun. 5:4967 doi:10.1038/ncomms5967

Bilder zum Download: https://mediatum.ub.tum.de/?cfold=1230943&dir=1230943&id=1230943#1230943

Kontakt:
Prof. Dr. Dr. h. c. Hans Pretzsch
Technische Universität München
Lehrstuhl für Wachstumskunde
Tel.: +49 8161 71-4711
hans.pretzsch@tum.de
http://www.wwk.forst.tu-muenchen.de/

Weitere Informationen:

https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/31796/: Pressemitteilung im Web
http://www.wwk.forst.tu-muenchen.de/acquisition/versuchswesen/vfl/: Das Netz der Versuchsflächen
http://www.wwk.forst.tu-muenchen.de/acquisition/messtechnik/: Messtechniken für Bäume und Bestände
http://www.wwk.forst.tu-muenchen.de/acquisition/versuchswesen/geschichte/: Geschichte des ertragskundlichen Versuchswesens in Bayern

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

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