HyBBEx

Hysterese-Effekte in Bayerischen Buchenwald-Ökosystemen durch Klimaextreme

Bayerns häufigste Laubbaumart, die Rotbuche, steht als Schlüsselart der mannigfaltigen Buchenwald-Ökosysteme für eine Vielzahl ökologischer und ökonomischer Vorteile, und wird als stabile und zukunftsfähige Komponente für den Aufbau klimastabiler Mischbestände im Waldland Bayern eingeschätzt. Mit fortschreitendem Klimawandel ist in Bayern jedoch mit einer Zunahme klimatischer Extremereignisse wie Dürreperioden und Spätfrösten zu rechnen – Klimaextreme also, auf die die Buche empfindlich reagiert.

Reaktion von Rotbuchen im Bayerischen Wald auf ein Spätfrostereignis. Die obere Abbildung zeigt den Zustand am 3. Mai 2011 vor dem Spätfrost, die untere Abbildung den Zustand am 4. Mai 2011 nach dem Spätfrost. Die Punkte kennzeichnen Bildregionen anhand derer die Erholungsdauer bis zur Wiederbelaubung berechnet wurde.(Bildquelle: Menzel A., Helm R. & Zang C. (2015). Functional Plant Ecology, 6, 110.)

 

HyBBEx fragt nach der Bedeutung zeitlicher Nachwirkungen dieser Klimaextreme, sogenannten Hysterese-Effekten, die von ausgeprägten Erholungsphasen bis hin zum Absterben reichen können. Neben der wichtigen und unmittelbar praxisrelevanten Frage nach der standortsbezogenen Anbaueignung der Buche ist aus der ökologischen Perspektive für HyBBEx insbesondere die Entwicklung des Kohlenstoffhaushalts von Buchenwäldern zentral. Denn durch Hysterese-Effekte können Waldökosysteme, die ansonsten als Kohlenstoffsenke agieren, phasenweise zu Kohlenstoffquellen werden, womit eine wichtige Ökosystemdienstleistung direkt durch Klimaextreme betroffen ist.

Entnahme von Bohrkernen in der bayerischen Rhön. Zuwachszeitreihen aus Jahrringmessungen sind eine wertvolle Datenquelle für HyBBEx, da Bäume in ihren Ringbreiten Informationen über ihre Erholung von Klimaextremen speichern.  (Bildquelle: C. Zang privat)

Da wir derzeit nur wenig über diese Hysterese-Effekte wissen, können selbst modernste Ökosystemmodelle Erholungseffekte nach Klimaextremen nicht realitätsnah abbilden. Damit ist die realistische, prozessgestützte Projektion der Ökosystemfunktionen von Wäldern (und Buchenwäldern im Speziellen) unter zukünftigen Klimabedingungen gegenwärtig nicht möglich. Hier setzt HyBBEx an und nutzt einen innovativen gekoppelten Ansatz aus Datenintegration, statistischer und dynamischer Modellierung und Model-Data-Fusion um durch verbessertes Verständnis von Hysterese-Effekten prozessgestützte Projektionen der Dynamik von Waldökosystemen in Bayern zu ermöglichen. Dadurch wird HyBBEx neben grundlagenwissenschaftlichen Ergebnissen auch direkt durch die Praxis verwertbare Erkenntnisse zu Fragen von Baumarteneignung und Ökosystemmanagement liefern. Insgesamt soll damit ein wesentlicher Beitrag zum erweiterten Verständnis von Klimawandelfolgen in Bayern geleistet werden, mit direktem Nutzen für die Entwicklung regionaler Anpassungsstrategien.

Projektleitung
Dr. Christian Zang
Professur für Land Surface-Atmosphere Interactions
Technische Universität München
Hans-Carl-von-Carlowitz-Platz 2
85354 Freising
Tel: +49 8161 714766

Publikationen

  • Waldzustandsmonitor (BLIZ & HyBBEx)
  • A first assessment of the impact of the extreme 2018 summer drought on Central European forests
    Schuldt B, Buras A, Arend M (et al., et seq.) Beierkuhnlein C, Rammig A, Zang CS
    Basic and Applied Ecology 2020; 45: 86-103
  • Quantifying impacts of the 2018 drought on European ecosystems in comparison to 2003
    Buras A, Rammig A, Zang CS
    Biogeosciences 2020; 17: 1655–1672
  • Pitfalls in estimating the global carbon removal via forest expansion – a comment on Bastin et al. (2019
    Krause A, Arneth A, Bayer A, Buras A, Knoke T, Zang C, Rammig A
    bioRxiv preprint 2019
  • Standardized drought indices in ecological research: Why one size does not fit all
    Zang CS, Buras A, Esquivel‐Muelbert A, Jump AS, Rigling A, Rammig A
    Global Change Biology 2019; 26(2): 322-324
  • Den Zustand des Waldes visualisieren
    Buras A, Zang C, Rammig A
    Umwelttechnologie und Energie in Bayern 2019: 24-25; München, media mind
  • Projecting tree species composition changes of European forests for 2061-2090 under RCP4.5 and RCP 8.5 scenarios
    Buras A, Menzel A
    Frontiers in Plant Science 2019; 9: 1–13
  • Are Scots pine forest edges particularly prone to drought-induced mortality?
    Buras A, Schunk C, Zeiträg C et al., Menzel A
    Environmental Research Letters 2018; 13: 025001

Dissertationen

    Abschlussarbeiten