Dem Sterben der Bäume auf der Spur

Als Anfang der 1980er Jahre mancherorts auf grösseren Flächen Weisstannen und andere Baumarten Anzeichen von Krankheit und Schwäche zeigten, waren viele Forstleute und Forschende zunächst ziemlich ratlos. Als Ursache wurde der «saure Regen» vermutet: Schwefelhaltige Abgase, die mit dem Regen in den Wald gelangten, die Bäume schwächten.

Das von Medien ausgerufene grossflächige «Waldsterben» blieb dann allerdings aus. Öffentlichkeit und Wissenschaft erkannten jedoch, dass die Gesundheit vieler Bäume schlecht war. Und dass es darum dringend notwendig war, den Schadstoffausstoss zu reduzieren und auch langfristig die Stoffeinträge in Wälder und den Zustand der Bäume zu überwachen. Europaweit starteten Monitoringprogramme wie die von der WSL durchgeführte Sanasilva-Inventur und die Langfristige Waldökosystemforschung LWF.

Bester Hinweis auf die Baumfitness

Als Merkmale für die Baumgesundheit dienten je nach Fragestellung verschiedene Aspekte: Allen voran der Blattverlust in den Baumkronen, die sogenannte Kronenverlichtung, aber auch die Jahrringdicke oder der Massenzuwachs eines Baumes. All diese Indikatoren zeigten jedoch nicht zuverlässig die Baumgesundheit an, bemängelt nun ein Forschertrio um Paolo Cherubini, Jahrringforscher an der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL in einem Hintergrundbericht in Current Forestry Reports. «Auch 50 Jahre nach dem «Waldsterben» fehlt noch ein klares, universell akzeptiertes Konzept, mit dem sich die Baumvitalität oder die Waldgesundheit beurteilen lassen», schreiben sie.

Sie schlagen als «Fieberthermometer» Analysen der biochemischen Zusammensetzung von Jahrringen vor. «Jahrringe sagen nicht nur etwas über das Baumwachstum in der Vergangenheit aus, sondern auch über die physiologischen Prozesse, die im Baum abgelaufen sind», erklärt Cherubini. Diese unterscheiden sich je nach Umweltbedingungen in der Wachstumsphase des Jahrrings.

Umweltstress in den Jahrringen gespeichert

Die vorgeschlagenen Analysen nutzen den Umstand, dass im Kohlendioxid (CO2), das Pflanzen aus der Luft aufnehmen, verschieden schwere Varianten von Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) vorkommen. Diese sogenannten Isotope lagern sich in unterschiedlichen Mengen im Holz ab, je nachdem, wie gut der Baum Fotosynthese betreiben kann. Bei starker Trockenheit etwa schliessen sich die Spaltöffnungen in den Blättern, durch die der Baum «einatmet», damit nicht zu viel Wasser verloren geht. Eine Isotopenanalyse kann dieses chemische Ungleichgewicht nachweisen.

Die Isotopenverhältnisse variieren aufgrund von Faktoren wie Lichtverhältnissen, Temperatur, Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit, werden aber auch durch Krankheiten, Schädlingsfrass, Klimaextreme oder Schadstoffbelastung beeinflusst. Da Holz in unserer Klimazone in Jahrringen wächst, lassen sich diese Einflüsse weit zurückdatieren. «Wir können damit rekonstruieren, ob ein Baum in der Vergangenheit Umweltstress erlebt hat», erklärt Cherubini. Die Kosten für diese Analysen seien in den letzten Jahren stark gesunken. «Wir empfehlen deshalb, die Isotopenanalyse von Jahrringen in Zukunft in die Überwachungsprogramme der Waldgesundheit zu integrieren.»

Bei den Verantwortlichen für die Monitoringprogramme an der WSL stösst die Forderung auf offene Ohren, aber auch auf ein paar Vorbehalte. Um rasch abzuschätzen, wie es Bäumen geht, seien Kronenverlichtung und Baumsterblichkeit aussagekräftig und kostengünstig zu erfassen, erklärt Peter Brang, der sich seit den 1990er Jahren intensiv mit der Definition von Baumgesundheit beschäftigt. Arthur Gessler, der als Biogeochemiker in der LWF arbeitet, fügt hinzu: «Jahrringisotope sind eine sehr gute, ergänzende Messgrösse, um die Vitalität von Bäumen zu bestimmen.» Sie könnten andere Analysen aber nicht ersetzen. Offene Fragen seien etwa, wie gut die Entnahme von Jahrringbohrkernen europaweit standardisiert werden kann, damit die Daten vergleichbar sind, und ob die Kosten nicht trotzdem zu hoch sind.

Cherubinis Fazit ist, dass Isotopen-Untersuchungen von Jahrringen vielversprechende Anzeiger für die Vitalität von Bäumen sind und Rückschlüsse darauf erlauben, weshalb es Bäumen gut oder schlecht geht. Sie hätten zudem den grossen Vorteil, einen Rückblick in die Vergangenheit zu erlauben.