Einleitung: Warum Wurzeltiefe für die Forstpraxis entscheidend ist
Wurzeln sind die unsichtbare Schnittstelle zwischen Baum und Boden. Über sie erschließen Bäume Wasser und Nährstoffe, und ihre Architektur entscheidet darüber, wie widerstandsfähig ein Bestand gegenüber Trockenheit und Nährstoffknappheit ist. Während oberirdische Baummerkmale wie Kronenarchitektur oder Blattfläche seit Jahrzehnten intensiv erforscht sind, blieb die Frage, wie sich Feinwurzeln über die gesamte Wurzeltiefe hinweg verändern, bislang weitgehend unbeantwortet. Genau hier setzt eine neue Studie an, die in der Fachzeitschrift The New Phytologist (2026) erschienen ist und erstmals systematisch die Variation von Feinwurzel-Eigenschaften über eine Profiltiefe von 380 Zentimetern bei vier mitteleuropäischen Baumarten untersucht.
Die Ergebnisse sind für die deutsche Forstwirtschaft besonders relevant, weil sie auf pleistozänen Sandböden Norddeutschlands durchgeführt wurde – also auf Standorten, die in weiten Teilen Brandenburgs, Niedersachsens und Mecklenburg-Vorpommerns vorherrschen. Wer versteht, wie sich die Wurzelstruktur mit der Tiefe verändert, kann gezielter entscheiden, welche Baumarten bei Klimaveränderungen langfristig tragen.
So wurde geforscht
Das Forschungsteam hat Buche (Fagus sylvatica), Traubeneiche (Quercus petraea), Waldkiefer (Pinus sylvestris) und Douglasie (Pseudotsuga menziesii) untersucht. Diese vier Baumarten unterscheiden sich grundlegend in ihrer Wurzelausbildung: Laubbäume mit Pfahlwurzeln wie die Eiche, Herzwurzler wie die Buche, Flachwurzler wie die Kiefer und Tiefwurzler wie die Douglasie. Damit repräsentieren sie das gesamte Spektrum der in deutschen Wäldern vorkommenden Wurzelsysteme.
Die Bäume standen auf einem typischen norddeutschen pleistozänen Sandstandort. Das gesamte Wurzelprofil wurde bis in 3,80 Meter Tiefe freigelegt und schichtweise beprobt. An jeder Tiefenstufe wurden morphologische und funktionale Eigenschaften der Feinwurzeln erfasst: die spezifische Wurzellänge (SRL), der Stickstoffgehalt der Wurzeln, die Wurzeldicke, die Gewebedichte und die Anzahl der Wurzelspitzen pro Längeneinheit. Zusätzlich wurden Bodenparameter wie Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit in jeder Tiefe gemessen, um die funktionalen Wurzelmerkmale mit den Standortbedingungen in Beziehung zu setzen.
Die wichtigsten Ergebnisse
Über alle vier Baumarten hinweg zeigte sich ein konsistentes Muster: Die Feinwurzeln folgen einer bogenförmigen Verteilung mit der Tiefe – nicht linear, wie oft angenommen. Im obersten Bodenhorizont bis etwa 50 Zentimeter Tiefe und im tiefsten Unterboden unter 300 Zentimeter wiesen die Wurzeln sogenannte akquisitive Eigenschaften auf: hohe spezifische Wurzellänge, hoher Stickstoffgehalt und viele Wurzelspitzen. Das deutet auf intensive Stoffwechselaktivität und ein hohes Potenzial zur Wasser- und Nährstoffaufnahme hin.
Im mittleren Bodenbereich zwischen 50 und 300 Zentimetern Tiefe zeigten die Wurzeln dagegen konservative Merkmale: dickere Wurzeln, dichteres Gewebe, weniger Wurzelspitzen. Diese Wurzeln sind auf Ausdauer und Strukturfestigkeit ausgelegt, nicht auf schnelle Exploration. Sie bilden gewissermaßen das stabile Rückgrat des Wurzelsystems, das den oberen und unteren akquisitiven Schichten Halt gibt.
Besonders bemerkenswert: Ektomykorrhiza-Pilzverbindungen, also die für Waldbäume typische Wurzelsymbiose, wurden über das gesamte Tiefenprofil hinweg nachgewiesen. Auch in 3,80 Metern Tiefe waren die Wurzeln noch von Mykorrhizapilzen besiedelt. Das stellt die ältere Annahme infrage, dass Mykorrhiza vor allem in den obersten Bodenschichten eine Rolle spielt – die Pilzpartner begleiten die Wurzeln offenbar in die Tiefe.
Für die Praxis folgt daraus: Bäume sind keine eindimensionalen Wurzelmaschinen. Sie wechseln ihre Strategie mit der Tiefe. Der Oberboden dient der schnellen Nährstoff- und Wasseraufnahme in Wachstumsphasen, der mittlere Unterboden der Verankerung und Speicherung, und der tiefe Unterboden wird in Trockenphasen aktiv als Wasserreservoir erschlossen. Wer diese Staffelung kennt, kann Pflanzverbände, Bodenbearbeitung und Düngung standortgerechter planen.
Was das für die Praxis bedeutet
Für Forstbetriebe in Norddeutschland bedeutet die Studie konkret: Die Einteilung des Wurzelraums in oberflächliche, mittlere und tiefe Schichten ist kein theoretisches Modell, sondern spiegelt sich in den funktionalen Eigenschaften der Wurzeln wider. Bei der Auswahl von Baumarten für klimaangepasste Wälder sollte daher nicht nur das oberirdische Wachstum, sondern auch die Fähigkeit zur Tiefendurchwurzelung eine Rolle spielen.
Die Douglasie als Tiefwurzler ist angesichts zunehmender Sommertrockenheit eine interessante Option auf gut wasserversorgten Standorten. Auf den ärmeren pleistozänen Sanden bleibt die Kiefer mit ihrem ausgedehnten Horizontalwurzelsystem eine bewährte Wahl, weil sie den Oberboden besonders intensiv erschließt. Buche und Eiche zeigen, dass auch heimische Laubbäume über ein differenziertes Tiefenprofil verfügen – ihre Anpassungsfähigkeit ist größer als lange angenommen.
Auch für die Bodenpflege ergeben sich Konsequenzen: Eine Bodenverdichtung im Oberboden schneidet die Bäume von der schnellen Nährstoffaufnahme ab, eine Störung im mittleren Unterboden kann die strukturelle Stabilität des Wurzelsystems schwächen. Die Studie unterstreicht, dass der gesamte Wurzelraum bis in mehrere Meter Tiefe forstlich relevant ist.
Was das für die Praxis bedeutet — Vertiefung
Über die einzelnen Baumarten hinaus liefert die Studie auch Hinweise auf die standörtliche Differenzierung der Wurzelstrategien. Auf den nährstoffarmen pleistozänen Sanden Norddeutschlands konkurrieren Bäume um Stickstoff und Phosphor in den obersten Dezimetern des Bodens, wo die Mineralisierungsprozesse am aktivsten sind. Das erklärt die hohe Wurzelspitzen-Dichte im Oberboden. In den tieferen Schichten, in denen Stickstoff kaum noch pflanzenverfügbar ist, tritt die Nährstofffunktion gegenüber der Wassererschließung in den Hintergrund. Die beobachtete Zunahme der Wurzeldicke und Gewebedichte in 50 bis 300 Zentimetern Tiefe deutet auf Wurzeln hin, die weniger auf Exploration als auf Langlebigkeit und Pilzsymbiose ausgelegt sind.
Für die waldbauliche Praxis eröffnen sich daraus mehrere Ansatzpunkte. Erstens: Die Förderung von Mykorrhiza-Pilzen im Oberboden, etwa durch Belassen von Totholz und Reisigmatratzen, zahlt direkt auf die Nährstoffaufnahme der Bäume ein. Zweitens: Bodenbearbeitung, die den Wurzelraum in den obersten 50 Zentimetern schützt, erhält die akquisitive Wurzelzone. Drittens: Bei Pflanzungen auf zuvor landwirtschaftlich genutzten Flächen, die in den letzten Jahren in vielen Bundesländern zugenommen haben, ist zu beachten, dass diese Böden häufig verdichtet sind und die natürliche Tiefendurchwurzelung behindern. Hier können Tiefenlockerungen oder Baumartenwahl den entscheidenden Unterschied machen, ob ein Jungbestand die erste Sommertrockenheit übersteht oder nicht.
Limitations & offene Fragen
Die Studie wurde auf einem einzigen Standorttyp durchgeführt: pleistozänen Sandböden in Norddeutschland. Wie sich die Muster auf Lehmböden, Tonen oder verwitterten Mittelgebirgsstandorten darstellen, bleibt offen. Auch der Einfluss unterschiedlicher Bestandesalter und waldbaulicher Behandlungen auf die Wurzeltiefenverteilung wurde nicht untersucht. Schließlich fehlt eine Verknüpfung mit konkreten Trockenstress-Szenarien – inwieweit die tiefe Wurzelzone tatsächlich in Dürrejahren den entscheidenden Wasservorrat sichert, müssen Folgeuntersuchungen klären.
Die Ergebnisse stehen im Einklang mit neueren Erkenntnissen zur vertikalen Wurzel-Plastizität und ergänzen diese durch die erstmals empirisch belegte bogenförmige Verteilung über vier Meter Tiefe. Die Stärke der Studie liegt in der Kombination aus artübergreifender Vergleichbarkeit und ungewöhnlich tiefer Beprobung. Für die forstliche Praxis liefert sie ein klareres Bild davon, was Wurzeltiefe tatsächlich bedeutet.
Quelle: 10.1111/nph.71263
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.