Baumringbreite und aus δ18O abgeleitete hydroklimatische Rekonstruktionen ermöglichen eine Unterscheidung zwischen Boden- und Atmosphärentrocknis in den Bergwäldern Nordost-Irans

Warum alte Bäume in trockenen Bergen wichtig sind

In großen Teilen Irans ist Wasser knapp, und Dürren werden länger und intensiver. In den hohen Bergen im Nordosten klammern sich robuste Wacholder an felsige Hänge und zeichnen diese veränderten Bedingungen still in ihrem Holz auf. Indem Wissenschaftler die feinen Linien und subtilen chemischen Spuren in ihren Ringen lesen, können sie eine 200-jährige Geschichte darüber entschlüsseln, wie verschiedene Arten von Trockenheit diese Wälder belastet haben und was das für ihre Zukunft bedeuten könnte.

Zwei Arten von austrocknendem Himmel

Nicht alle Dürren sind für einen Baum gleich. Die eine Art tritt auf, wenn der Boden austrocknet und die Wurzeln Schwierigkeiten haben, ausreichend Wasser aufzunehmen. Die andere entsteht, wenn die Luft ungewöhnlich trocken wird und Feuchtigkeit aus den Blättern saugt, selbst wenn der Boden noch etwas Wasser enthält. Die Studie konzentriert sich auf beide Stressformen in den halb ariden Hezar-Masjed-Bergen im Nordosten Irans, wo offene Wacholderwälder auf dünnen, steinigen Böden wachsen. Mithilfe begrenzter Wetterstationsdaten und globaler Dürreindikatoren verfolgten die Forscher bodenbezogene Trockenheit, beschrieben durch einen Klimaindex, der Niederschlag und Verdunstung kombiniert, sowie luftbezogene Trockenheit, gemessen als Stärke, mit der die Luft Wasser aus den Blättern zieht.

Was Jahresringe uns verraten können

Das Team entnahm Proben von fast fünfzig langlebigen Wacholdern entlang eines steilen Hangs, indem sie dünne Bohrkerne aus den Stämmen nahmen, ohne die Bäume zu töten. Aus jedem Kern maßen sie die Breite jedes Jahresrings, eine klassische Methode, um abzuschätzen, wie gut ein Baum in einem bestimmten Jahr gewachsen ist. Außerdem extrahierten und analysierten sie Sauerstoffisotope (δ18O) im Holz ausgewählter Bäume. Die relative Verteilung dieser Sauerstoffatome verschiebt sich abhängig davon, wie trocken die Luft ist, wenn der Baum neues Gewebe bildet. Breitere Ringe spiegeln vor allem wider, wie viel Wasser im Boden während der frühen Wachstumsperiode verfügbar war, während das Sauerstoffsignal erfasst, wie trocken die Luft während der gesamten Warmzeit ist. Durch den Aufbau zweier 200 Jahre langer Reihen – eine der Ringbreite und eine der Sauerstoffveränderungen – schufen sie ein detailliertes Bild früherer Wachstumsbedingungen.

Zwei Jahrhunderte Dürre erneut abspielen

Mithilfe moderner Klimadaten von 1984 bis 2020 als Orientierung bauten die Wissenschaftler statistische Verknüpfungen zwischen den Baumdaten und den beiden Dürremaßen auf. Die Sauerstoffwerte allein waren stark genug, um vergangene Veränderungen der trockenen Luftbedingungen während der warmen Monate nachzubilden. Kombinierten sie Ringbreite mit dem Sauerstoffsignal, konnten sie zudem einen wachszeitbezogenen Bodenfeuchteindex rekonstruieren, der widerspiegelt, wie viel Wasser die Bäume aus dem Boden ziehen konnten. Diese Rekonstruktionen zeigen über die vergangenen zwei Jahrhunderte hinweg häufige trockene Jahre, offenbaren aber auch besonders harte Phasen im späten 19. Jahrhundert, in Teilen des 20. Jahrhunderts und – am deutlichsten – in den letzten Jahrzehnten, während sich die Region erwärmt hat.

Welche Dürre Bäumen am stärksten schadet

Um zu sehen, wie Bäume reagierten, gruppierten die Forscher Jahre in drei Kategorien – schwere Dürre, moderate Dürre und keine Dürre – basierend auf Lufttrockenheit, Bodentrockenheit oder beiden zusammen. Anschließend verglichen sie Ringbreiten vor, während und nach diesen Jahren. Das Wachstum ging am stärksten zurück, wenn die Bodenfeuchte gering war, unabhängig davon, ob die Luft gleichzeitig ungewöhnlich trocken war. Jahre mit sowohl trockenem Boden als auch trockener Luft hatten beinahe ebenso starke Auswirkungen, während Jahre mit nur trockener Luft nur mäßige und kurzlebige Wachstumsrückgänge verursachten. Selbst nach schweren bodenbedingten Dürren erholten sich die meisten Bäume innerhalb von etwa zwei Jahren wieder auf nahezu normales Wachstum, was eine gewisse Widerstandsfähigkeit zeigt, aber auch verdeutlicht, wie häufig diese Wälder unter Stress stehen.

Was das für Bergwälder bedeutet

Die Studie zeigt, dass für Wacholderwälder im Nordosten Irans die zentrale Bedrohung nicht nur wärmere, trockenere Luft ist, sondern das langsame Versiegen von Feuchtigkeit in ohnehin flachen Bergböden. Lufttrockenheit wirkt als zusätzliche Belastung, wenn sie mit geringem Bodenwasser zusammenfällt und die Bäume näher an ihre Belastungsgrenzen bringt. In den letzten fünfzig Jahren hat der Anteil der intensivsten Dürrejahre zugenommen, besonders jener mit sehr trockener Luft. Für Landmanager und Gemeinden, die auf diese Wälder angewiesen sind, weist diese Arbeit darauf hin, dass Maßnahmen zum Schutz der Bodenfeuchte – etwa Erosionsminderung, Verbesserung der Bodenbedeckung und die Wahl dürreresistenter Arten – zentral sein werden, um diese hochgelegenen Wälder in einem sich erwärmenden Klima zu erhalten.

Zitation: Foroozan, Z.P., Mazaherifar, M.H., Aryal, S. et al. Tree-ring width and δ¹⁸O-derived hydroclimatic reconstructions allow a distinction between soil and atmospheric drought in the Mountain Forests of Northeastern Iran. Sci Rep 16, 15601 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52364-3

Schlüsselwörter: Jahresringe, Dürre, Wacholderwälder, Klima Iran, Bodenfeuchte