Mosaik aus Wald und Wasser auf der Finnischen Seenplatte, das Richtung Norden zunehmend durch Moorflächen unterbrochen wird

Klimawandel im Norden — das Waldgrenzökoton im Fokus der Wissenschaft

Die Kiefer im Nordwärtstrend

5 Die Kiefer im Nordwärtstrend

Das Gebiet kieferndominierter Waldbestände hat in Nordfinnland in den letzten 40 Jahren um 2 Mio. ha zugenommen (Mälkönen 2010) und konnte auch im Bereich der nördlichen und oberen Baumgrenze neue Individuen verzeichnen. Auf ehemals baumfreien Tundralandschaften etablieren sich zunehmend relativ erfolgreich neue Koniferen-Sämlinge und belegen eine Ausbreitung der Nadelgehölze nach Norden (Harsch et al. 2009; Holtmeier 2005; Holtmeier/Broll 2005; Juntunen/Neuvonen 2006). Jene Entwicklung deutet eine Annäherung der Kiefer an das ursprüngliche Verbreitungsareal an, deren obere Waldgrenze in der vertikalen Zonierung auf 600 m.a.s.l. deutlich höher lag als heute (Seppä 1996). Ein Temperatureinbruch vor etwa 5.000 Jahren verursachte einen Rückzug der Birken- und Kiefernwaldgesellschaften nach Süden bis zum heutigen Verbreitungsraum. Seitdem fanden aufgrund anthropogener Eingriffe oder ökosystemarer Änderungen periodische Verlagerungen der Wald- und Baumgrenze statt, sodass bei einer langfristigen Klimaänderung davon ausgegangen werden kann, dass sich die Position der Nadelwaldbestände wieder weiter an ihr ursprüngliches Verbreitungsareal annähern könnte (Kallio et al. 1985).
In diesem Rahmen waren bislang die Länge der Vegetationsperiode sowie die Ausprägung der Juli-Temperatur für das Wachstum der Kiefer ausschlaggebend (Ritchie 1987; Helama et al. 2008) und bestimmen auch nach wie vor das Ausmaß der Nadelproduktion, der Triebausbildung und des Höhenzuwachses (Pensa et al. 2006). Das Dickenwachstum beziehungsweise die Jahrringbreite korrelieren hingegen gemäß aktueller dendroökologischer Untersuchungen inzwischen signifikanter mit der Höhe des Niederschlages zu Beginn der Vegetationsperiode (Mielikäinen 2010; Helama et al. 2008). Dies deutet darauf hin, dass die Wasserverfügbarkeit zunehmend zum limitierenden Parameter werden wird (Mielikäinen 2010; Zhang et al. 2013).
Insgesamt ist das Verjüngungspotential bei Klimaerwärmung flächendeckend vor allem auf Offenlandflächen im Norden enorm (Juntunen et al. 2002) und ließe unter günstigen Bedingungen theoretisch Wachstumshöhen von 12–14 m in 100 Jahren sowie einen durchschnittlichen Bestandszuwachs von 1,0-1,5_m3/Jahr/ha zu (Varmola et al. 2004). Die tatsächliche Reproduktionsrate unterschreitet dieses Potential jedoch deutlich, da trotz der guten Adaption der Gehölzvegetation an widrige Bedingungen zusätzlich klimatische Faktoren und externe Störgrößen ausschlaggebend für den Verjüngungserfolg sind. In den geschlossenen Waldbeständen Südfinnlands reduzieren zu milde Winter und wärmere Sommer den eigentlich zweijährigen Lebenszyklus von Fraßgesellschaften auf ein Jahr und lassen die Populationen drastisch ansteigen (Juday et al. 2004). In Finnisch-Lappland sind hinsichtlich der abiotischen Faktoren Infektionen durch den Weißen Schneeschimmel (Phacidium infestans Karst.) oder das Triebsterben (Gremmeniella abietina (LAGERBERG) M. MORELET) in der Verjüngungsdynamik problematisch, da eine mächtigere Schneedecke durch höhere Niederschläge den Befall von Jungpflanzen unter 80 cm Wuchshöhe begünstigt (Juntunen/Neuvonen 2006; Holtmeier/Broll 2011; Varmola et al. 2004; Jalkanen 2003). Zudem ist die Krautschicht fichtendominierter Bestände häufig durch das flächendeckende Auftreten der Rentierflechte (Cladonia rangiferina (L.) Weber ex F._H. Wigg.) gekennzeichnet, die einen hohen Beweidungsdruck der Areale durch das Rentier (Rangifer tarandus L.) nach sich ziehen. Bei der Beweidung der Flechte schädigt das Rentier vor allem junge Kiefern nachhaltig (Holtmeier/Broll 2011; Heikkinen et al. 2002; Holtmeier 2005; Vajda/Venäläinen 2005) und ist durch den enormen Populationszuwachs vom Beginn des 20. Jahrhunderts bis heute um mehr als das Doppelte (Väre et al. 1996) eine nicht zu unterschätzende Komponente geworden. Zu den biotischen Stressfaktoren an der polaren Baumgrenze zählen Wind, Schneebruch und Frostschäden durch Frühjahrsfröste, deren Frequenz insbesondere bei einer zeitiger einsetzenden Vegetationsperiode steigen wird (Kellomäki et al. 1995). Entsprechende Frostschäden treten verstärkt in ungeschützten Waldrandbereichen oder Heidelandschaften ohne Birkenwaldgesellschaften auf, auf denen die Kiefer im Jungstadium ungeschützt klimatische Extreme überdauern muss (Juntunen et al. 2002; Holtmeier/Broll 2011; Holtmeier 2005; Kullmann 2007). Gemessen an der Vielzahl regulierender Faktoren reichte die bisherige Klimaerwärmung laut Holtmeier/Broll (2011) nicht aus, die widrigen Wachstumsbedingungen im Baumgrenzökoton zu kompensieren und zur erfolgreichen Reproduktion überzugehen. Trotz der Etablierung neuer Jungpflanzen kann aufgrund des schlechten Zustandes der Individuen oft keine erfolgreiche Zapfenproduktion gewährleistet werden, sodass der ursprünglich prognostizierte rasche Nordwärtstrend der Kiefer nach derzeitigem Kenntnisstand in dieser Geschwindigkeit nicht eintreten wird. Am METLA wird entsprechenden aktuellen Fragestellungen derzeit nachgegangen. Bleibt die boreale Zone also zunächst unverändert und was bedeutet dies für die Treibhausgasbilanz?

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