Föhrenverjüngung: Plastizität und Akklimatisation in einem trockeneren Klima
Zunehmende Sommertrockenheit könnte die natürliche Verjüngung von Waldföhrenbeständen in den Tieflagen des Rhonetals gefährden. Gartenexperimente am Fuss der Felsensteppe haben gezeigt, dass Keimung und Etablierung der Waldföhre vor allem durch ausbleibende Frühjahrsniederschläge und in geringerem Masse durch Sommertrockenheit oder steigende Temperaturen limitiert sind. Die Keimlinge reagierten rasch auf Trockenperioden, indem sie das Wurzelwachstum auf Kosten des Sprosswachstums steigerten. Im zweiten Jahr waren die Sämlinge bereits gegen Trockenheit gewappnet, sodass eine ausgedehnte Frühjahrs- und Sommertrockenheit, wie sie in Sion in den letzten 154 Jahren zwölfmal vorkam, nur zu minimer Mortalität führte. Erst eine lange Sommerdürre – kein Wasser von Juni bis September – liess 14.7% der Waldföhrensämlinge absterben. Erstaunlicherweise konnten sich die überlebenden Individuen jedoch selbst an solch extreme Trockenheit akklimatisieren. Nach einer wiederholten Sommerdürre im dritten Jahr sank die Mortalität auf unter 5%. Generell reagierten die Waldföhrensämlinge sehr plastisch, d.h., sie passten ihren Wuchs den gegebenen Umweltbedingungen an. Eine genetische Anpassung war ebenfalls festzustellen: Waldföhren aus Gebieten mit ausgeprägter Sommertrockenheit, darunter jene aus den Tieflagen des Rhonetals, produzierten in allen Behandlungsvarianten mehr Biomasse als solche aus feuchteren Regionen. Die Schwarzföhren reagierten ähnlich wie die Waldföhren, wuchsen jedoch schneller und überlebten die erste Sommerdürre deutlich zahlreicher. Diese Resultate zeigen, dass die Waldföhren der Tieflagen des Rhonetals zu den trockenresistentesten Herkünften Europas gehören. Dank ihrer Plastizität und ihrer Fähigkeit, sich in kurzer Zeit an Trockenheit anzupassen, dürfte natürliche Verjüngung in den Tieflagen des Rhonetals auch in Zukunft stattfinden, wenn auch vielleicht seltener als heute.
Increasing summer drought might limit the natural regeneration of Scots pine stands at low elevations of the Rhone valley. Common garden experiments at the forest-steppe ecotone have shown that emergence and establishment of Scots pine primarily depend on spring precipitation and, to a minor degree, on summer drought and rising temperatures. Scots pine seedlings acclimated rapidly to drought periods by favouring root to shoot growth. In the second year, the saplings were already adapted to drought so that most of them survived an extended spring and summer drought, as recorded at Sion twelve times during the last 154 years. Only an extreme summer drought – no water from June to September – killed 14.7% of the Scots pine saplings. Surprisingly, they were even able to acclimate to such extreme drought events: after the same extreme summer drought in the third year, mortality dropped below 5%. In general, the Scots pine was very plastic, i.e. seedlings and saplings changed their phenotype depending on environmental conditions. But we also found genetic adaptation: Scots pine originating from regions with pronounced summer drought, including populations from lower elevations in the Rhone valley, produced more biomass than those from moister regions in all treatment combinations. Black pine reacted similarly to the treatments like Scots pine, but it grew faster and more saplings survived the first extreme summer drought. These results show that Scots pine from low elevations of the Rhone valley is one of the most drought-tolerant provenances in Europe. Thanks to its high phenotypic plasticity and the ability of seedlings and saplings to acclimate to drought on a short time scale, natural regeneration of Scot pine at low elevations of the Rhone valley is likely to occur also under future conditions, but maybe less frequent than today.