Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift ?Nature Communications? ver?ffentlicht wurde, zeigt, wie die r?umliche Anordnung von Baumarten die Funktion und Produktivit?t von Wald?kosystemen optimieren kann. Forschende des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversit?tsforschung (iDiv), der Universit?t Leipzig, der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena und des franz?sischen Forschungszentrums CNRS nutzten Daten aus Feldversuchen und fortschrittliche Computermodelle, um verschiedene Anpflanzungsstrategien miteinander zu vergleichen.

Die Simulationen umfassten unterschiedliche Anordnungen von Baumarten, darunter Block- und Mini-Block-Designs, Pflanzungen in Einzel- und Doppelreihen sowie zuf?llige Verteilungen. Als Grundlage dienten reale Daten aus dem BEF-China-Experiment (Biodiversity-Ecosystem Functioning), darunter Baumwachstumsmodelle, Laubfallmessungen und Studien zur Zersetzungsrate. Mit diesen Daten erstellten die Forschenden Modelle, wie sich die r?umliche Anordnung von Baumarten auf ?kosystemfunktionen wie das Wachstum der B?ume sowie Stickstoff- und Kohlenstoffkreisl?ufe auswirkt.

Zuf?llige Pflanzungen bieten viele ?kologische Vorteile

Die Forschenden fanden heraus, dass die Art und Weise, wie Baumarten in einem Wald angeordnet sind – in Gruppen oder zuf?llig, in Block- oder Reihenpflanzung – die Produktivit?t beeinflusst. Diese sogenannte r?umliche Heterogenit?t der Arten, also die Muster, in denen Arten innerhalb eines Waldes verteilt sind, wirkt sich darauf aus, wie die N?hrstoffe durch das ?kosystem zirkulieren.

?Die Erkenntnisse aus der Biodiversit?tsforschung zeigen seit Jahrzehnten, dass es? für Produktivit?t und Kohlenstoffspeicherung von Vorteil ist, wenn verschiedene Baumarten in Mischbest?nden angepflanzt werden”, erkl?rt der Erstautor Rémy Beugnon, Postdoc bei iDiv. ?Dieser Ansatz wird jedoch nur selten umgesetzt, was gr??tenteils daran liegt, dass es keine praktischen Leitlinien gibt, die den Zw?ngen der realen Forstwirtschaft Rechnung tragen.“

Die Modelle zeigen, dass eine zuf?llige Pflanzung die Biomasse der B?ume im Vergleich zu einer Anordnung in Gruppen um 11 Prozent erh?ht. Eine gleichm??igere Verteilung der Baumarten und somit auch? der herabgefallenen Bl?tter wirkt sich positiv auf die Verwertung von N?hrstoffen und organischem Material aus, so die Autoren.

Bei gr??erer r?umlicher Heterogenit?t konnte zudem mehr Kohlenstoff abgebaut werden: W?hrend bei Blockanordnungen nach neun Monaten 36,5 % des Kohlenstoffs abgebaut waren, konnten in Zufallsanordnungen 47,1 % abgebaut werden. Insbesondere die Reihenpflanzung – bei der abwechselnd Reihen verschiedener Baumarten verwendet werden – bot einen Mittelweg zwischen ?kologischem Nutzen und einfacher Waldbewirtschaftung. Hier waren nach neun Monaten 40,4 % des Kohlenstoffs abgebaut.

Ein weiterer Schlüsselfaktor ist die Vielfalt und die Zahl der Arten in einem bestimmten Waldbestand, unabh?ngig von deren Anordnung. W?lder mit einem breiten Artenspektrum zeigen einen h?heren Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf im Vergleich zu weniger vielf?ltigen W?ldern. Sie bieten ein vielf?ltigeres Ressourcenangebot für Zersetzer,was die Zersetzung f?rdert.

?Die Kombination aus experimentellen Analysen und Vorhersagemodellen k?nnte zur Bewertung verschiedener Waldbewirtschaftungs-Szenarien beitragen. Neben der Best?tigung dieser Ergebnisse durch praktische Versuchsreihen wird ein wichtiger n?chster Schritt darin bestehen, herauszufinden, wie allgemeingültig unsere Schlussfolgerungen sind und ob sie für verschiedene Waldtypen gelten“, erkl?rt Mitautor Benoit Gauzens von iDiv und der Universit?t Jena.

Die goldene Mitte: Reihenpflanzungen als Kompromiss

Mit Blick auf die Praxis weisen die Forschenden darauf hin, dass neben ?kologischen Vorteilen auch die Umsetzbarkeit in der Forstwirtschaft wichtig ist. W?hrend zuf?llige Bepflanzungen die besten ?kologischen Ergebnisse liefern – darunter mehr Biodiversit?t, verbesserte N?hrstoffkreisl?ufe und erh?hte Kohlenstoffbindung – bieten Reihenpflanzungen einen guten Kompromiss, die Arbeitsschritte wie das Ausdünnen und die Ernte vereinfacht.

Die Forschenden planen, ihre computergestützten Erkenntnisse durch langfristige Feldexperimente unter realen Bedingungen zu überprüfen. Solche Versuche k?nnten weitere Erkenntnisse dazu liefern, wie sich Baumartenvielfalt, r?umliche Anordnung und ?kosystemfunktionen gegenseitig beeinflussen, und zu neuen Ans?tzen für Wiederaufforstung und nachhaltige Forstwirtschaft beitragen.

?Diese Studie ist ein wichtiges Beispiel dafür, wie Grundlagenforschung in der Praxis umgesetzt werden kann“, sagt Nico Eisenhauer, Professor an der Universit?t Leipzig und Gruppenleiter am iDiv. ?Wir k?nnen die Biodiversit?t in W?ldern gezielt nutzen, wenn wir sie auf die richtige Weise anordnen. Zudem sehen wir, wie lokale Interaktionen zwischen B?umen, Mikroklima und Bodenbiodiversit?t dazu beitragen k?nnen, zahlreiche ?kosystemleistungen in W?ldern zu verbessern.”