Bestandestemperaturdynamik als Zeiger für Produktivität, Phänologie, Wassernutzung und Stress von Grünland im globalen Wandel

Das Ziel von ClimGrassThermo war es, die individuellen und kombinierten Auswirkungen von Klimaerwärmung, erhöhtem CO2 und Sommertrockenheit auf die Bestandestemperatur von bewirtschaftetem montanem Grünland zu untersuchen. In einem multifaktoriellen Freilandexperiment (ClimGrass) in Raumberg-Gumpenstein wurden zwei kontinuierlich messende Wärmebildkameras installiert. Zusätzlich wurde eine mobile Kamera eingesetzt, um die wichtigsten Klimaszenarien repliziert untersuchen zu können. Die mit den Wärmebildkameras gemessenen Bestandestemperaturen zeigten eine gute Übereinstimmung mit Temperaturen, die mit Sensoren an der Blattunterseite dominanter Arten gemessen wurden. Die Bestandestemperaturen waren zum Höhepunkt der Dürre im Vergleich zu Kontrollflächen deutlich erhöht und am höchsten, wenn die Dürre unter zukünftigen Klimabedingungen auftrat, d. h. unter Erwärmung in Verbindung mit erhöhtem CO2. Dennoch überstiegen die Temperaturen nie einen Schwellenwert für Hitzestress, was auch durch Messungen der Chlorophyll-Fluoreszenz bestätigt wurde. Gleichzeitig war die stomatäre Leitfähigkeit der untersuchten Arten unter Trockenheit stark reduziert, insbesondere unter zukünftigen Bedingungen, was zu höheren Blatttemperaturen und einer geringeren Bestandesleitfähigkeit führte. Ein signifikanter Rückgang der Bruttoprimärproduktivität unter Dürre, der in einem künftigen Klima am stärksten ausgeprägt war, führte auch zu einer verringerten Wassernutzungseffizienz. Die Kombination aus Erwärmung und erhöhtem CO2 beschleunigte den Frühjahrsaufwuchs und erhöhte den Futterertrag vor allem im Frühjahr, aber auch während des Aufwuchses nach der Dürre. Dadurch wurden die verstärkten Verluste bei der Biomasseproduktion während der Dürre in einem künftigen Klima teilweise ausgeglichen. Aus dieser Studie lässt sich schließen, dass die für dieses montane Grünland getesteten Dürreszenarien im Sommer 2021 selbst bei Erwärmung in Kombination mit erhöhtem CO2 nicht zu kritischem Hitzestress führten. Es bleibt jedoch zu untersuchen, ob extremere Dürreereignisse in Kombination mit Hitzewellen zu kritischen Schwellenwerten für Wasser- und Hitzestress führen und die Resilienz von bewirtschaftetem Grünland verringern könnten.