Tod durch Doppelstress: Wie Feuer und Dürre interagieren und das Baumsterben in Savannen beeinflussen

• Antragsteller: Professor Dr. Steven Higgins; Professor Dr. Tobias Ullmann
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458911709

Klimaforscher sind sich einig, dass die Häufigkeit und Intensität von Dürren in den Savannen infolge der globalen Erwärmung zunehmen wird. Es wird erwartet, dass die Zunahme der Häufigkeit von Dürren zu einem Anstieg des Baumsterbens führen wird und diese Folgen sind bereits in vielen Teilen der Welt zu beobachten. Trotzdem sind die Mechanismen der Baummortalität und insbesondere die Reaktion der Savannenbäume auf Trockenheit noch wenig erforscht. Im Rahmen unseres DFG-Projekts (Death by Dehydration) ist es uns nicht gelungen, die Sterblichkeit in einem Regenausschluss-Experiment zu erhöhen, was höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass Savannenbäume an Trockenheit angepasst sind, insbesondere an solche von kurzer Dauer. Da es sich bei Savannen um störungsgesteuerte Systeme handelt, behaupten wir, dass die Auswirkungen von Trockenheit nicht isoliert, sondern in Verbindung mit den Auswirkungen von Feuer interpretiert werden müssen. Jüngste wegweisende Forschungsarbeiten legen nahe, dass die Mortalität nach einem Feuer die Folge eines hydraulischen Versagens (analog zum Wasserverlust während einer Dürre) und nicht einer Schädigung des Kambiums (die das Wachstum beeinträchtigen würde) ist. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass die Abfolge von Dürre- und Feuerereignissen den hydraulischen und Kohlenstoffstatus der Pflanzen gemeinsam beeinträchtigt, was sich wiederum auf die Mortalität auswirkt. Um dies zu prüfen, wollen wir zunächst die ökophysiologischen Strategien besser verstehen. Indem wir wichtige funktionelle Merkmale im Zusammenhang mit der Baumhydraulik messen, wollen wir untersuchen, welche Strategien Savannenbäume anwenden, um Mortalität zu vermeiden, wenn sie Trockenheit und/oder Feuer ausgesetzt sind. Wir schlagen auch zwei neue Experimente vor: 1) Ein kontrolliertes Experiment mit in Töpfen wachsenden Pflanzen, um die interaktive Wirkung von Feuer und Trockenheit auf die Sterblichkeit ganzer Pflanzen zu bestimmen, und 2) ein Feldexperiment, um die durch Feuer verursachte Sterblichkeit bei natürlich wachsenden Savannenbäumen zu ermitteln. Wir schlagen auch vor, das bestehende Dürreexperiment so anzupassen und zu erweitern, dass es die Interaktion zwischen Dürre und Feuer mit einschließt. In diesem Verlängerungsantrag integrieren wir Fernerkundungstechnologien, die es uns ermöglichen werden, Zeitreihen zu erstellen, die die Reaktionen der Pflanzen auf Dürre und Feuer in räumlichen und zeitlichen Dimensionen zu quantifizieren. Die daraus resultierenden Fernerkundungsmodelle werden es uns ermöglichen Umweltinformationen auf Landschafts- und Regionalebene zu gewinnen. Dieser vielschichtige Ansatz in Verbindung mit einem exzellenten Team internationaler Kooperationspartner wird es uns ermöglichen, zu quantifizieren, wie Feuer und Trockenheit zusammenwirken, um die Baumsterblichkeit in der Savanne zu bestimmen. Diese Informationen werden für die Planung von Anpassungsstrategien an den globalen Wandel von Nutzen sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen