Was Wälder im Sommer verbraunen lässt

Als w?re es bereits im Juli Herbst. Wer im Sommer 2018 durch Schweizer oder deutsche W?lder wanderte, konnte f?rmlich sehen, wie das heisse und trockene Wetter in Zentraleuropa den B?umen zu schaffen machte. Vor allem Fichten und Buchen welkten vorzeitig, Bl?tter und Nadeln verf?rbten sich braun, ganze Best?nde waren unter Dauerstress. Seither folgten weitere Sommer, in denen W?lder europaweit verbraunten.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben nun s?mtliche Ereignisse solch vorzeitiger Verbraunung in den gem?ssigten und mediterranen W?ldern Europas w?hrend der letzten 21 Jahre (2002 bis 2022) systematisch untersucht. Ihre Studie, die sie gemeinsam mit Kollegen der Forschungsanstalt f¨¹r Wald, Schnee und Landschaft WSL verfassten, ist soeben in der Fachzeitschrift externe SeiteBiogeosciencescall_made erschienen.

Verbraunungsrekord im letzten Sommer

Um die Waldverbraunung europaweit zu studieren, ermittelten die Forschenden anhand von hochaufgel?sten Satellitendaten Ereignisse von weitr?umig reduziertem Waldgr¨¹n im Sommer. Reduziertes Gr¨¹n ist ein Zeichen f¨¹r verminderte Vitalit?t und Stress von W?ldern und wird auch als Indikator f¨¹r Waldsterben verwendet.

Die Resultate best?tigen bisherige Beobachtungen: Die sommerliche Verbraunung hat sich europaweit ausgebreitet. Besonders die zentraleurop?ischen (gem?ssigten) W?lder sind in den letzten f¨¹nf Jahren stark und weitr?umig verbraunt. Im Mittelmeerraum ereigneten sich solche grossfl?chigen Ph?nomene bereits seit 2003 mehrmals.

In ihrer Analyse quantifizierten die Forschenden auch erstmals den Rekord-Sommer 2022 und dessen Folgen f¨¹r europ?ische W?lder. Jetzt zeigt sich: Im bislang heissesten Sommer seit Messbeginn kam es in Europa auch zur ausgedehntesten Verbraunung, die 37 Prozent der gem?ssigten und mediterranen Waldregionen erfasste ¨C ?weit mehr als jedes andere Ereignis in den vergangenen zwei Jahrzehnten?, sagt Mauro Hermann, Doktorand in Atmosph?rendynamik bei ETH-Professor Heini Wernli und Erstautor der Studie.

Gesucht: Gemeinsame Vorgeschichte

Eigentlich verfolgte das ETH-WSL-Team jedoch ein anderes Ziel. ?Wir wollten verstehen, wie das Wetter ¨¹ber mehrere Saisons die W?lder grossfl?chig beeinflusst?, erkl?rt ETH-Professor Heini Wernli, der die Studie geleitet hat. Dass Trockenheit dabei eine zentrale Rolle spielt, liegt auf der Hand. ?Allerdings ist der Zusammenhang zwischen Wald und Wetter weit komplexer, als es auf den ersten Blick erscheinen mag?, verr?t der Professor f¨¹r Atmosph?rendynamik.

?Nicht jede Trockenperiode ¨C auch wenn sie intensiv und anhaltend ist ¨C l?sst W?lder sogleich verbraunen?, erg?nzt Hermann und verweist auf den sogenannten Legacy-Effekt (deutsch: ?Erbe?), der seit wenigen Jahren in unseren W?ldern beobachtbar ist. Wie gut B?ume Hitze und D¨¹rre ¨¹berstehen, h?ngt demnach nicht nur von den aktuellen Wetterbedingungen ab, sondern auch von jenen in den Monaten oder Jahren davor.

Auch deshalb analysierten die Forschenden insbesondere auch die meteorologische Vorgeschichte der Verbraunungsereignisse. Das Ziel: Charakteristische Wetterverl?ufe finden, die vielen Ereignissen mit vorzeitiger Verbraunung vorangegangen sind.

Spezifische Vorl?ufer identifiziert

Tats?chlich fanden die Forschenden charakteristische Wettersignale lange vor den Ereignissen ¨C eine Art Vorl?ufer der Verbraunung mit teils spezifischen Merkmalen f¨¹r Zentraleuropa und den Mittelmeerraum. ?Generell sehen wir, dass Perioden mit wenig Niederschlag ¨¹ber zwei bis drei Jahre vor den Ereignissen ungew?hnlich h?ufig auftreten?, erkl?rt Hermann.

Vermehrte Trockenperioden mit einem deutlichen Niederschlagsdefizit ¨¹ber mindestens zwei vorangehende Jahre bilden denn auch den auff?lligsten meteorologischen Vorl?ufer in beiden Zonen ¨C im Mittelmeerraum reichen geh?ufte Trockenperioden sogar bis drei Jahre zur¨¹ck. Weitere Signale sind erh?hte Temperaturen w?hrend mindestens zwei Jahren in der gem?ssigten Zone. ?Bei einer Waldverbraunung in Zentraleuropa beobachteten wir also in der Regel mindestens zwei ungew?hnlich trockene und heisse Sommer in Folge?, h?lt Hermann fest.

B¨¹rde der Vorjahre best?tigt

Beispiele aus den 21 untersuchten Jahren verdeutlichen dies: Der in weiten Teilen Europas sehr heisse und trockene Sommer 2003 hinterliess kaum grossfl?chige Spuren in der Farbe der W?lder. Seit 2018 sind grossr?umige Trockenheit und Hitze aber wiederholt aufgetreten, so dass sich ausgedehnte Verbraunung sogar mehrfach ereignete. 

?Eine besondere Erkenntnis der Studie ist, dass die identifizierten Wettersignale auf die Folgen vorj?hriger Trockenheit hindeuten und so den Legacy-Effekt untermauern?, stellt Hermann fest. Das heisst, dass ein einziger heisser und trockener Sommer meist nicht unmittelbar zu einer Verbraunung f¨¹hrt, aber verz?gert zu einer k¨¹nftigen Verbraunung beitragen kann.

Keine Vorhersagen, aber Hinweise

Erlauben die Vorl?ufersignale es, D¨¹rrestress und Verbraunung in W?ldern vorherzusagen? Hier sind die Forschenden zur¨¹ckhaltend: ?Wir haben Ereignisse r¨¹ckblickend analysiert ¨C die Vorhersagbarkeit haben wir aber nicht untersucht?, so Hermann. Der Umstand, dass Trockenstress das sommerliche Verbraunen von B?umen auch indirekt beg¨¹nstigt, indem sie Borkenk?fer- und Pilzbefall sowie Waldbr?nde f?rdert, macht Prognosen generell schwierig.

Auch Thomas Wohlgemuth, Leiter der Forschungseinheit Walddynamik an der WSL und Co-Autor der Studie, h?lt eine Vorhersage allein aus Wetterdaten f¨¹r unrealistisch. Der Wald?kologe denkt jedoch, dass das gewonnene Prozessverst?ndnis zu besseren Waldmodellen f¨¹hren und so der ?Vorbeugung durch Waldbaumassnahmen? dienlich ist. ?Ein gezieltes Monitoring des Wetterverlaufs ¨¹ber mehrere Saisons k?nnte wertvolle Hinweise dar¨¹ber geben, ob im Folgesommer vorzeitig verf?rbte W?lder wahrscheinlich sind?, so der Wald?kologe.