Nicht überall geht`s hoch hinaus: Geomorphologie hält die Verschiebung der Baumgrenze auf

Bäume würden gern in angenehmere Klimazonen vordringen, doch Felsen und Abhänge hindern sie daran. (Quelle: © istockphoto)<br>

Wem es zu Hause zu ungemütlich ist, der sucht sich einen anderen Ort zum Leben. Nicht nur Menschen und Tiere sondern auch Pflanzen wandern weiter, wenn sie mit den Umweltbedingungen an ihrem Standort nicht mehr zufrieden sind. Wenn auch nur langsam von Generation zu Generation. Aufgrund der globalen Erwärmung haben Pflanzen vor allem mit einem Anstieg der Temperatur zu kämpfen. Da es in höheren Lagen kälter ist als im Flachland, weiten viele Arten ihren Lebensraum nach oben hin aus.

Bisher gingen die Wissenschaftler fast selbstverständlich davon aus, dass sich die Baumgrenze überall auf der Welt in höhere Regionen verschieben würde. Die Zukunftsprognosen in ihren Modellen basierten hauptsächlich auf einer Variablen: dem Anstieg der Temperatur. Die Baumgrenze würde ansteigen, die alpine Tundra schrumpfen und die dort verbreiteten Arten aussterben. Wissenschaftler von der Universität Calgary in Kanada haben gezeigt, dass die Sache nicht ganz so simpel ist.

Viele Orte sind für Bäume einfach nicht gemacht

„Wir können nicht einfach bei jedem beliebigen Gebirge davon ausgehen, dass sich die Baumgrenze in höhere Lagen verschieben wird“, so Edward Johnson, Co-Autor der Publikation und Direktor des Biogeowissenschaftlichen Instituts der Universität Calgary. Noch wichtiger als die Temperatur ist für die Bäume, ob sie in höheren Lagen auch ausreichend Wasser und einen fruchtbaren Boden vorfinden. Auf steilen Abhängen, Felsen, Schutthalden und an Klippen kann die Temperatur noch so günstig sein, Bäume werden dort trotzdem nicht wachsen.

Die meisten Feldstudien finden jedoch auf leicht zugänglichem Terrain und nicht im unwegsamen Gelände statt. Bisher untersuchten Wissenschaftler Baumgrenzen oft auf schwach ansteigenden Bergflanken, die mit lockerem Gestein und fruchtbaren Kolluvium bedeckt sind und somit Bäumen beste Lebensbedingungen bieten. Aus diesem Grund wurde der Einfluss der Geomorphologie auf die Baumgrenze lange Zeit vernachlässigt.

Die Forscher verlassen sich nicht auf Luftbilder, sondern gehen selbst auf Erkundungstour

Die Autoren der Studie wollten es anders und besser machen. Sie suchten sich für Ihre Studien ein einhundert Quadratkilometer großes Gebiet in den kanadischen Rocky Mountains im Bundesstaat Alberta aus. Dabei vertrauten sie nicht allein den Luftbildaufnahmen, sondern kartieren das Baumvorkommen und die Untergrundbeschaffenheit auch in intensiven Feldstudien. Aus ihren Daten erstellten sie ein mathematisches Modell zur Vorhersage der zukünftigen Baumgrenze, in das neben der Temperatur auch geomorphologische Eigenschaften wie Hangneigung und Bodentyp einflossen.

Auch das Modell musste erst seine Tauglichkeit beweisen

Um zu prüfen ob ihr Modell funktioniert, testeten die Forscher es zunächst am heutigen Baumbestand im Testgebiet Sie fütterten den Computer mit Informationen zu Temperatur, Geomorphologie, Verdunstungsrate und anderen Einflussfaktoren und gaben ihm außerdem die Daten von zufällig ausgewählten 50 Prozent des Baumbestandes. Daraus ließen sie das Modell die restlichen 50 Prozent berechnen. Insgesamt elf solcher Testläufe musste das Modell bestehen. Als alles stimmte war die Feuertaufe bestanden. Erst jetzt begannen sie damit, das Modell die Baumgrenze für die Jahre 2041 bis 2070 berechnen zu lassen. Sie gingen davon aus, dass sich das Terrain in dieser kurzen Zeit nicht verändern würde, die Temperatur aber moderat ansteigen würde.

„Zwischen sechs und 18 Prozent der Gebirgsfläche in unserem Testgebiet ist entweder zu steil oder besteht aus Felsen, Klippen und Abhängen, die ein Ansiedeln von Bäumen verhindern“, beschreibt Johnson die Ergebnisse. „Obwohl es warm genug ist, können dort also keine Bäume wachsen“. Die Ergebnisse zeigen, dass es nicht möglich ist, eine lokale Prognose über die Entwicklung der Baumgrenze auf eine große Region auszudehnen ohne die Oberflächenformen einzubeziehen.

Als nächstes will Johnson auch „Störprozesse“ wie Waldbrände oder Insektenbefall in seine Modelle einbeziehen. Dann könnte das Ganze noch komplizierter, aber auch viel genauer werden.
Quelle:

Macias-Fauria, M. et al. (2013): Warming-induced upslope advance of subalpine forest is severely limited by geomorphic processes. PNAS, (Online-Veröffentlichung am 8. April 2013), doi: 10.1073/pnas.1221278110

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