Waldbiodiversität

Vielfältige Baumpflanzungen fördern Ökosystemleistungen

Eine neue Studie, die in „Nature Communications“ veröffentlicht wurde, zeigt, wie die räumliche Anordnung von Baumarten die Funktion und Produktivität von Waldökosystemen optimieren kann. Die Forschenden nutzten Daten aus Feldversuchen und fortschrittliche Computermodelle, um verschiedene Anpflanzungsstrategien miteinander zu vergleichen.

von iDiv/Redaktion erschienen am 24.07.2025

Blockpflanzungen wie diese wirken effizient, doch Forschungen zeigen, dass vielfältigere und zufälligere Anordnungen die Produktivität und Gesundheit von Wäldern steigern. © M. Silva

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Die Simulationen umfassten unterschiedliche Anordnungen von Baumarten, darunter Block- und Mini-Block-Designs, Pflanzungen in Einzel- und Doppelreihen sowie zufällige 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 räumliche Anordnung von Baumarten auf Ökosystemfunktionen wie das Wachstum der Bäume sowie Stickstoff- und Kohlenstoffkreisläufe auswirkt.

Die Forschenden fanden heraus, dass die Art und Weise, wie Baumarten in einem Wald angeordnet sind – in Gruppen oder zufällig, in Block- oder Reihenpflanzung – die Produktivität beeinflusst. Diese sogenannte räumliche Heterogenität der Arten, also die Muster, in denen Arten innerhalb eines Waldes verteilt sind, wirkt sich darauf aus, wie die Nährstoffe durch das Ökosystem zirkulieren. Die Modelle zeigen, dass eine zufällige Pflanzung die Biomasse der Bäume im Vergleich zu einer Anordnung in Gruppen um 11 % erhöht. Eine gleichmäßigere Verteilung der Baumarten und somit auch der herabgefallenen Blätter wirkt sich positiv auf die Verwertung von Nährstoffen und organischem Material aus, so die Autoren.

Bei größerer räumlicher Heterogenität konnte zudem mehr Kohlenstoff abgebaut werden: Während bei Blockanordnungen nach neun Monaten 36,5 % des Kohlenstoffs abgebaut waren, konnten in Zufallsanordnungen 47,1 % abgebaut werden.

Ein weiterer Schlüsselfaktor ist die Vielfalt und die Zahl der Arten in einem bestimmten Waldbestand, unabhängig von deren Anordnung. Wälder mit einem breiten Artenspektrum zeigen einen höheren Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf im Vergleich zu weniger vielfältigen Wäldern. Sie bieten ein vielfältigeres Ressourcenangebot für Zersetzer, was die Zersetzung fördert.

Reihenpflanzungen als Kompromiss

Mit Blick auf die Praxis weisen die Forschenden darauf hin, dass neben ökologischen Vorteilen auch die Umsetzbarkeit in der Forstwirtschaft wichtig ist. Während zufällige Bepflanzungen die besten ökologischen Ergebnisse liefern – darunter mehr Biodiversität, verbesserte Nährstoffkreisläufe und erhöhte Kohlenstoffbindung –, bieten Reihenpflanzungen einen guten Kompromiss, der Arbeitsschritte wie das Ausdünnen und die Ernte vereinfacht.

Die Forschenden planen, ihre computergestützten Erkenntnisse durch langfristige Feldexperimente unter realen Bedingungen zu überprüfen. Solche Versuche könnten weitere Erkenntnisse dazu liefern, wie sich Baumartenvielfalt, räumliche Anordnung und Ökosystemfunktionen gegenseitig beeinflussen, und zu neuen Ansätzen für Wiederaufforstung und nachhaltige Forstwirtschaft beitragen.