Was geht in den Adern von Bäumen vor, die bei einer Dürre verdursten?

Sterbende Bäume
Wacholderbäume, die im Prescott National Forest in Arizona häufig vorkommen, sind aufgrund der Dürre gestorben.
Benjamin Roe/USDA Forest Service über AP

Bäume brauchen wie Menschen Wasser, um an heißen, trockenen Tagen zu überleben, und sie können unter extremer Hitze und Trockenheit nur kurze Zeit überleben.

Während anhaltende Dürren und extrem Hitzewellen wie der Westen der USA erlebt, können sogar einheimische Bäume, die an das lokale Klima gewöhnt sind, absterben.

Zentral- und Nord-Arizona haben dies in den letzten Monaten erlebt. Eine lang andauernde Dürre und daraus resultierender Wasserstress haben dazu beigetragen das Absterben von bis zu 30% der Wacholder dort, so der US Forest Service. In Kalifornien, über 129 Millionen Bäume starb an den Folgen einer schweren Dürre im letzten Jahrzehnt und hinterließ leicht entzündliches trockenes Holz, das zukünftige Waldbrände anheizen kann.

Feuerwehrleute beobachten jetzt genau diese und andere Bereiche mit toten oder sterbenden Bäumen, da ein weiteres extrem trockenes Jahr erhöht die Brandgefahr.

Bäume verdursten in der westlichen Dürre – das geht in ihren Adern vor

Was passiert mit Bäumen bei Trockenheit?

Bäume überleben, indem sie Wasser von ihren Wurzeln zu ihren Blättern transportieren, ein Prozess, der als vaskulärer Wassertransport bekannt ist.

Wasser bewegt sich durch kleine zylindrische Leitungen, Tracheiden oder Gefäße genannt, die alle miteinander verbunden sind. Dürre stört den Wassertransport, indem sie die für den Baum verfügbare Wassermenge verringert. Wenn die Feuchtigkeit in der Luft und im Boden abnimmt, können sich im Gefäßsystem der Pflanzen Luftblasen bilden, die Embolien verursachen, die den Wasserfluss blockieren.

Je weniger Wasser den Bäumen in Trocken- und Hitzeperioden zur Verfügung steht, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich in diesen Wasserleitungen Embolien bilden. Wenn ein Baum kein Wasser an seine Blätter bekommt, es kann nicht überleben.

Auswirkungen
Ein gefärbter Querschnitt eines Ponderosa-Kiefer-Bäumchens zeigt das Wassertransportgewebe und die Leitungen.
Raquel Partelli Feltrin

Einige Arten sind resistenter gegen Embolien als andere. Deshalb mehr Pinon-Kiefern gestorben im Südwesten während der Dürre Anfang der 2000er Jahre als Wacholder – Wacholder sind viel widerstandsfähiger.

Auch Trockenstress schwächt Bäume und macht sie anfällig für Borkenkäferbefall. Während der Dürre 2012-2015 in der Sierra Nevada fast 90% der Ponderosa-Kiefern starben, hauptsächlich aufgrund eines Befalls von Westlichen Kiefernkäfern.

Feuerschaden + Dürre schwächt auch Bäume

Obwohl Feuer ist vorteilhaft für feuergefährdete Wälder Um ihre Dichte zu kontrollieren und ihre Gesundheit zu erhalten, zeigen unsere Untersuchungen, dass Bäume unter Trockenstress eher an Bränden sterben. Während Dürren haben Bäume weniger Wasser zur Isolierung und Kühlung gegen Brände. Sie können auch ihre Produktion von Kohlenhydraten – Baumnahrung – während Dürreperioden reduzieren, was sie schwächer macht schwerer für sie, sich von einem Brandschaden zu erholen.

Bäume, die bei einem Brand Stammschäden erleiden, sind auch weniger wahrscheinlich in den folgenden Jahren zu überleben wenn Trockenheit folgt. Wenn Bäume Brandnarben haben, sind ihre Gefäßleitungen für den Wassertransport um diese Narben herum in der Regel weniger funktionsfähig. Eine traumatische Schädigung des Gefäßgewebes kann auch deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Embolien verringern.

Verbrannte Bäume sterben also eher an Dürre; und Bäume in Dürre sterben eher durch Feuer.

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Was bedeutet das für zukünftige Wälder?

Bäume in den westlichen Wäldern sterben an einem alarmierenden Rate in den letzten zwei Jahrzehnten aufgrund von Dürren, hohen Temperaturen, Schädlingen und Bränden. Da die anhaltenden Treibhausgasemissionen den Planeten erwärmen und den Feuchtigkeitsverlust vorantreiben, Erhöhung der Häufigkeit, Dauer und Intensität von Dürren, Untersuchungen zeigen, dass die USA und ein Großteil der Welt wahrscheinlich häufiger Baumsterben erleben werden.

Die Auswirkungen, die sich ändernde Dürre- und Feuerregime auf Wälder weiter in der Zukunft haben wird, ist noch etwas unklar, aber einige Beobachtungen können einen Einblick geben.

Es gibt Beweise für a Übergang vom Wald zu Buschland oder Grasland in Teilen des Westens der USA Häufiges Brennen im gleichen Gebiet kann diesen Übergang verstärken. Wenn allein Dürre oder Feuer einige der Bäume tötet, regenerieren sich die Wälder oft, aber wie lange es dauert, bis sich die Wälder nach einem großflächigen Absterben oder einem schweren Brand wieder in einen Zustand vor dem Feuer oder vor der Dürre erholen, ist nicht bekannt.

In den letzten zehn Jahren hat der Westen der USA die schwersten Dürren seit über 1,000 Jahren erlebt. auch im Südwesten und Kalifornien. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass subalpine Wälder in den zentralen Rocky Mountains heute anfälliger für Feuer sind als je zuvor mindestens 2,000 Jahre.

Wenn sich die Treibhausgasemissionen nicht ändern, werden die Temperaturen weiter steigen und, starker Trockenstress . Tage der Brandgefahr wird dadurch steigen.

Über den Autor

Daniel Johnson, Assistenzprofessor für Baumphysiologie und Waldökologie, University of Georgia

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Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch

 


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