UW Professor Receives $1M Grant to Study How Forests Recover Naturally

UW-Professor erhält Zuschuss von 1 Million US-Dollar, um zu untersuchen, wie sich Wälder auf natürliche Weise erholen

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LARAMIE – Ein Professor der University of Wyoming hat ein Stipendium des US-Energieministeriums (DOE) erhalten, um zu untersuchen, wie sich Wälder in den Rocky Mountains in Nordamerika – mit Hilfe von Feuchtgebieten – nach Störungen wie Dürre, Insektenausbrüchen und Waldbränden auf natürliche Weise erholen.

Ye Zhang vom Department of Geology and Geophysics der UW erhielt kürzlich einen DoE-Zuschuss in Höhe von 1 Million US-Dollar für ihr Projekt mit dem Titel „Grundwassergestützte Vegetationsrefugien als Mechanismus der Waldwiederherstellung in einer Wasserscheide in den Rocky Mountains, die von Laufbränden betroffen ist“. Die vom DOE Office of Biological and Environmental Research angekündigte Förderung begann am 21. September und läuft bis zum 31. August 2025.

Andrew Parsekian, außerordentlicher Professor für Geologie und Geophysik an der UW, und Brent Ewers, Professor und Leiter der Abteilung für Botanik der UW, werden als Co-Hauptforscher fungieren und mit Zhang an dem Projekt mit Xiaonan Tai, einem Assistenzprofessor für Biologie, zusammenarbeiten Naturwissenschaften und Experte für Ökohydrologie-Modellierung am New Jersey Institute of Technology.

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Die Forschungsergebnisse werden dazu beitragen, effektive Land- und Waldbewirtschaftungspraktiken und -strategien nach der Störung im Medicine Bow National Forest im Südosten von Wyoming zu informieren und anderen betroffenen Wäldern in der Rocky Mountain-Region zu helfen.

„Wenn wir die Gründe finden, warum einige Feuchtgebiete aktiv waren oder sind, um Wäldern nach einer oder mehreren Störungen zu helfen, sich zu regenerieren, dann müssen diese Feuchtgebiete überwacht, geschützt und möglicherweise verbessert werden“, erklärt Zhang. „Auf diese Weise können wir hoffen, die Effizienz der Waldbewirtschaftungspraktiken durch gezielten Schutz zu maximieren.“

Wenn zwei Störungen nacheinander auftreten – wie z. B. Borkenkäfer, gefolgt von einem Lauffeuer – ist ein natürliches Regenerationswachstum nicht garantiert. Zum Beispiel brannte das Mullen-Feuer von 2020, das mehr als einen Monat lang im Medicine Bow National Forest wütete, über Bäumen, die nach einer Borkenkäferepidemie seit mehr als einem Jahrzehnt tot waren. Infolgedessen wurde festgestellt, dass die Baumregeneration lückenhaft ist: Einige verbrannte Bereiche regenerieren sich schnell, andere Bereiche nicht.

„Im Medicine Bow National Forest haben wir festgestellt, dass gesunde und ausgewachsene Bäume, die das Feuer überstanden haben, nun Samen zur Wiederbesiedlung der betroffenen Gebiete liefern“, sagt Zhang über ihre nicht finanzierte Feldarbeit nach dem Mullen-Feuer. „Die Bäume, die die Waldregeneration vorantreiben, sind jedoch nicht überall zu finden, sondern konzentrieren sich eher auf Waldgebiete, die als ‚Waldrefugien‘ bezeichnet werden.“

Ein wichtiges Waldrefugium im Medicine Bow National Forest und in den Rocky Mountains im Allgemeinen sind Bergfeuchtgebiete mit flachen Grundwasserspiegeln und hoher Bodenfeuchtigkeit. Durch die Untersuchung des Alters der Bäume stellten Zhang und ihre Co-Hauptforscher fest, dass diese Feuchtgebiete geschützte Bäume haben, die eine Samenquelle gegen viel frühere Störungen darstellen. Infolgedessen hilft dies den Wäldern, sich nach jedem Vorfall zu erholen, sagt sie.

„Viele dieser Feuchtgebiete grenzen nicht an Bäche oder Seen, sondern werden stattdessen vom Grundwasser gespeist, das durch Boden und Grundgestein im Untergrund fließt, oft entlang des topografischen Gefälles“, sagt Zhang. „Da das Grundwasser nicht sichtbar ist, wissen wir sehr wenig darüber, wie es Feuchtgebiete und dann die angrenzende Hochlandvegetation unterstützt.“

Mit diesem DOE-Zuschuss, sagt Zhang, ist das Ziel, die Standorte der Feuchtgebiete im Medicine Bow National Forest zu kartieren, die die Waldregeneration nach dem Brand aktiv unterstützen.

„Durch die Überwachung von Grundwasser- und Vegetationsprozessen an diesen Feuchtgebieten wollen wir auch verstehen, wie und unter welchen Bedingungen Grundwasser die Walderholung vorantreibt“, sagt Zhang. „Darüber hinaus könnten einige Bergfeuchtgebiete, die derzeit Waldzufluchtsorte sind, angesichts prognostizierter Dürren in naher Zukunft trockener werden, was ihre Rolle bei der Unterstützung des Waldes verringern könnte. Andere Feuchtgebiete, die derzeit zu nass sind, um Bäume zu tragen, könnten sich für die Aufnahme von Setzlingen eignen und so in Zukunft neue Flüchtlinge bilden.“

Laut Zhang soll das Stipendium voraussichtlich drei UW-Doktoranden im UW-Hydrologiewissenschaftsprogramm aus den Abteilungen Geologie, Geophysik und Botanik sowie eine Reihe von Feld- und Laborassistenten im Grundstudium unterstützen. Darüber hinaus unterstützt das Stipendium einen Doktoranden bei der Arbeit mit Tai.

„Obwohl wir die Zukunft nicht genau vorhersagen können, werden wir in dieser Studie gesammelte Feldmessungen verwenden, um ein ökohydrologisches Modell zu kalibrieren, um die aktuellen Hydrologie- und Vegetationsbedingungen an den Refugien des Medicine Bow National Forest zu replizieren, die wir kartieren werden“, sagt Zhang. „Dann werden wir dieses Modell mit einer Reihe von prognostizierten Klimaszenarien für die Region vorantreiben, um die oben genannten Ideen zu testen.“

Die Ergebnisse der Forschung könnten von Forstmanagern, dem US Forest Service, dem US Geological Survey und Naturschutzorganisationen verwendet werden, sagt sie.

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