Pathogen induced disturbance and succession in temperate forests: Evidence from a 100-year data set in southern Sweden

Major tree species are declining in many temperate forests due to changing disturbance regimes, including invasive pests and pathogens. We examined the interaction of secondary succession and Dutch elm disease in the Swedish temperate forest reserve Dalby Söderskog, based on five tree surveys made between 1909 and 2011. The forest is characterized by the coexistence of four major European tree species: wych elm (Ulmus glabra), European ash (Fraxinus excelsior), European beech (Fagus sylvatica) and pedunculate oak (Quercus robur). After protection of the forest in 1918, lack of disturbance mainly favoured elm, while the oak population declined due to mortality of old oaks and lack of regeneration. Dutch elm disease has caused high and continuous elm mortality since 1988. As a result, increased light availability at the forest floor favoured abundant regeneration of ash, beech, and lately also oak. The recent arrival of an invasive fungal pathogen causing ash dieback may once again change the course of succession. Open space emerging from loss of elm and ash in forest reserves may be used by reserve managers to favour oak regeneration and biodiversity of semi-open woodlands once lost during succession to closed forest. We conclude that winners and losers change places as an effect of invasive pathogens, resulting in unexpected successions and both losses and gains in valuable ecological niches and habitat structures in temperate broadleaf forests. Wichtige Baumarten sind derzeit in den Wäldern der gemäßigten Zonen stark rückläufig, vor allem aufgrund sich ändernder Störungsdynamik, einschließlich invasiver Schädlinge und Krankheitserreger. Wir untersuchten die Wechselwirkung von Sekundärsukzession und Ulmensterben in einem südschwedischen Naturwaldreservat (Dalby Söderskog), basierend auf fünf Bestandesinventuren zwischen 1909 und 2011. Der Wald wird durch die historische Koexistenz von Bergulme (Ulmus glabra), Esche (Fraxinus excelsior), Buche (Fagus sylvatica) und Stieleiche (Quercus robur) geprägt. Nach der Unterschutzstellung des Waldes im Jahr 1918 nahm vor allem die Ulme auf Kosten der sich nicht mehr verjüngenden Eiche zu. Seit 1988 hat jedoch das Ulmensterben den Ulmenbestand erheblich reduziert. Das dadurch wieder erhöhte Lichtangebot hat eine reichliche Verjüngung von Esche, Buche und zuletzt auch Eiche begünstigt. Die Ankunft des Eschentriebsterbens, einer neuartigen Pilzkrankheit, könnte allerdings erneut die Waldentwicklung in eine unvorhergesehene Richtung lenken. Der starke Rückgang der Ulme und eventuell auch der Esche bedeutet einen schwerwiegenden Verlust von Lebensraum, vor allem für epiphytische Moose und Flechten, die nur teilweise auf den verbleibenden Eichen und Buchen wachsen können. Große Bestandeslücken aufgrund von Ulmen- und Eschensterben sollten allerdings genutzt werden, um die Eichenverjüngung und die Entwicklung anderer wertvoller Habitatstrukturen halboffener Lebensräume zu fördern, die im Laufe des 20. Jahrhunderts in vielen geschützten Wäldern verloren gegangen sind.