Einfluss von Diversität und Management auf die Evolution von Wäldern - TREEvolution

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katrin Heer; Dr. Christian Lampei; Professor Dr. Lars Opgenoorth; Dr. Mona Schreiber
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512413528

Wälder bedecken fast 40 % Europas und gehören zu den vielfältigsten und artenreichsten Lebensräumen in unserer Kulturlandschaft. Durch ihre biogeophysikalischen Rückkopplungen üben Wälder erheblichen Einfluss auf das regionale Klima aus und erbringen verschiedene Ökosystemleistungen. Extreme Wetterereignisse, wie die Frühjahrs- und Sommertrockenheit in den Jahren 2018 bis 2020 in Deutschland, bedrohen jedoch die Gesundheit und damit die Ökosystemfunktionen der Wälder in Mitteleuropa. Fagus sylvatica, die nach wie vor wichtigste Waldbaumart in Mitteleuropa, wies nach diesen Dürreperioden erhebliche Schäden auf. Es wurde jedoch schnell deutlich, dass selbst innerhalb der Bestände die Reaktionen der Bäume auf die Trockenheit sehr unterschiedlich ausfielen, wobei sich trockenheitsgeschädigte Bäume direkt neben gesunden Bäumen fanden, was auf einen genotypischen Hintergrund schließen lässt. Ein lebensgeschichtliches Merkmal, das den meisten Waldbäumen gemeinsam ist, ist die massive lebenslange Produktion von Samen in Verbindung mit großer genetischer Variation, was der natürlichen Selektion viele Möglichkeiten bietet auf die genetische Struktur der Baumpopulationen einzuwirken. Unter der Annahme, dass die Häufigkeit von Extremjahren zunimmt, würde eine solche Selektion sicherstellen, dass Buchenwälder in Zukunft besser an frühsommerliche Dürreereignisse angepasst sind. Mit der Verfügbarkeit eines Buchenreferenzgenoms auf Chromosomenebene und dem einzigartigen Versuchsaufbau der Biodiversitäts-Exploratorien planen wir die Dynamik der genomischen Diversität in Buchenpopulationen in verschiedenen Lebensstadien (Sämlinge, Jungbäume und ausgewachsene Bäume) in einer großen repräsentativen Stichprobe zu untersuchen, die alle Buchen-Versuchsflächen der Biodiversitäts-Exploratorien umfasst. Unser Ziel ist es, die demographischen Prozesse und die Gene, die der Selektion unterliegen, zu identifizieren und die Auswirkungen der Waldbewirtschaftung sowie des Jahres der Etablierung innerhalb der FOX-Experimente mit genomischen Sequenzierungsmethoden zu untersuchen. In Anbetracht der Vielzahl abiotischer und biotischer Umweltvariablen, die potenziell die auf Buchensämlinge und -schösslinge wirkende Selektion beeinflussen können, bieten die Biodiversitäts-Exploratorien ein perfektes Umfeld für TREEvolution, da eine große Menge an Daten aus früheren und laufenden Forschungsarbeiten an denselben Standorten verfügbar ist. Im Gegenzug werden wir genomweite Diversitätsinformationen für eine der Schlüsselarten in den Versuchsflächen liefern, in denen sie vorkommt. TREEvolution wird Einblicke in die evolutionäre Dynamik im jungen Baumalter geben, die die Widerstandsfähigkeit und Belastbarkeit unserer Wälder von morgen prägen. Das wird uns helfen zu verstehen, ob und wie schnell Buchenwälder den aktuellen klimatischen Veränderungen evolutionär folgen können und uns in die Lage versetzen, Waldbewirtschaftungsprozesse anzupassen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien