Natural forests in China demonstrate higher resilience compared to planted forests

Wälder sind die Lungen des Planeten; sie absorbieren riesige Mengen an Kohlendioxid und speichern es in Holz und Boden. Seit Jahrzehnten beobachten Wissenschaftler diese grünen Giganten mit einer Mischung aus Hoffnung und Besorgnis, da sie wissen, dass der Klimawandel die Luft heißer und die Wasserversorgung unbeständiger macht. Wenn ein Wald mit einer schweren Dürre konfrontiert wird, hört er nicht einfach auf zu wachsen; er tritt in einen Zustand des Stresses ein, der noch lange nach der Rückkehr des Regens anhalten kann. Forscher vermuteten schon lange, dass nicht alle Wälder mit diesem Stress auf die gleiche Weise umgehen. Ein Wald, der über Jahrhunderte natürlich gewachsen ist, mit einer komplexen Mischung aus Baumarten und Altersstufen, könnte sich anders erholen als ein von Menschen gepflanzter Wald, der oft aus einer einzigen Baumart besteht, die in ordentlichen Reihen angeordnet ist. Die zentrale Frage ist nicht mehr nur, ob Wälder eine Trockenperiode überleben können, sondern wie schnell sie wieder zu Kräften kommen. Wenn ein Wald zu lange braucht, um sich zu erholen, verliert er seine Fähigkeit, den Boden zu schützen, Kohlenstoff zu speichern und die Tierwelt zu unterstützen, was das Ökosystem potenziell an einen Kipppunkt führen kann, an dem es nicht mehr als gesunder Wald funktionieren kann.

Um dies zu beantworten, untersuchten Forscher aus China die „Gedächtnisleistung“ von Wäldern in ganz China. Sie konzentrierten sich auf den Zeitraum von 2000 bis 2022, eine Zeit, in der Dürren häufiger und intensiver geworden sind. Anstatt nur zu zählen, wie viele Bäume überlebten, betrachteten sie, wie sich die Wälder im Laufe der Zeit verhielten. Sie verwendeten ein Konzept namens temporale Autokorrelation, was im Wesentlichen ein Maß dafür ist, wie sehr ein System sich an seinen vergangenen Zustand erinnert. Stellen Sie sich einen Wald vor, der von einer Dürre getroffen wird; wenn er resilient ist, sollte er sich schnell erholen und zum Normalzustand zurückkehren. Wenn er kämpft, werden die Auswirkungen dieser Dürre anhalten, und der Wald wird viel länger brauchen, um zu heilen. Die Forscher fanden heraus, dass ein Wald mit einem langen „Gedächtnis“ für Stress ein Wald ist, der seine Resilienz verliert. Durch die Verfolgung dieses Gedächtnisses mittels Satellitendaten konnten sie sehen, welche Wälder in ihrer Erholung langsamer wurden und welche immer noch effizient wieder zu Kräften kamen.

Das Team kombinierte zwei verschiedene Wege, die Gesundheit des Waldes zu betrachten. Zuerst maßen sie das von den Blättern emittierte Licht, ein Signal, das offenbart, wie aktiv die Bäume photosynthetisieren. Dies ist vergleichbar mit dem Überprüfen des Pulses des Waldes, um zu sehen, wie hart die Bäume arbeiten, um Nahrung herzustellen. Zweitens betrachteten sie den Netto-Kohlenstoffaustausch, der die Geschichte der Bilanz zwischen dem Kohlenstoff, den die Bäume aufnehmen, und dem Kohlenstoff, den sie wieder an die Luft abgeben, erzählt. Durch die Analyse dieser Signale über die Zeit hinweg konnten die Forscher die „Erholungsgeschwindigkeit“ des Waldes berechnen. Sie glichen diese Erholungsmuster dann mit einer detaillierten Karte von Dürreereignissen ab und betrachteten dabei nicht nur, wie oft Dürren auftraten, sondern auch, wie schwerwiegend sie waren und wie lange sie andauerten. Dies ermöglichte es ihnen zu sehen, ob die Wälder langsamer wurden, weil es schlichtweg so viele Trockenperioden gab oder wegen der Intensität und Dauer der Wassermangelphasen.

Die Ergebnisse zeichneten ein klares und besorgniserregendes Bild für die Wälder Chinas. Im ganzen Land zeigten mehr als 60 Prozent der Waldflächen Anzeichen eines Verlangsamens. Das bedeutet, dass die Wälder für die Mehrheit des Landes länger brauchen, um sich von Dürrestress zu erholen, als sie es früher taten. Die Geschichte war jedoch nicht für jede Art von Wald dieselbe. Die Forscher fanden einen deutlichen Unterschied zwischen natürlichen Wäldern und solchen, die von Menschen gepflanzt wurden. Natürliche Wälder, die sich von selbst entwickelt haben, zeigten eine langsamere Abnahmerate ihrer Erholungsgeschwindigkeit. Im Gegensatz dazu kämpften die gepflanzten Wälder viel stärker. Tatsächlich zeigten fast 7-0 Prozent der gepflanzten Waldflächen eine signifikante Verlangsamung ihrer Erholungsfähigkeit, verglichen mit etwa 56 Prozent der natürlichen Wälder. Dies deutet darauf hin, dass die menschengemachten Wälder viel empfindlicher auf den sich ändernden Klimawandel reagieren und ihre Resilienz in einem schnelleren Tempo verlieren.

Die Studie zeigte auch, dass es nicht nur die Häufigkeit von Dürren ist, die den Wäldern schadet, sondern auch die Schwere und die Dauer der Trockenperioden. Wenn eine Dürre besonders intensiv ist oder lange anhält, wird die Fähigkeit der Wälder, wieder zu Kräften zu kommen, massiv beeinträchtigt. Die Daten zeigten, dass gepflanzte Wäste viel stärker auf diese extremen Bedingungen reagierten als natürliche Wälder. Wenn die Dürren hart oder lang anhaltend waren, verlangsamte sich die photosynthetische Aktivität in den gepflanzten Wäldern drastisch, was darauf hindeutete, dass die Bäume unter extremem Stress standen und nicht in der Lage waren, ihre Kraft schnell wiederzuerlangen. Natürliche Wälder, mit ihrer vielfältigen Mischung aus Arten und komplexen Strukturen, schienen besser gerüstet zu sein, um diesen Belastungen standzuhalten, indem sie selbst bei Wasserknappheit eine stabilere Erholungsrate beibehielten.

Dieser Unterschied in der Resilienz weist auf die strukturellen Vorteile natürlicher Wälder hin. Da sie eine Vielzahl von Baumarten mit unterschiedlichen Wurfeltiefen und Wasserbedarfen enthalten, können sie die Last einer Dürre effektiver teilen. Wenn eine Art von Baum kämpft, kann eine andere gedeihen, was das gesamte System stabil hält. Gepflanzte Wälder, die oft von einer einzigen Art dominiert und in hoher Dichte gepflanzt werden, konkurrieren intensiv um dieselben begrenzten Wasserressourcen. Wenn das Wasser ausgeht, leidet der gesamte Bestand gemeinsam, was zu einem tieferen und länger anhaltenden Stress führt, der schwer abzuschütteln ist. Die Forscher merkten an, dass dies nicht bedeutet, dass gepflanzte Wälder zum Scheitern verurteilt sind, aber es unterstreicht, dass sich ihre derzeitigen Managementpraktiken ändern müssen, um ihnen zu helfen, eine heißere und trockenere Zukunft zu überstehen.

Diese Erkenntnisse haben wichtige Auswirkungen darauf, wie wir über Aufforstung und Waldbewirtschaftung in China und darüber hinaus denken. Während das Pflanzen von Bäumen ein massiver Erfolg bei der Wiederherstellung der Grünflächen und der Kohlenstoffbindung war, legt diese Studie nahe, dass es nicht ausreicht, einfach nur die Anzahl der Bäume zu erhöhen, wenn diese Bäume nicht in der Lage sind, das extreme Wetter der Zukunft zu überstehen. Die Forschung zeigt, dass Manager, um Wälder zu schaffen, die wirklich resilient sind, sich eher darauf konzentrieren müssen, komplexere, vielfältigere Ökosysteme zu erschaffen, die der Natur nachempfunden sind. Dies könnte bedeuten, verschiedene Baumarten zu mischen, die Dichte von Plantagen zu reduzieren, um die Konkurrenz um Wasser zu senken, und Bäume auszuwählen, die besser an die lokalen Dürrebedingungen angepasst sind. Das Ziel ist es sicherzustellen, dass diese Wälder nicht nur existieren, sondern dass sie gesund und funktionsfähig bleiben und in der Lage sind, sich von den Herausforderungen zu erholen, die der Klimawandel ihnen weiterhin entgegenwerfen wird.

Letztendlich dient diese Arbeit als Erinnerung daran, dass die Gesundheit eines Waldes nicht nur daran gemessen wird, wie viele Bäume dort stehen, sondern auch daran, wie gut sie wieder zu Kräften kommen können, wenn es hart auf hart kommt. Während sich das Klima weiter verändert, wird der Unterschied zwischen einem Wald, der sich erholen kann, und einem, der es nicht kann, zunehmend entscheidend werden. Die Studie liefert ein klares Signal, dass natürliche Wälder einen entscheidenden Vorteil in diesem Wettlauf gegen die Zeit halten und dass der Schutz und die Wiederherstellung dieser komplexen Ökosysteme ebenso wichtig sind wie das Pflanzen neuer Bäume. Indem wir verstehen, wie verschiedene Wälder auf Stress reagieren, können wir bessere Entscheidungen treffen, um sicherzustellen, dass die Wälder der Welt ein lebenswichtiger Teil der Zukunft des Planeten bleiben.