Dichtestress verstärkt das Absterben von Bäumen

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Dies könnte die höhere Artenvielfalt in tropischen Wäldern erklären.

Internationales Forschungsteam analysierte Baumsterblichkeit in einem globalen Netzwerk von Waldmonitoringflächen - Publikation in Nature

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28. Februar 2024

Gleich und gleich gesellt sich gern, aber zumindest für Bäume ist das nicht immer hilfreich. Im Gegenteil, wenn ein Baum von vielen gleichartigen Individuen umgeben ist, steigt seine Mortalität an, was wahrscheinlich durch spezialisierte Krankheitserreger oder Pflanzenfresser verursacht wird. Dieser Effekt tritt in Wäldern auf der ganzen Welt auf, ist aber bei seltenen tropischen Baumarten ausgeprägter, was zu der erstaunlichen Baumartenvielfalt tropischer Wälder im Vergleich zu Wäldern in den gemäßigten Breiten beitragen könnte.

Dies fand ein Team von 52 Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt unter der Leitung von Lisa Hülsmann, Professorin für Ökosystemanalyse und -simulation an der Universität Bayreuth, und Florian Hartig, Professor für Theoretische Ökologie an der Universität Regensburg, heraus. Dafür analysierte das Team die Baumsterblichkeit in einem globalen Netzwerk von Waldmonitoringflächen, das vom ForestGEO-Programm am Smithsonian Tropical Research Institute koordiniert wird. Ihre Ergebnisse wurden soeben in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Mo Singto, Khao Yai National Park, Thailand. Foto: Lisa Hülsmann

Wie tropische Waldgemeinschaften Hunderte von Arten beherbergen können, ohne dass eine Art dominiert oder andere aussterben, ist Ökolog*innen seit Jahrhunderten ein Rätsel. Vor mehr als 50 Jahren stellten Daniel Janzen und Joseph Connell die Hypothese auf, dass das stabilere tropische Klima es Krankheitserregern ermöglicht, sich stärker auf einzelne Baumarten zu spezialisieren. Dies würde dazu führen, dass Bäume weniger wachsen und häufiger absterben, wenn sie von anderen Bäumen derselben Art umgeben sind - eine Reaktion, die als Dichteabhängigkeit bezeichnet wird. Sollte die Dichteabhängigkeit in Richtung Äquator zunehmen, könnte dies die hohe Baumartenvielfalt in den Tropen erklären. Bisher fehlten jedoch die Daten und Analyseinstrumente, um einen solchen Unterschied zwischen tropischen und gemäßigten Wäldern nachzuweisen. Das große internationale Forschungsteam hat nun mit neuen Methoden und Daten untersucht, ob der vermutete Mechanismus tatsächlich existiert.

Pasoh Waldreservat, Malaysia. Foto: ForestGEO

"Die fast 2,5 Millionen Bäume, die an 23 Standorten weltweit beobachtet wurden, zeigen überwiegend eine diversitätsstabilisierende Dichteabhängigkeit, die aber nicht unbedingt stärker in den Tropen ist", sagt Lisa Hülsmann. Allerdings sind in tropischen Wäldern Baumarten mit stärkerer Dichteabhängigkeit tendenziell seltener. Die Autor*innen der Studie vermuten, dass dieses Muster auf eine effektivere Regulierung der Baumpopulationen in tropischen Wäldern zurückzuführen ist. Dies wiederum könnte zu der vergleichsweise hohen Artenvielfalt beitragen.

Laut Florian Hartig bestätigen die Ergebnisse teilweise die Idee von Janzen und Connell. Spezialisierte Schädlinge könnten in den Tropen tatsächlich einen positiveren Einfluss auf die Artenvielfalt haben als in den Wäldern der gemäßigten Zonen, aber der Zusammenhang ist subtiler als vermutet.

Stuart Davies, Direktor des ForestGEO Netzwerks, betont: "Diese Studie zeigt, wie wichtig langfristige, groß angelegte empirische Untersuchungen der Wälder der Welt sind, um die Schlüsselprozesse zu verstehen, die die biologische Vielfalt in diesen kritischen Ökosystemen erhalten.”

Die Ergebnisse dieser Studie liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die die Artenvielfalt in tropischen und gemäßigten Wäldern beeinflussen. Gerade in Zeiten des Klimawandels könnten die hochgradig spezialisierten Interaktionen zwischen Bäumen und Schädlingen gestört werden, mit möglicherweise ungünstigen Auswirkungen auf die lokale Baumartenvielfalt. Die Forschenden betonen jedoch, dass weitere Studien notwendig sind, um die genauen Auswirkungen dieser Erkenntnisse auf die Artenvielfalt in verschiedenen Waldökosystemen zu verstehen.

Das Bayerische Klimaforschungsnetzwerk bayklif finanziert vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst hat die Forschung gefördert. Die Walddaten für die Analyse haben die Forschenden aus dem ForestGEO Netzwerk erhalten, das Teil des Smithsonian Institute ist.

Veröffentlichung:

Hülsmann et al., Latitudinal patterns in stabilizing density dependence of forest communities, Nature 2024, doi 10.1038/s41586-024-07118-4