Bäume konkurrieren um Platz, Licht und Ressourcen, und diese Auseinandersetzungen können Kampfnarben hinterlassen

Wenn Sie durch einen Wald gehen, kann es sich wie eine statische Umgebung anfühlen, in der sehr wenig passiert.Aber Bäume interagieren und reagieren während ihres Wachstums ständig aufeinander.Es herrscht ein intensiver Wettbewerb um Licht und Raum.Jede Verschiebung wirkt sich in irgendeiner Weise auf die Gesamtbeschaffenheit des Waldes aus.

Forstwissenschaftler wie ich viel Zeit damit verbringen, darüber nachzudenken Waldfolge – ein vorhersehbarer Prozess, bei dem Pflanzenarten ein Stück Land besiedeln und dominieren.Die grundlegende Reihenfolge besteht darin, dass sich das Land von einem offenen Feld zu Gestrüpp und Sträuchern, dann zu jungen Bäumen und schließlich zu großen, ausgewachsenen Bäumen entwickelt.Störungen wie ein schwerer Sturm oder ein Waldbrand können die Waldnachfolge unterbrechen oder zurückwerfen.

Ich untersuche ökologische Veränderungen in der Artenzusammensetzung, Baumanordnung und Waldentwicklung, die während der Sukzession und nach Störungen auftreten.Mein Forschungsteam analysiert die Bedingungen in gemischten Laubwäldern.Anhand von Baumringen rekonstruieren wir, wie frühere Wälder vor Jahren aussahen.

Durch die Anwendung beobachteter Muster und Prozesse können Forscher das zukünftige Wachstum und die zukünftige Entwicklung von Wäldern modellieren.Hier finden Sie einige Einblicke in das, was bei einem Waldspaziergang in den Bäumen um Sie herum passieren kann.

Auf der Suche nach Raum und Licht

Waldgemeinschaften enthalten Bäume unterschiedlicher Arten, Formen und Größen.Jede Art benötigt zum Gedeihen eine bestimmte Menge Sonnenlicht und Platz und wächst in ihrem eigenen Tempo.

Viele Bäume distanzieren sich von anderen Bäumen, um die Interaktion mit ihren Nachbarn zu minimieren – ein Muster, das Forscher Kronenscheu nennen.Wenn Sie nach oben schauen, bemerken Sie möglicherweise Lücken zwischen den Bäumen und Äste in der Nähe der Lücken mit abgebrochenen Zweigen und weniger Blättern.Im Gegensatz dazu sind Zweige und Blätter, die ausreichend Platz und Sonnenlicht zum Wachsen haben, dichter und gesünder.

Laubwälder mit gemischten Arten unterstützen oft mehr als 30 Holzarten, was bedeutet, dass sie sich auf viele verschiedene Arten entwickeln können.Wenn man versteht, wie Bäume interagieren, können Menschen, die Wälder bewirtschaften, egal ob auf dem Land oder in der Stadt, Praktiken vorschreiben, die das Waldwachstum steuern.

Wenn sich ein Wald zum ersten Mal etabliert, kann er Tausende von Baumsämlingen pro Hektar haben.Aber nur 50 bis 100 Bäume pro Hektar dürfen überleben und erwachsen werden.Förster arbeiten daran, zu verstehen, welche Bäume andere übertreffen und welche Bäume Wachstumsraum aufgeben.

Eine der wichtigsten Zonen zum Verständnis des Waldwachstums ist der Baldachin – die Decke des Waldes, die alle Blätter, Äste und Zweige in den Baumkronen umfasst.Ein typischer Mischwald hat mehrere Blätterdachschichten, die aus Arten mit unterschiedlichen Wachstumsraten bestehen.Wenn Bäume sterben, geben sie Wachstumsraum auf, den überlebende Bäume durch Wachstum und Erweiterung ihrer Kronen einnehmen.

Wie Stürme Wälder prägen

Ein ausgewachsener Baum wird im Laufe seines Lebens vielen Wetterereignissen ausgesetzt sein.Stürme zwingen Bäume dazu, zu schwanken und ihre Nachbarn anzustoßen, was zu Kronenabrieb führt – Schäden an Knospen und Astspitzen.Diese Auswirkungen können verlangsamen und reduzieren das Zweigwachstum.Der Kronenabrieb ist ein Zeichen dafür, dass die Baumbestände zu dicht sind und die Konkurrenz zwischen den Bäumen ein gesundes Wachstum beeinträchtigt.

Allerdings kann der Kronenabrieb einigen Arten tatsächlich helfen.Beispielsweise haben Eichen, eine langsamer wachsende Art, dichtes Gewebe und kräftige Äste, die Äste von schneller wachsenden Bäumen wie Pappeln und Eukalyptusbäumen, die schwächeres, weniger dichtes Holz haben, abnutzen und beschädigen können.Dadurch können sich Eichen von ihren anfänglich schneller wachsenden Konkurrenten abheben.

Manche Wälder sind Monokulturen, in denen eine Baumart dominiert.Beispielsweise wurden in weiten Teilen des Westens der USA im 19. Jahrhundert Wälder niedergebrannt oder abgeholzt und später regeneriert Drehkiefer, die in westlichen Berggebieten beheimatet ist.Die Bäume wuchsen alle im gleichen Tempo nach, im Gegensatz zu Mischwäldern, in denen einige Arten schneller wachsen als andere.

Dadurch entstanden hohe, schlanke Bäume bei windigen Ereignissen stärker schwanken.Aufgrund von Kronenabrieb oder Scheu haben die Kiefern kleine Kronen, die sich nicht so weit zu den Seiten ausdehnen, wie es normalerweise der Fall wäre.

Diese Wälder stagnieren schließlich.Der Abstand zwischen den Bäumen schrumpft, weil die kleinen Kronen der Bäume benachbarte Bäume nicht auf „Armlänge“ halten. Das Baumwachstum nimmt ab und Die Vitalität der Bäume nimmt ab.

Diese Wälder werden ausgedünnt oder durchführen vorgeschriebene Verbrennungen kann den Abstand zwischen den Bäumen vergrößern und mehr Platz für das Kronenwachstum bieten.

Den Bäumen beim Kampf zusehen

Um die Astbewegung bei Windereignissen zu untersuchen, verwenden meine Studenten und ich Beschleunigungsmesser – Geräte, die messen wie schnell sich die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts ändert.Die meisten modernen Smartphones enthalten eingebaute Beschleunigungsmesser die Apps wie Google Maps helfen, die Position des Telefons zu bestimmen.

Wir befestigen die Beschleunigungssensoren in der Nähe der Astenden und messen dort Astbewegungen in drei Dimensionen.Indem wir diese Daten in Echtzeit mit Windgeschwindigkeitsmessungen verknüpfen, können wir Astbewegungen und -beschleunigungen als Reaktion auf unterschiedliche Windgeschwindigkeiten bestimmen.

In einer Studie haben wir analysiert, wie Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Baumarten das Walddach in Hartholzwäldern im Tiefland entlang von Flüssen und Bächen im Zentrum von Mississippi veränderten.Diese Wälder bestanden hauptsächlich aus Kirschrindeneiche Und Amberbäume.Beide Arten kommen häufig in Mischbeständen vor, weisen jedoch unterschiedliche Kronenformen und Wuchsgeschwindigkeiten auf.

Ursprünglich waren Amberbäume in jungen Wäldern zahlreicher und prominenter anzutreffen.Aber im Laufe der Zeit begannen die Kirschrindeneichen dank der aneinanderstoßenden Bäume an den Stellen, die durch abgeriebene Amberzweige frei geworden waren, stärker zu werden.Schließlich verdrängte die Eiche den zurückgehenden Amberbaum und kam zu sich dominieren das Blätterdach des Waldes.

Von oben nach unten verwalten

Die Waldumgebung verändert sich ständig und wird von vielen Faktoren beeinflusst, von Insektenbefall und Pflanzenkrankheiten bis hin zum Klimawandel und Naturkatastrophen.Der physikalische Kronenabrieb zwischen Arten ist nicht so gut verstanden wie einige dieser anderen Belastungen, trägt aber eindeutig zur Entwicklung vielfältiger Laubwälder mit gemischten Arten bei.

Unsere Forschung legt nahe, dass, wenn der Kronenabrieb die Kronengröße und das Wachstum schneller wachsender Arten verringert, langsamer wachsende, kräftigere Arten entstehen und stärker hervortreten können.Diese Erkenntnis kann Wissenschaftlern und Förstern dabei helfen, gesunde, produktive Wälder zu entwickeln und zu bewirtschaften.