Werden die Hauptbaumarten in Rheinland-Pfalz bis zum Ende des Jahrhunderts immer noch innerhalb der Grenzen ihrer natürlichen klimatischen Nische leben können?

Die ökologische Nische einer Baumart umfasst alle Umweltfaktoren, unter denen diese Art leben bzw. überleben kann. Unter der „natürlichen klimatischen Nische“ werden nur die Faktoren des Klimas bedacht, die im natürlichen Verbreitungsgebiet einer Baumart anzutreffen sind – solche Klimaparameter bzw. bestimmte Schwellenwerte und Kombinationen können die Verbreitung einer Art erklären oder sogar limitieren.
Unter der Annahme, dass eine Baumart in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet auch ihr klimatisches Optimum besitzt, ist zu folgern, dass außerhalb dieses klimatischen Bereichs eine Stresssituation möglich ist. 
Durch die Verschneidung des heutigen potentiellen natürlichen Verbreitungsgebiets einer Baumart (nach Bohn et al. 2000) mit den Klimabedingungen in diesem Gebiet (z.B. auf der Grundlage des globalen Klima-Datensatz WorldClim nach Hijmans et al. 2005) können sogenannte „Bioklima-Hüllen“ (ein Betrachtung von Schwellenwerten oder Klimakombinationen für das Verbreitungsgebiet einer Baumart) hergeleitet werden. Unter der Verwendung von Klimaprojektionen für die Zukunft kann abgeleitet werden, ob eine Baumart unter künftigen klimatischen Bedingungen ihre ökologische Nische in einem Landschaftsraum noch besetzten kann. Zunächst werden verschiedene relevante bioklimatische Variablen wie Jahresmitteltemperatur, mittlere Minimumtemperatur im Januar, Jahresniederschlag oder der Niederschlag in der Vegetationszeit für das heutige Klima in Rheinland-Pfalz betrachtet. Davon ausgehend können dann Klimaprojektionen für die Zukunft simuliert und mit den Ergebnissen der heutigen Verbreitung verglichen werden.

Die folgende Abbildung zeigt die Bioklima-Hüllen für die Baumarten Buche und Fichte, für das Referenzklima sowie für die nahe und ferne Zukunft unter unterschiedlichen Emissionsszenarien und Kombinationen der klimatischen Faktoren: Jahresmitteltemperatur, Temperatur in der Vegetationszeit, Sommermitteltemperatur und  Jahresniederschlagssumme, Niederschlagsumme in der Vegetationszeit, Sommerniederschlagssumme.

Die Ergebnisse für die aktuellen und möglichen künftigen bioklimatischen Nischen von Buche und Fichte zeigen ganz unterschiedliche Verbreitungsmuster für Rheinland-Pfalz, was selbstverständlich auf die ökologische Verschiedenheit beider Arten hinweist. Die Buche, befindet sich heute in Rheinland-Pfalz im Zentrum ihres natürlichen Verbreitungsgebietes und die für Rheinland-Pfalz projizierten Klimaveränderungen führen überwiegend nicht zu starken Abweichungen von den bisherigen Bedingungen innerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes. In der Rheinebene sowie in der Nord-Pfalz können künftig die sommerlichen bzw. vegetationszeitlichen Bedingungen den Rand der klimatischen Nische treffen, nämlich dort, wo im Sommer mittlere Temperaturen von mehr als 19°C mit Niederschlagssummen von unter 180 mm kombiniert auftreten können.

Dagegen weichen die für Rheinland-Pfalz projizierten Klimaveränderungen signifikant von den klimatischen Bedingungen innerhalb des natürlichen Verbreitungsgebietes der Fichte ab. Verschiebungen zu den Bedingungen im natürlichen Verbreitungsgebiet treten vor allem aufgrund der Abnahme des Niederschlags in der Vegetationszeit und der Erhöhung von winterlichen Temperaturen auf. Veränderungen der Niederschläge in der Vegetationszeit in Größenordnungen von -10 bis -40% stoßen an die Grenzen der klimatischen Nische der Fichte. Über die Erhöhung der sommerlichen Temperaturen werden hingegen sogar Teile der Räume Eifel, Westerwald, Hunsrück und südwestliche Pfalz passender für die Verbreitung der Fichte. Es sind aber die winterlichen Temperaturen, die in Rheinland-Pfalz künftig von denjenigen der natürlichen Verbreitungsgebiete der Fichte stärker abweichen können. Laut Sykes & Prentice (1995) bedarf die Fichte einer genügenden Winterkälte für ihre Winterruhe bzw. um ihre Regeneration erfolgreich zu sichern. Dagegen weist die Entwicklung des Ringlebindex (hier nicht dargestellt) auf eine Erfüllung der kontinentalen Bedingungen der Fichte in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet hin. Die Abwehrkraft der jungen Fichte gegenüber ihren Schadorganismen ist in einem kontinental geprägten Klima stärker (Ellenberg 1996).
 
Weitere Einzelheiten zur Methode und detaillierte Darstellung der Ergebnisse unter Modulbericht Wald ab Seite 50 bzw. 127.
Literaturangaben ab Seite 297.

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