Auswirkungen des Klimawandels auf das Trockenstressrisiko von Buchenwäldern am Beispiel hessischer BZE- und Intensivmonitoring-Standorte

Freiburg im Breisgau

2013

S. 179-197

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200181247

Um Ursache und Wirkung von Trockenstress bei Buchen genauer zu verstehen und das klimawandelbedingte zukünftige Risikopotential besser abschätzen zu können, wurden klimatisch-hydrologische Trockenheitsindikatoren für den Zeitraum 1961-2006 Wachstumsindikatoren der Buche gegenübergestellt. Untersucht wurden hierfür 55 Buchenstandorte der BZE II sowie 7 Buchen-Intensivmonitoringflächen in Hessen. Am Beispiel der in Nordhessen liegenden Intensivmonitoringfläche Zierenberg lässt sich erkennen, dass Jahre mit geringem Durchmesserzuwachs z. T. gut mit den klimatisch-hydrologischen Trockenstressindikatoren übereinstimmen. Insbesondere seit Anfang der 1990er Jahre ist ein solcher Zusammenhang jedoch nicht mehr eindeutig abzuleiten. Ein Vergleich der Jahre 2003 und 2004 verdeutlicht dies. Alle klimatisch-hydrologischen Indikatoren sowohl an den Intensivmonitoringflächen, als auch an den BZE II-Standorten weisen das Jahr 2003 als extremes Trockenjahr aus, während 2004 durchschnittliche Verhältnisse herrschten. Sämtliche Vitalitäts- und Wachstumsindikatoren der Buchen zeigen hingegen nicht 2003, sondern 2004 extremen Stress an. An zeitlich hoch aufgelösten Zuwachsdaten für Zierenberg zeigt sich, dass ein deutlicher Zuwachsrückgang im Trockenjahr 2003 nicht eintrat, da wachstumsbegrenzende Trockenstressverhältnisse erst in der zweiten Hälfte der Vegetationsperiode auftraten, als der Durchmesserzuwachs der Buchen zum überwiegenden Teil bereits erfolgt war. Die Ergebnisse für Zierenberg bestätigen dabei den in der Literatur zu findenden Grenzwert von 40 % des pflanzenverfügbaren Bodenwassers, bei dessen Unterschreiten ein Einstellen des Stammwachstums erfolgt. Bezüglich der relativen Evapotranspiration führt das Unterschreiten eines Schwellenwertes von 60 % zu einer Unterbrechung des Stammzuwachses. Das geringe Durchmesserwachstum der Buchen im Folgejahr 2004 ist nicht direkt auf Trockenstress zurückzuführen und resultiert im Wesentlichen aus der in diesem Jahr extrem stark ausgeprägten Fruktifikation. Aufgrund der komplexen Wirkungszusammenhänge, welche das Wachstum der Buchen steuern, empfiehlt sich die Anwendung kombinierter klimatisch-hydrologischer Indizes zur Beurteilung des Trockenstressrisikos. Die bis zu drei enthaltenen Einzelindikatoren berücksichtigen dabei sowohl die auf der Ebene von Teilzeiträumen innerhalb der Vegetationsperiode, als auch über mehrere Jahre andauernd oder verzögert zu beobachtenden Wirkungszusammenhänge. Nach diesen Vorgaben wurde für Zierenberg ein Kombinationsindex vorgestellt, welcher für den Zeitraum 1963 bis 2006 mit einem Bestimmtheitsmaß von 0,37 ein gutes Erklärungspotential für die Schwankungen der Jahrringbreite liefert. Als Faktoren gehen dabei die Frühsommertage mit Gehalten pflanzenverfügbaren Bodenwassers von unter 40 % bei gleichzeitig fehlendem Niederschlag, die Klimatische Wasserbilanz des Jahres und Vorjahres sowie die Tage des Vorsommers mit einer mittleren Lufttemperatur über 20°C ein. Die ersten beiden Faktoren kennzeichnen Trockenstressbedingungen. Der dritte Faktor kennzeichnet dagegen das ebenfalls den Zuwachs beeinflussende Auftreten starker Fruktifikation und erklärt insbesondere die mit Trockenstress kaum korrelierten Zuwachsschwankungen seit Anfang der 1990er Jahre. Die Zunahme der Häufigkeit von Mastjahren seit Anfang der 1990er Jahre führt dabei zur Überlagerung trockenstressbedingter mit fruktifikationsbedingten Wachstumsschwankungen.