Hurrikane sind dafür bekannt, die Äste und Blätter von Bäumen abzureißen, aber einige Arten sind in der Lage, diesen Schaden zu bekämpfen, indem sie für das Überleben optimierte Ersatzblätter anbauen. nach einer neuen Studie.

In der Studie konzentrierten sich Forscher der Clemson University auf die tropischen Trockenwälder in Puerto Rico, nachdem der Hurrikan Maria - die schlimmste Naturkatastrophe, die jemals das US-Territorium getroffen hatte - zahlreiche Bäume ihrer Fähigkeit beraubt hatte, Licht zu absorbieren und zu wachsen.

Die Forschung findet zu einem Zeitpunkt statt, an dem der Klimawandel die Häufigkeit und Intensität von Wirbelstürmen in der Karibik voraussichtlich erhöhen wird, so die Forscher, was die Biodiversität der tropischen Trockenwälder insgesamt gefährdet.

"Tropische Trockenwälder in der Karibik erweisen sich als hervorragende Fallstudien zur Untersuchung der Wechselwirkung von zunehmender Dürre und Hurrikanstörung auf die Waldgesundheit und bieten hoffentlich Einblicke, die wir auf andere Wälder auf der ganzen Welt anwenden können." Tristan Allerton, Doktorandin am Belle W. Baruch-Institut für Küstenökologie und Forstwissenschaft in Clemson, der die Forschungsergebnisse auf der Jahreskonferenz der British Ecological Society.

Blätter messen

Um herauszufinden, ob Bäume Hurrikanschäden kompensieren konnten, indem sie die Ressourcen in neu produzierten Blättern verstärkten, gingen die Forscher in den Guánica State Forest im Südwesten von Puerto Rico, um 13 der dominantesten Baumarten zu untersuchen.

Dieses Gebiet „umfasst eines der besten Parzellen heimischer Trockenwälder in der Karibik“, so Allerton.

Da der Regen hier extrem unberechenbar ist und der Wald auf porösem Kalkstein eines uralten Korallenriffs liegt, das schnell Wasser aufnimmt, sind die Bäume bereits für die unvorhersehbare Verfügbarkeit von Wasser geeignet, erklärte er.

"Die karibischen Trockenwälder befinden sich am äußersten Ende des Niederschlagsgefälles und weisen unregelmäßigere und weniger Gesamtniederschläge auf als die Trockenwälder auf dem Festland", sagte Allerton. „Aus diesem Grund weisen karibische Trockenwälder auch im Vergleich zu anderen Wäldern eine ungewöhnlich hohe Ressourceneffizienz auf.“

Die Forscher untersuchten die Blätter ein, acht und 12 Monate nach dem Hurrikan Maria, und verglichen sie mit Blättern, die vor der Katastrophe gesammelt wurden.

Bäume sind auf den Gasaustausch durch ihre Blätter angewiesen, indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre sammeln, um es in Energie umzuwandeln, und gleichzeitig versuchen, den Wasserverlust zu minimieren.

Um die Blattgaswechselraten von Bäumen zu messen, befestigten die Forscher an mehreren Stellen des Tages einen Sensor an neuen Blättern. Darüber hinaus beobachteten sie, wie die Formen und Strukturen der neu hergestellten Blätter eine Rolle bei der Gasentnahme aus der Atmosphäre spielen.

Allgemeine Feststellungen

In ihren vorläufigen Befunden stellten die Forscher fest, dass 11 aus den 13-Artenstudien nach Hurrikan Maria viel höhere Kohlendioxid-Mengen aufgenommen hatte.

Darüber hinaus hatten viele Schlüsselmerkmale ihrer Blätter verändert, z. B. die Vergrößerung der Blattfläche im Verhältnis zur Blattbiomasse. Mit anderen Worten, Bäume konnten die gleiche Menge Licht einfangen und gleichzeitig weniger Energie für die Blattproduktion aufwenden.

Es kann jedoch „Gewinner und Verlierer“ in diesem Prozess geben, da die Ergebnisse darauf schließen lassen, dass Laubfische stärker als immergrüne Arten reagieren, so Allerton.

Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass immergrüne Pflanzen im Laufe der Zeit ihren Schirm langsam ersetzen, anstatt während der Jahreszeit alle Blätter zu verlieren, was bei der Blattregeneration zu mehr Stress führen kann.

Im Allgemeinen zeigten die Daten eine große Variation in den Antworten zwischen allen gemessenen Baumarten.

"Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass Trockenwaldarten ein großes Spektrum an Blattgewohnheiten aufweisen (einige Arten sind sehr deutlich entweder laubwechselnd oder immergrün, die meisten Arten sitzen jedoch irgendwo in der Mitte dieser Charakterisierung)", sagte Allerton.

Fortsetzung der Studie

In der nächsten Forschungsphase werden weitere potenzielle Faktoren untersucht, die bestimmen, wie eine Art auf Hurrikane reagiert.

"Nachdem ein Hurrikan einen Wald getroffen hat, sind einige Baumarten darauf spezialisiert, sich aus Samen zu regenerieren, während andere wieder keimen", sagte Allerton. "Wenn sich ein Baum auf das Sprießen spezialisiert hat, kann er diese Strategie verwenden, um schnell neue Blätter aus neuen Sprossen zu erzeugen, um den Blattverlust im oberen Baldachin auszugleichen."

Darüber hinaus möchten die Forscher ihre Ergebnisse mit Daten verknüpfen, die in den nachfolgenden Trockenperioden nach dem Hurrikan Maria über das Überleben und das Wachstum von Bäumen gesammelt wurden.

"Unter normalen Umständen ist die Baumsterblichkeit während der Trockenzeit am höchsten, wenn die Bedingungen am stressigsten sind", sagte Allerton. „Wenn es unserer Arbeit zufolge im Falle eines Hurrikans Gewinner und Verlierer gibt, wird sich dies möglicherweise auch darin widerspiegeln, welche Arten in der Lage sind, die stressigen Trockenzeiten nach dem Hurrikan zu überstehen.“

Warum es wichtig ist

Wenn, wie diese ersten Ergebnisse zeigen, einige Baumarten sich besser an Hurrikanschäden anpassen können als andere, kann die tropische Trockenwaldvielfalt langfristig abnehmen.

"Da sich viele Pflanzenarten in der Karibik isoliert von ihren Gegenstücken auf dem Festland entwickelt haben, ist die Anzahl der einzigartigen endemischen Arten in dieser Region ungewöhnlich hoch", sagte Allerton. "Daher besteht die Gefahr, dass viele einzigartige Endemiten, die nirgendwo sonst auf der Erde zu finden sind, im Laufe der Zeit verschwinden könnten."

Darüber hinaus sind karibische Wälder ein wichtiger Lebensraum für Zugvögel, die zwischen Nord- und Südamerika reisen, und Änderungen in der Pflanzenvielfalt könnten negative Auswirkungen haben.

"Veränderungen in der Pflanzenvielfalt in der Karibik werden sich nachteilig auf die Vogelpopulationen auswirken, die wir üblicherweise auf dem US-amerikanischen Festland sehen und die auf ihren Wanderwegen auf diese Lebensräume als Unterschlupf und Nahrung angewiesen sind", sagte Allerton.

Jüngere Generationen einbeziehen

Die Vereinigten Staaten verfügen über einige weltweit einzigartige Ökosysteme und der tropische Trockenwald in Puerto Rico ist unter ihnen, erklärte Allerton.

Dieser einheimische tropische Trockenwald befindet sich in einem relativ guten Zustand im Vergleich zu anderen im Land vorkommenden Gebieten wie Hawaii und Florida. Daher ist er ein wichtiger Ort für die jüngeren Generationen, um sie zu schätzen und zu schützen.

"Aus naturgeschichtlicher Sicht ist es äußerst wichtig, dass die jüngeren Generationen verstehen, wie wichtig es ist, eine derart wertvolle Ressource angesichts der heutigen Bedrohungen zu schützen", sagte Allerton.

Unglücklicherweise, so Allerton, sind Trockenwälder eher die vergessenen Wälder der Tropen, die weit weniger Forschung und Aufmerksamkeit erhalten als die mystischeren tropischen Regenwälder, aber sie sind gleichermaßen bedroht.

"Die Einbeziehung jüngerer Generationen wird für den Schutz dieser Wälder als große Kohlenstoffspeicher sowie als naturhistorische Museen von entscheidender Bedeutung sein", sagte er.