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Originalartikel: Bonfils, P.; Arend, M.; Kuster, T.; Junod, P.; Guenthardt-Goerg, M. (2013): Die Eiche reagiert flexibel. Wald Holz 94, 2: 29-33.
Autor(en): Patrick Bonfils et al.
Online-Version: Stand: 08.11.2013
Redaktion: WSL, CH

Die Eiche im Klimawandel: Wachstum

Dieser Artikel ist der erste Teil einer dreiteiligen Serie zur Eiche im Klimawandel.

Teil 1: Wachstum
Teil 2: Trockenheit und Anpassung
Teil 3: Physiologische Prozesse

Die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL erforschte von 2006 bis 2012 das Verhalten von jungen Eichen unter veränderten Umweltbedingungen. Ziel des breit angelegten Querco-Experimentes war es, die Auswirkungen von Trockenheit und erhöhter Lufttemperatur auf Mikroklima, Boden und Bäume zu untersuchen. Rund 770 junge Eichen wurden in Modellökosystemen während dreier Jahre beobachtet und vermessen. Eine dreiteilige Artikelserie stellt die Forschungsresultate vor. Dieser erste Artikel behandelt das Wachstum der jungen Bäume.

Modellökosystemanlage
Abb. 1 - In der Modellökosystem-Anlage testeten die Wissenschaftler das Wachstum der Eichen unter vier verschiedenen Klimabehandlungen. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Madeleine Günthardt-Goerg (WSL)
 
Klimakammer
Abb. 2 - Eichen in der Modellökosystemanlage im Winterzustand. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Madeleine Günthardt-Goerg (WSL)

Die globale Erwärmung wird heute von vielen Forstleuten als eine der grossen Herausforderungen für den Wald im 21. Jahrhundert bezeichnet. Die Klimaszenarien der Zukunft zeichnen sich insbesondere durch wärmere Sommer aus, welche durch lang andauernde Hitzeperioden und Niederschlagsdefizite (Trockenperioden) gekennzeichnet sind.

In der Schweiz wird gemäss einem mittleren Klimaszenario bis ins Jahr 2100 mit einer um 2,7–4,1 °C erhöhten Jahresmitteltemperatur und einer Abnahme der Niederschlagsmenge im Sommer von 18–24% gerechnet. Diese Klimaänderungen werden nicht ohne Auswirkungen auf die Stabilität und Produktivität der Wälder bleiben. So muss bei trockenheitsempfindlichen Baumarten wie Buche, Fichte und Tanne mit erhöhten Waldschäden gerechnet werden, während trockentolerantere Baumarten wie die Eiche besser auf die Klimaveränderung vorbereitet sein sollten. Die Eichen dürften vom Klimawandel sogar profitieren und ihre Konkurrenzfähigkeit gegenüber anderen Baumarten steigern.

Waldbauliche Strategien mit dem Ziel, anpassungsfähige, gesunde und damit leistungsfähige Wälder zu erhalten, müssen diesen Gegebenheiten Rechnung tragen. Der Forstdienst muss deshalb heute schon waldbauliche Entscheidungen treffen (Waldverjüngung, Baumartenwahl, Betriebsformen u.a.), die den möglichen Klimaszenarien der Zukunft gerecht werden. Sämtliche Informationen zum Verhalten der Eiche – einer waldbaulich anspruchsvollen und aufwendigen Baumart – bei zunehmender Temperatur und Trockenheit sind daher willkommen.

Das Querco-Experiment

Im Jahre 2003 hat Madeleine Günthardt-Goerg mit ihrer Forschungsgruppe an der WSL erste Schritte zur Einrichtung eines gross angelegten Experimentes unternommen. In einer Modellökosystemanlage (Abb. 1 und 2) sollten Eichen unter verschiedenen Umweltbedingungen auf Herz und Nieren geprüft werden. Dazu ernteten die Forschenden im Herbst 2003 zuerst Eicheln von je vier autochthonen Stiel-, Trauben- und Flaumeichen-Provenienzen (Tabelle 1). Die im Versuchsgarten der WSL angezogenen Pflanzen pflanzten sie dann im Frühling 2006 als zweijährige Jungeichen in 16 Modellökosystemkammern auf zwei verschiedenen Bodentypen. Ein Bodentyp stammte aus Eichenbeständen auf basischer Unterlage (pH 7) in Brugg (AG), der andere von Eichenbeständen auf saurem Untergrund (pH 4) in Eiken (AG).

Über einen Zeitraum von drei Jahren unterzogen die Wissenschaftler die Jungeichen vier verschiedenen Klimabehandlungen:

Durch verschiedene Öffnungsweiten der Seitenwände erhöhten die Forscher in acht der sechzehn Modellökosystemkammern die Temperatur um ein bis zwei Grad. Dank automatisch schliessender Dächer über den Kammern wurde der natürliche Niederschlag ferngehalten. Stattdessen beregnete eine Sprinkleranlage die Eichen unter kontrollieren Bedinungen. In den Behandlungsvarianten Lufterwärmung und Kontrolle wurden die Bäume regelmässig bewässert. In den Behandlungen Trockenheit sowie der Kombination aus Trockenheit und Lufterwärmung unterbrachen die Forschenden hingegen diese Bewässerung während der Vegetationszeit zwei Mal für mehrere Wochen (simulierte Trockenperioden). Die Behandlungen Lufterwärmung und Trockenheit entsprechen etwa den erwarteten Klimaveränderungen.

Die WSL-Forscher haben zusammen mit Kollegen aus der Schweiz, Deutschland, Österreich, Frankreich und China interdisziplinär das Wachstum der Pflanzen sowie eine Vielzahl von Einflussgrössen im Boden, in den Pflanzen und in anderen Organismen untersucht. Dank der aufgezeichneten Klimadaten, dank des homogenen Pflanzenmaterials und dank des statistischen Designs des Experiments (Abb. 3) liessen sich Fragestellungen bearbeiten, welche im freien Feld nicht hätten geprüft werden können. Die im Folgenden dargestellten Resultate betreffen beide Bodentypen. Der Einfluss des Bodens ist Thema des zweiten Teils der Artikelserie.

Schema der Behandlungsvarianten
Abb. 3 - Schema der Behandlungsvarianten (C) in den Modellökosystemkammern (B). In jedem Viertel der sechseckigen Kammern wurden zwölf zweijährige Jungeichen (je 4 Herkünfte von 3 Eichenarten) in zufälliger Anordnung gepflanzt (A).
 

Wachstum als Indikator

Wachstum ist ein elementarer Ausdruck von Leben und eignet sich daher gut zur Beobachtung der Entwicklung von Lebewesen Um Rückschlüsse auf das Verhalten der Jungeichen im Umweltwandel zu ziehen, haben die Forscher im Querco-Experiment folgende Wachstumsgrössen untersucht:

Resultate

Folgerungen

Merkblatt

Die heimischen Eichenarten erweitern im Zusammenhang mit dem Klimawandel den waldbaulichen Spielraum und werden mit einer stärkeren Präsenz als heute zur Bereicherung des Schweizer Waldes beitragen. Die Forschungsanstalt WSL hat dazu ein Merkblatt für die Praxis zusammengestellt:

Die Eiche im Klimawandel. Zukunftschancen einer Baumart. (PDF)

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