Ein schwieriger Sommer für Wälder, Äcker und Wiesen

Es war ¨C einmal mehr ¨C ein ungew?hnlich heisses Jahr: 2018 ?chzten weite Teile Europas unter einem extrem heissen und trockenen Sommer. Auch in der Schweiz brachte das heisse Wetter die Menschen zum Schwitzen ¨C und dies, nachdem bereits die vorangehenden Monate ungew?hnlich warm gewesen waren. Es war der bis dahin drittheisseste Sommer und der viertw?rmste Fr¨¹hling seit Beginn der Messreihe 1864.

Breit abgest¨¹tzte Messdaten

Es liegt auf der Hand, dass sich solch ungew?hnlichen Wetterbedingungen auch auf die ?kosysteme auswirkten. Wie genau die W?lder, ?cker und Wiesen 2018 auf die Ausnahmesituation reagierten, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Gruppe von Nina Buchmann, Professorin f¨¹r Graslandwissenschaften, anhand von umfangreichen Messdaten nun aufgezeigt. Die Forschenden haben dazu Messungen von f¨¹nf Standorten ausgewertet, die alle Teil der Swiss FluxNet-Initiative sind, erkl?rt Mana Gharun, Postdoktorandin in Buchmanns Gruppe und Erstautorin der Studie: ?Die f¨¹nf Standorte decken alle H?henstufen von 400 bis 2000 Meter ¨¹ber Meer ab. Wir haben also ganz unterschiedliche ?kosysteme ber¨¹cksichtigt.?

An allen Standorten misst Buchmanns Gruppe bereits seit Jahren mit sehr hoher zeitlicher Aufl?sung, wie viel CO₂, Wasserdampf und andere Gase zwischen den Pflanzen, der Atmosph?re und dem Boden ausgetauscht werden, und zwar ¨¹ber das ganze ?kosystem hinweg betrachtet. Daraus l?sst sich ermitteln, wie diese auf verschiedene klimatische Bedingungen reagieren.

Starker Einbruch der Produktivit?t

Die Auswertung, welche die Forschenden in einer Themenausgabe der Zeitschrift ?Phil Trans B? soeben publiziert haben, zeigt, dass die Hitze und D¨¹rre im Jahr 2018 besonders den tieferliegenden ?kosystemen stark zusetzte. Beim Mischwald auf der L?geren nahe bei Z¨¹rich und bei der Wiesen auf der Chamau reduzierte sich die Produktivit?t im Schnitt um 20 Prozent im Vergleich zu den beiden Vorjahren. Anders sieht die Situation bei den h?herliegenden ?kosystemen aus: Sowohl der Nadelwald bei Davos als auch die Wiese bei Fr¨¹eb¨¹el und die Alpweide Weissenstein am Albulapass profitierten von den w?rmeren Temperaturen und der l?ngeren Vegetationszeit. Die g¨¹nstigeren Wachstumsbedingungen f¨¹hrten dort zu einer h?heren Produktivit?t der ?kosysteme. 

Allerdings: An fast allen Standorten stieg gleichzeitig auch die Atmung der Pflanzen und Bodenorganismen an. So nahmen diese Systeme nicht nur mehr CO₂ aus der Atmosph?re auf, sondern setzten gleichzeitig auch wieder mehr CO₂ frei. ?Insgesamt resultiert das in einer geringeren Netto-Kohlenstoffaufnahme f¨¹r die beiden W?lder und die Wiese auf der Chamau?, h?lt Gharun fest. ?Das ist ein ung¨¹nstiger Befund, erwartet man doch gemeinhin, dass diese ?kosysteme unter w?rmeren Bedingungen als Kohlenstoffsenken einen Beitrag zur Eind?mmung des Klimawandels leisten k?nnten.?

F¨¹r eine abschliessende Beurteilung sei es noch zu fr¨¹h, erg?nzt Buchmann. ?Wir brauchen unbedingt langj?hrige Datenreihen, um diese Befunde einordnen zu k?nnen.? Da sie mit ihrer Gruppe seit vielen Jahren an den erw?hnten Standorten Messdaten erhebt, verf¨¹gt sie ¨¹ber ein gutes Fundament f¨¹r solche Langzeitstudien.

Viel Schnee nach dem Winter

Aussergew?hnlich am Jahr 2018 waren jedoch nicht nur die warmen Temperaturen im Fr¨¹hjahr und Sommer, sondern auch die ausgiebigen Niederschl?ge im Winter zuvor: In den Bergen lag im Fr¨¹hjahr viel Schnee, der dann aufgrund der warmen Bedingungen sehr schnell abschmolz. Das kam insbesondere den h?her gelegenen ?kosystemen zugute. Schwieriger war die Situation hingegen in den tieferen Lagen, wo die ?kosysteme den Wasser¨¹berschuss des Winters nicht nutzen konnten, um einen Feuchtigkeitsspeicher f¨¹r den Sommer aufzubauen. Sie litten dementsprechend mehr unter Trockenheit und Hitze im Sommer.

?Die Wasserverf¨¹gbarkeit ist ein entscheidender Faktor, wie ?kosysteme Hitzeperioden ¨¹berstehen?, h?lt Buchmann fest. ?Deshalb muss man bei der Untersuchung einer D¨¹rre nicht nur die eigentliche Trockenperiode ber¨¹cksichtigen.? Wenig zuversichtlich stimmt da, dass die neuen Klimaszenarien CH2018 im Winter mehr Regen und weniger Schnee voraussagen. Die h?heren Niederschlagsmengen, die in den Wintermonaten erwartet werden, n¨¹tzen daher den ?kosystemen nur bedingt, wenn das Wasser nicht als Schnee gespeichert wird, sondern rasch abfliesst.

Gestresste B?ume

Kritisch ist die Situation mittlerweile f¨¹r W?lder. Dies zeigt sich unter anderem daran, dass nicht nur Fichten, sondern auch alte Buchen an vielen Orten im Mittelland inzwischen Stresssymptome zeigen. Dies liegt vermutlich auch daran, dass das nachfolgende Jahr 2019 ebenfalls ¨¹berdurchschnittlich warm und trocken war. ?In den W?ldern beobachten wir einen Memory-Effekt?, erkl?rt Buchmann. ?Die Spuren von solchen Perioden zeigen sich also m?glicherweise erst lange nach dem eigentlichen Extremereignis.?

Wie gut die B?ume durch D¨¹rre- und Hitzeperioden kommen, h?ngt auch davon ab, aus welcher Tiefe sie das Wasser aufnehmen. Buchen beispielsweise dringen mit ihren Wurzeln 50, 60 Zentimeter tief in den Boden und gelangen so eher zu tieferliegenden feuchten Schichten. Fichten hingegen erreichen mit ihren Wurzeln nur etwa eine Tiefe von 20 Zentimetern; sie sind dementsprechend eher von D¨¹rren betroffen. ?F¨¹r die Fichten im Tiefland wird es mittelfristig ungem¨¹tlich?, stellt Buchmann fest. ?Das ist f¨¹r die Forstwirtschaft eine ung¨¹nstige Prognose.?

Schlechte Aussichten f¨¹r die Bauern

Und wie sieht es mit den Wiesen aus? Dort stellen die beiden Forscherinnen zurzeit noch keinen Memory-Effekt fest, weil sich Wiesen nach einer Trockenphase schneller erholen. Dass Wiesen in den tieferen Lagen in einem Jahr wie 2018 deutlich weniger Gras hergeben, ist f¨¹r die Bauern dennoch eine schlechte Nachricht. Die Graslandwirtschaft ist der zentrale Pfeiler der Schweizer Landwirtschaft. Wenn auf Wiesen k¨¹nftig wegen der zunehmenden Trockenheit im Sommer weniger Gras w?chst, dann hat das direkte Konsequenzen f¨¹r die Milch- und Fleischproduktion.