Masterarbeitvon Tobias Pichler

Klimatische und ökologische Veränderungen, hervorgerufene durch den Klimawandel, führen zu einer Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Hitze- und Dürreperioden, wodurch auch die Auftrittswahrscheinlichkeit und Intensität von Waldbränden zunehmen. Direkte sowie indirekte feuer- bzw. hitzeinduzierte Schädigungen von Bäumen können dabei zu Beeinträchtigungen von Wachstumsprozessen führen, wodurch die Produktion von Biomasse verringert und die Vitalität der Bäume eingeschränkt wird. Großflächige Waldbrände im Alpenraum können somit die Resistenz von Baumbeständen gegenüber abiotischen und biotischen Umweltfaktoren herabsetzen, wodurch der Wald seine Schutzfunktion verlieren kann. 

Zielsetzung & Methodik

Das Ziel dieser Forschungsarbeit war es, die Vulnerabilität von heimischen Baumarten gegenüber Waldbränden über das Baumwachstum zu erfassen.
Untersuchungen wurden an Individuen der heimischen Baumarten Picea abies, Pinus sylvestris und Fagus sylvatica von der ehemaligen Brandfläche am Absamer Vorberg (Österreich, Tirol) durchgeführt. Im Rahmen von dendrochronologischen Untersuchungen wurden hangparallele Bohrkerne entnommen und Jahrringbreiten vermessen, um brandbedingte Stressreaktionen anhand von Zuwachsraten festzustellen. Ausgehend von den Jahrringbreiten wurden über die jährlichen Grundflächenzuwächse die Resistenz, Resilienz und Erholung vom Baumwachstum berechnet. Intra-annuelle Wachstumsschwankungen in den Brandfolgejahren wurden mit hochauflösenden Banddendrometern analysiert und über Variationen im Stammradius wurde der Wasserzustand (Tree Water Deficit; TWD) der Bäume abgeschätzt. Als Ergänzung zu den wachstumsbezogenen Messungen wurden elektrische Widerstandstomogramme erstellt, um hitzebedingte Schäden im Inneren der Baumstämme zu erfassen.

Ergebnisse

Die wachstumsbedingten Messungen ergaben für P. abies (-10,7 cm²) und P. sylvestris (-4,5 cm²) erhebliche Wachstumseinbrüche im Brandjahr verglichen mit dem Vorjahr. Zudem wurde für P. abies (0,64 ± 0,18) und P. sylvestris (0,66 ± 0,01) eine geringe Wachstumsresistenz gegenüber dem Waldbrand festgestellt. Im Vergleich zu P. abies (1,02 ± 0,08) wies P. sylvestris (1,35 ± 0,05) jedoch eine wesentlich stärkere Erholung auf und erreichte in den Brandfolgejahren ähnliche Wachstumsniveaus wie vor dem Brand. Im interspezifischen Vergleich zeigten die Nadelbaumarten P. abies (0,62 ± 0,15) und P. sylvestris (0,90 ± 0,04) auch eine wesentlich geringere Resilienz als F. sylvatica. Bezogen auf das vorhergehende Jahr wurde bei F. sylvatica im Brandjahr ein um 1,9 cm² höherer Grundflächenzuwachs gefunden. Zudem wurde bei der Laubbaumart die höchste Resistenz (1,04 ± 0,24) und Resilienz (1,66 ± 0,15) registriert. Erst in späten Brandfolgejahren wurde bei F. sylvatica ein markanter Rückgang im Grundflächenzuwachs erfasst. TWD-Werte waren bei brandgeschädigten P. abies Individuen geringer als bei nicht-geschädigten Bäumen. Für P. sylvestris wurden nur geringe Unterschiede im TWD gefunden, während bei brandgeschädigten Individuen von F. sylvatica höhere TWD-Werte erfasst wurden als bei den ungeschädigten Individuen. Grundlegen wurden bei F. sylvatica wesentlich geringeren TWD-Werte nachgewiesen als bei P. abies und P. sylvestris.

Kurzfristige Wachstumseinbrüche im Brandjahr (P. abies und P. sylvestris) können vor allem auf die Kronenbeschädigung zurückgeführt werden. Brandfördernde Harze in den Nadeln der immergrünen Baumarten P. abies und P. sylvestris dürften zu einer höheren Kronenbeschädigung geführt haben, während F. sylvatica zum Brandzeitpunkt Ende März noch nicht ausgetrieben war und somit nur geringe Kronenanteile vom Feuer konsumiert wurden. Langfristige Beeinträchtigungen im Wachstum (P. abies, F. sylvatica) waren hingegen zumeist das Ergebnis von hitzeinduzierten Schädigungen im Phloem, Kambium und Xylem. Vor allem Pilzbefall und Fäulnis könnten das Wachstums in späteren Brandfolgejahren negativ beeinflusst haben. Dass bei P. sylvestris keine dauerhaften Beeinträchtigungen im Wachstum festgestellt wurden, liegt wahrscheinlich an der hohen Isolationsfähigkeit der Borke, die das Stamminnere vor letalen Temperaturen schützt. Bezüglich des Wasserzustandes (TWD-Werte) zeigten sich artspezifische Brandeffekte, die im Wesentlichen auf das Stomataverhalten zurückzuführen sind.

Sowohl bei den kurz- als auch den langfristigen Effekten von Waldbränden auf überlebende Bäume waren deshalb ausgeprägte Unterschiede zwischen den untersuchten heimischen Arten festzustellen. Ein verbessertes Wissen über diese artspezifischen Auswirkungen ist für die zukünftige Bewirtschaftung heimischer Wälder unter erhöhtem Brandrisiko von Bedeutung.

Download

Die Masterarbeit "Auswirkungen von Waldbränden auf das Wachstum von überlebenden heimischen Bäumen" (2021) von Tobias Pichler wurde an der Leopold-Franzen-Universität Innsbruck verfasst und kann hier heruntergeladen werden (PDF-Download: 3,9 MB).