An der oberen Waldgrenze der Alpen, wo Bäume nur noch vereinzelt zwischen Latschen und Fels wachsen, entscheidet das Klima jeden Sommer neu, ob ein Baum wächst oder nicht. Eine neue Untersuchung aus fünf Alpenregionen zeigt, dass sich die beiden dominanten Nadelbäume dieser Ökotonzone, die Europäische Lärche (Larix decidua) und die Zirbe (Pinus cembra), unter steigender Klimaerwärmung zunehmend unterschiedlich verhalten. Während die Lärche vor allem von steigenden Temperaturen profitiert, gerät die Zirbe dort unter Druck, wo es trockener wird. Die Ergebnisse haben unmittelbare Bedeutung für die zukünftige Waldzusammensung an der alpinen Waldgrenze und für die Frage, welche Baumarten bei fortschreitender Erwärmung an ihre Grenzen stoßen.
Hintergrund
Die Waldgrenze in den Alpen gehört zu den am besten untersuchten Ökotonen Europas. Hier reagieren Bäume besonders empfindlich auf Klimaschwankungen, weil am oberen Rand ihres Vorkommens Wachstum und Überleben eng an wenige Sommermonate mit ausreichend Wärme und Feuchtigkeit gebunden sind. In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die Waldgrenze in vielen Alpenregionen nach oben verschoben, verursacht durch steigende Temperaturen und längere Vegetationsperioden. Offen war bisher, ob beide Hauptbaumarten, die Europäische Lärche und die Zirbe, von dieser Entwicklung gleichermaßen profitieren, oder ob sich ihre Wachstumsdynamik bereits auseinanderentwickelt hat. Genau diese Frage steht im Zentrum der neuen Studie, die Daten aus drei verschiedenen Alpenregionen mit deutlich unterschiedlichen Feuchtigkeitsregimen zusammenführt.
So wurde geforscht
Das Forschungsteam analysierte Holzproben von beiden Baumarten an fünf Standorten entlang der alpinen Waldgrenze in drei Regionen mit unterschiedlichem Niederschlags- und Trockenheitsregime: feuchtere Lagen im Westen, mittlere Verhältnisse im zentralen Alpenraum und trockenere Standorte im Osten. Pro Standort und Art wurden Stammscheiben entnommen und im Labor dendrochronologisch aufbereitet. Neben den klassischen Jahrringbreiten erfassten die Forschenden zwei holzanatomische Merkmale: die Querschnittsfläche der Frühholzzellen (EWLA) und die Spätholz-Zellwanddicke (LWCWT). Aus den Jahrringbreiten berechneten sie den basalen Flächenzuwachs (BAI) als Standardmaß für die jährliche Biomasseproduktion. Anschließend wurden Klimakorrelationen, Zeigerjahre und langfristige Wachstumstrends getrennt für jede Art und jeden Standort ausgewertet. Ergänzend kamen verallgemeinerte additive gemischte Modelle (GAMMs) zum Einsatz, um artspezifische Klimaeffekte von strukturellen Einflüssen zu trennen.
Was die Daten zeigen
Die Ergebnisse zeichnen ein klares Bild zweier sehr unterschiedlicher Strategien. Die Lärche zeigte über alle Standorte hinweg konsistent positive Trends beim basalen Flächenzuwachs, bei der Frühholz-Zellfläche und bei der Spätholz-Zellwanddicke. Sie reagiert damit direkt auf die steigenden Temperaturen und verlängerte Vegetationsperiode und nutzt das zusätzliche Wachstumsfenster effizient aus. Die Zirbe verhielt sich demgegenüber deutlich uneinheitlicher: An feuchten Standorten zeigte sie stabile bis leicht positive Wachstumstrends, an trockeneren Standorten blieben die Trends stabil oder gingen leicht zurück. Beim Holzaufbau waren die artspezifischen Unterschiede noch ausgeprägter: Die Zirbe investiert stärker in dichte Spätholzzellwände, während die Lärche größere Frühholzzellen und damit effizienteren Wassertransport aufweist.
Die Zeigerjahr-Analyse, also die Identifikation von Jahren mit extrem guter oder schlechter Wuchsleistung, brachte einen weiteren Befund: Während die Lärche vor allem auf Hitzesommer mit Wachstumseinbrüchen reagierte, zeigte die Zirbe an trockenen Standorten deutliche Stresssignale bei Niederschlagsdefiziten. An feuchten Standorten wirkten dagegen beide Arten vergleichbar unbeeindruckt von Dürre. Auch der atmosphärische Trockenstress, gemessen als Dampfdruckdefizit (VPD), erwies sich als wichtiger Treiber. Die Autoren interpretieren dies als Ausdruck zweier ökophysiologischer Grundtypen: Die Zirbe verhält sich isohydrisch und schließt bei Trockenheit früh die Spaltöffnungen, um Wasserverluste zu begrenzen, sie wächst dafür aber konservativer. Die Lärche verhält sich anisohydrisch, hält die Spaltöffnungen länger offen, nutzt die Wachstumsperiode stärker aus und ist anfälliger für Trockenstress, solange genügend Bodenwasser verfügbar ist.
Bedeutung für die Forstpraxis
Für die Schutzfunktionen alpiner Wälder hat die Studie unmittelbare Relevanz. Die Waldgrenze schützt Siedlungen und Infrastruktur im Tal vor Lawinen, Steinschlag und Hochwasser. Verändert sich die Baumartenzusammensetzung zugunsten der Lärche, verschieben sich Stabilität und Resilienz dieser Schutzwälder. Reine Lärchenbestände an der Waldgrenze können kurzfristig mehr Biomasse aufbauen, sind aber bei extremen Trockenjahren stärker gefährdet. Zirben wiederum, die in der Schutzwaldforschung als besonders sturmfest und langlebig gelten, geraten in trockeneren Alpenregionen zunehmend unter Druck. In der Praxis empfiehlt sich daher, bei Verjüngungsmaßnahmen in Waldgrenznähe den Erhalt beider Baumarten anzustreben und auf eine räumliche Mischung zu achten, statt sich auf eine Art zu konzentrieren.
Für Forstbetriebe im Alpenraum bedeutet das auch eine Anpassung der waldbaulichen Behandlung. Wo in den vergangenen Jahrzehnten die Lärche in Hochlagen gefördert wurde, sollte das Augenmerk stärker auf die Sicherung der Zirbe gerichtet werden, etwa durch Zäunung gegen Wildverbiss und durch kleinflächige Verjüngungseinheiten, die die Feuchtigkeitsverhältnisse im Bestand erhalten. Auch bei der Saatgutversorgung gewinnt die Frage an Bedeutung, welche Herkünfte in den nächsten Jahrzehnten an trockener werdenden Standorten noch vital bleiben.
Vertiefung
Die Studie kombiniert zwei methodische Ansätze, die für sich genommen jeweils wertvoll sind, in der Kombination aber ein besonders detailliertes Bild liefern: klassische Dendrochronologie und holzanatomische Analysen. Jahrringbreiten allein spiegeln das Gesamtwachstum, sagen aber wenig über die innere Holzqualität und die hydraulische Architektur. Die Messung von Frühholzlumen und Spätholz-Zellwanddicke erlaubt Rückschlüsse auf die Wasserversorgung und die mechanische Stabilität des Holzes. Damit lässt sich für jede Art und jeden Standort ein Wachstums- und Stabilitätsprofil erstellen. Gerade für die Schutzwaldforschung ist dieser Ansatz vielversprechend, weil er Aussagen zur künftigen Resilienz gegenüber Sturm und Trockenheit ermöglicht.
Ein weiterer interessanter Befund ist die Rolle der Spätholz-Zellwanddicke. Diese anatomische Eigenschaft bestimmt maßgeblich die Holzdichte und damit sowohl die mechanische Stabilität als auch die Kohlenstoffbindung im Holz. Beide Arten zeigten in den vergangenen Jahrzehnten eher gegenläufige Trends bei diesem Merkmal, was bedeutet, dass sich die Kohlenstoffflüsse im Alpenwald nicht allein aus dem Volumenwachstum ableiten lassen. Für künftige Abschätzungen der Kohlenstoffsenke alpiner Wälder wäre eine stärkere Berücksichtigung der holzanatomischen Ebene daher ein wichtiger Schritt.
Limitations und offene Fragen
Die Studie hat zwei wesentliche Einschränkungen. Erstens konzentriert sich die Untersuchung auf die obere Waldgrenze in den Alpen. Tiefer gelegene subalpine Fichten- und Lärchenwälder, die den weitaus größeren Teil der alpinen Waldfläche ausmachen, wurden nicht untersucht. In diesen Bereichen dürfte die Wasserverfügbarkeit höher und die artspezifische Differenzierung weniger ausgeprägt sein. Zweitens handelt es sich um eine retrospektive Analyse vergangener Wachstumsdaten. Wie sich die Trends bei einer weiteren Erwärmung um zwei oder mehr Grad Celsius entwickeln, bleibt offen. Eine offene Frage ist auch, wie sich Konkurrenz und Verjüngung zwischen Lärche und Zirbe in Waldgrenznähe unter zunehmender Trockenheit verändern werden und ob die Lärche die Zirbe an einigen Standorten langfristig verdrängen könnte. Hierzu wären langfristige Verjüngungs- und Wildverbissstudien erforderlich, die die anatomischen Befunde ergänzen.
Originalstudie: „Divergent growth and wood anatomical responses of European larch and Swiss stone pine to climate variability at alpine treeline ecotones“, veröffentlicht 2026 in Frontiers in Plant Science. DOI: 10.3389/fpls.2026.1813904.
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