Fichten und Buchen können mit dem sich rasch verändernden Klima kaum Schritt halten. Für die auf Fichtenholz ausgerichtete Waldwirtschaft birgt dies Risiken. Diese liessen sich verringern, wenn man vermehrt auf Weisstannen setzen und Fichten von wärmeren Wuchsorten verwenden würde, wie eine am 10. August 2017 publiziert Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) zeigt.

Die Ergebnisse der jüngsten Untersuchung würden aufhorchen lassen, wie die Forscher schreiben. «Bisherige Studien ergaben, dass die Fichte insbesondere im Schweizer Mittelland durch zunehmende Wärme und Trockenheit unter Druck geraten wird. Die neue Untersuchung zeigt nun, dass diese Baumart sogar landesweit einem hohen klimatisch bedingten Risiko ausgesetzt ist. Schweizer Fichten haben sich offenbar in den vergangenen Jahrtausenden stark an das Lokalklima ihres Wuchsortes angepasst», heisst es. Die Fichten und ihre Nachkommen dürften zunehmend schlecht angepasst sein an die steigenden Temperaturen in den nächsten Jahrzehnten, insbesondere in heute schon warmen Regionen.

Es besteht also Handlungsbedarf, will man fichtenreiche Wälder rechtzeitig auf den Klimawandel vorbereiten. Die Fichte sollte an allen Wuchsorten künftig zurückhaltend verwendet und nur auf gut wasserversorgten Wuchsorten gefördert werden. Um dem Klimawandel etwas vorzugreifen, können junge Fichten, deren Samen von wärmeren Wuchsorten stammen, an heute noch kühleren Orten gepflanzt werden. Vorausgesetzt, diese so genannten Herkünfte sind genügend frostresistent, um mit den gegebenenfalls noch harscheren Klimabedingungen am neuen Standort zurecht zu kommen. Dabei können sowohl einheimische Herkünfte verwendet werden, beispielsweise Fichten vom Talboden für einen höher gelegenen Wald, wie auch ausländische Herkünfte aus besonders warmen Regionen.

Auch für die Buchen skizzieren die Wissenschafter eine unsichere Zukunft. «Wenn wir Saatgut von Bäumen aus wärmeren und trockeneren Regionen verwenden, haben wir mindestens für eine weitere Waldgeneration die Chance, dass die Baumart weiter gedeiht. Die Wälder bleiben damit stabil und schützen vor Naturgefahren», so Caroline Heiri von der WSL. «Eine Wunderherkunft gibt es allerdings weder für Fichten noch für Buchen», sagt Studienverantwortliche Aline Frank. «Daher ist auch ein Wechsel der Baumart in Betracht zu ziehen.« Hier könnte die Tanne, die sich in der Studie aufgrund ihrer grossen klimatischen Flexibilität als «Allrounderin» herausgestellt hat, für die Forstpraxis zur Hoffnungsträgerin werden. Die Förderung dieser Baumart bietet also für die Waldwirtschaft grosse Chancen.

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In den vergangenen Jahrzehnten sind in den Tieflagen des Wallis zahlreiche Waldföhren abgestorben, zum Teil auf grosser Fläche. Gleichzeitig verjüngen sich in diesen Wäldern die Föhren nur unzureichend, wie die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) berichtet. Die WSL habe diese Absterbe- und Verjüngungsprozesse in den vergangenen fünf Jahren intensiv untersucht und die Ursachen für die Veränderungen entschlüsselt. Die Forscher kommen zum Schluss: "Der wichtigste Auslöser des Föhrensterbens ist das sich verändernde Klima."

Vor allem die Sommertrockenheit setzt den Waldföhren zu. "Auf der Untersuchungsfläche Visp, auf der seit 1996 schon mehr als 60 Prozent der Föhren abgestorben sind, starben die meisten Bäume jeweils im Jahr nach heissen, trockenen Sommern", schreiben die Forscher. Am auffälligsten sei dieser Prozess in den besonders durch Trockenheit gezeichneten Sommern 1998 und 2003 gewesen. "Dagegen starben im gleichen Zeitraum nur 15 Prozent der Laubbäume, meist Birken und Kirschen, aber keine Eichen und nur wenige Mehlbeeren ab." 

Diese Beobachtung dürfte sich auf die Bewirtschaftung respektive Betreuung der Waldflächen im Wallis auswirken. "In Lagen bis 1200 Meter über Meer wird es der Föhre im Wallis zu warm und zu trocken. Sie wird dort durch Laubbäume verdrängt, allen voran von der Flaumeiche", heisst es.

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Legen junge Föhren Vorräte auf Kosten des Wachstums an, um bei Trockenheit länger überleben zu können? Diese umstrittene Hypothese widerlegt eine neue Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL. Im Experiment passten sich die Bäume erstaunlich rasch an die künstliche Trockenheit an und waren im darauffolgenden Jahr dagegen gewappnet.

Für Nadelbäume könnte es mit dem Klimawandel mancherorts in der Schweiz ungemütlich werden: Fachleute erwarten, dass sie mit häufiger auftreten den Trockenperioden vermehrt absterben. Tatsächlich gingen in der Folge der Trockenjahre 2003, 2011 und 2016 im Wallis zahlreiche Föhren ein. Ein möglicher Grund könnte der Hungertod sein: Wenn die Bäume die Spaltöffnungen in den Nadeln schliessen, um den Wasserverlust zu reduzieren, können sie auch ihre „Nahrung“ Kohlendioxid (CO₂) nicht aufnehmen.

Waldbewirtschafter und Förster überlegen sich deshalb, ob sie an Trockenheit besser angepasste Ersatzbäume pflanzen sollen, zum Beispiel solche aus dem Mittelmeerraum.

Mit einem Experiment schlug ein WSL-Forscherteam um Christoph Bachofen zusammen mit Kollegen der ETH Zürich und der Universität Basel nun gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Es testete, wie zweijährige Wald- und Schwarzföhren verschiedener Herkünfte von den Alpen bis zum Mittelmeer mit langen Trockenperioden umgehen können. Die Bäume bekamen zwei Sommer lang von Juni bis September kein Wasser – ein laut Klimamodellen in Zukunft häufiger auftretendes Szenario.

Ausserdem testeten die Wissenschaftler die umstrittene Hypothese, dass Föhren aktiv Kohlenhydratvorräte auf Kosten des Wachstums anlegen, um so das Verhungern bei Trockenstress hinauszuzögern. Sie entsprang der wiederholten Beobachtung, dass Föhren bei Trockenstress mehr Kohlenhydrate in Form von Stärke speichern. Auf Wachstum zu verzichten, um gegen Trockenheit gewappnet zu sein, macht aber laut den WSL-Forschenden nur in Regionen Sinn, wo lange Trockenperioden praktisch jeden Sommer zu erwarten sind, wie im Mittelmeerraum. In gemässigten Zonen würden die jungen Pflanzen bei reduziertem Wachstum von Konkurrenten, die ihr Wachstum nicht einschränken, überwachsen.

Mit mehr CO2 besser gegen Dürre gewappnet?

Also stellten die Forschenden den trockengestressten Föhren zusätzlichen Kohlenstoff in der Luft in Form von CO₂ zur Verfügung. Falls die Bäume aktiv Stärkevorräte auf Kosten des Wachstums anlegen, müssten sie diese nun deutlich vergrössern und damit ihre Überlebenschancen während der Trockenheit erhöhen.

Doch die Föhren stockten mit dem zusätzlichen CO₂ weder ihre Stärkespeicher auf, noch hingen ihre Überlebenschancen von der Grösse des Speichers ab, berichtet das Forscherteam nun im Fachjournal „Journal of Ecology“. Auch die Föhren südlicher Herkünfte zeigten keine Vorratshaltung auf Kosten des Wachstums (trade-off) – sie schnitten sowohl bei der Speicherung als auch beim Wachstum besser ab als Föhren feuchter Regionen. „Die Schwarzföhren aus trockenen Regionen sind generell besser mit der Trockenheit umgegangen“, erklärt Thomas Wohlgemuth, Leiter der Forschungsgruppe Störungsökologie an der WSL.

„Unsere Resultate sprechen gegen die Theorie, dass Föhren aktiv Kohlenstoff speichern, um während Trockenperioden von diesen Vorräten zehren zu können“, erklären die Forschenden. Eine Anpassung der Jungbäume konnten sie dennoch feststellen: Sowohl die Föhren aus dem Süden wie aus dem Norden bildeten nach dem ersten Trockenjahr kürzere Nadeln. So reduzierten sie die Verdunstung und alle Bäume überlebten das zweite trockene Jahr. „Daraus lässt sich folgern, dass junge Föhren dank Akklimatisierung bis zu einem gewissen Grad resistent sind gegenüber einem mässigen Anstieg der Sommertrockenheit“, schreiben die Forschenden.

Quelle: WSL, 12.7.2017

Foto unten: Versuchsanlage am Fuss der Walliser Felsensteppe in der Nähe von Leuk (VS, Schweiz), wo die jungen Föhren unterschiedlichen Niederschlags- und CO2-Verhältnissen ausgesetzt waren. (Foto: Christoph Bachofen, WSL)

Wie beeinflusst der Klimawandel die Verjüngung, das Wachstum und die Zusammensetzung der Wälder? Ändert sich die Waldbrandgefahr? Welche Auswirkungen hat der Klimawandel auf die Holzproduktion, die Waldbiodiversität oder den Schutz vor Naturgefahren? Diese und weitere Fragen werden basierend auf den Resultaten des Forschungsprogramms «Wald und Klimawandel» des Bundesamtes für Umwelt BAFU und der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL beantwortet. Das Buch fasst für Waldfachleute, Waldbesitzer und weitere Waldinteressierte den aktuellen Kenntnisstand zusammen.

Herausgeber Sabine Augustin, Peter Brang, Andrea R. Pluess, Eidgenössische Forschungsanstalt WSL, Bundesamt für Umwelt BAFU

Erscheinungsdatum 05.12.2016

ISBN 978-3-258-07995-0

Verlag Haupt Verlag AG

Preis SFr. 59.-