Die Frage, aus welcher Tiefe der Wald sein Wasser holt
Wenn über Trockenheit im Wald gesprochen wird, geht es meist um Niederschlagsmengen und Bodenwasserspeicher. Eine Frage bleibt dabei oft unbeantwortet: Aus welcher Bodentiefe holen die Bäume ihr Wasser tatsächlich? Diese Frage ist keine akademische Feinheit, denn sie entscheidet darüber, wie schnell ein Baum in eine Wasserknappheit gerät. Ein Baum, der überwiegend oberflächennahes Wasser nutzt, spürt eine Trockenperiode innerhalb von Wochen. Ein Baum, der auch tiefere Bodenschichten erschließt, hat eine deutlich größere Pufferreserve.
Für Mitteleuropa hat diese Frage in den letzten Jahren an Dringlichkeit gewonnen. Die Wasserversorgung ist an vielen Standorten zum begrenzenden Faktor geworden, und die Diskussion über Baumartenwahl und Mischungsformen wird intensiv geführt. Bisher fehlte allerdings belastbares Wissen darüber, wie stark die Wasseraufnahmetiefe von der Baumart abhängt, welche Rolle die Nachbarbäume spielen und wie stark der Standort das Muster überprägt. Eine Untersuchung in Plant Biology hat diese drei Einflussgrößen zusammen betrachtet und dabei die drei für die Praxis wichtigsten Baumarten in den Blick genommen.
So wurde geforscht
Das Forschungsteam arbeitete mit stabilen Wasserisotopen, einer Methode, die als Standard für die Herkunftsbestimmung von Pflanzenwasser gilt. Das Prinzip beruht darauf, dass Wasser in unterschiedlichen Bodentiefen eine charakteristische Isotopensignatur trägt, weil Verdunstung und Niederschlagsmischung die Signatur oberflächennah stärker verändern als in der Tiefe. Wird die Signatur im Xylemwasser des Baumes gemessen und mit dem Bodenprofil verglichen, lässt sich rekonstruieren, aus welcher Schicht der Baum das Wasser bezogen hat.
Untersucht wurden Reinbestände und Mischbestände von Rotbuche, Douglasie und Fichte. Die Erhebung fand an vier Standorten statt und erfasste die natürliche Isotopenverteilung. Ergänzend führte das Team an einem der Standorte ein wöchentliches Tracer-Experiment durch, bei dem ein Markierungsstoff im Unterboden in einer Tiefe von einem Meter Mineralboden ausgebracht wurde. Dieses Design ist methodisch wertvoll, weil es die passive Beobachtung durch ein aktives Experiment ergänzt. Die natürliche Isotopenmessung zeigt das durchschnittliche Muster, das Tracer-Experiment beantwortet die gezielte Frage, wie viel Wasser tatsächlich aus dem tieferen Unterboden stammt.
Die wichtigsten Ergebnisse
Das erste Ergebnis ist eine klare Rangfolge zwischen den Baumarten. Rotbuche und Douglasie erschlossen relativ tieferes Wasser als die Fichte. Damit bestätigt die Untersuchung mit einer unabhängigen Methode, was aus der Wurzelmorphologie zu erwarten war, und liefert dafür eine quantitative Grundlage. Die Fichte gilt seit langem als flachwurzelnd, aber der Nachweis über die tatsächlich genutzte Wasserquelle ist aussagekräftiger als eine reine Wurzelbeschreibung, weil vorhandene Wurzeln nicht automatisch bedeuten, dass über sie relevante Wassermengen aufgenommen werden.
Das zweite und für den Waldbau wichtigste Ergebnis betrifft die Mischungseffekte. Die Buche nutzte in Mischung mit beiden Nadelbaumarten tieferes Wasser als im Reinbestand. Die Fichte verlagerte ihre Aufnahme in Mischung mit Buche dagegen in flachere Schichten. Es findet also eine Verschiebung statt, und diese Verschiebung ist nicht symmetrisch. Die Buche weicht in die Tiefe aus, die Fichte wird nach oben verdrängt. Damit verschärft die Anwesenheit der Buche die Trockenheitsexposition der Fichte, weil diese in genau jene Bodenschicht gedrängt wird, die bei Trockenheit zuerst austrocknet.
Drittens verhielt sich die Douglasie in dieser Hinsicht anders. Sie zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen Rein- und Mischbestand. Die Douglasie behielt ihre Wasseraufnahmetiefe also unabhängig davon bei, ob sie mit Buche gemischt war oder nicht. In der Konkurrenz um Bodenwasser verhält sie sich damit robuster als die Fichte, und die Autoren schließen daraus, dass Buche und Douglasie eher gleichrangig koexistieren können.
Viertens überprägte der Standort das Muster erheblich. Die tiefste Wasseraufnahme trat auf gut durchlässigem, sandigem Boden auf, die flachste auf einem zeitweise staunassen Boden. Das ist physiologisch nachvollziehbar, weil Staunässe die Durchwurzelung des Unterbodens durch Sauerstoffmangel begrenzt. Die Baumarteneigenschaft ist also keine feste Größe, sondern wird durch die Bodenverhältnisse moduliert. Dieselbe Baumart kann auf zwei Standorten deutlich unterschiedliche Aufnahmetiefen zeigen.
Das fünfte Ergebnis stammt aus dem Tracer-Experiment und liefert eine überraschend niedrige Zahl. Der Beitrag des Unterbodenwassers aus mehr als einem Meter Tiefe lag bei nur etwa neun Prozent. Die organische Auflage steuerte Größenordnungen in ähnlicher Höhe bei, schwankte dabei jedoch deutlich stärker in Abhängigkeit vom Wasserverbrauch der Bäume. Das relativiert die verbreitete Vorstellung, tiefe Wurzeln seien eine umfassende Absicherung. Der ganz überwiegende Teil des Wassers kommt aus dem oberen Meter des Bodens, und die tiefe Reserve ist eine Ergänzung, kein Ersatz.
Was das für die Praxis bedeutet
Die konkreteste Ableitung betrifft die Mischung von Fichte und Buche, eine der häufigsten Kombinationen im Umbau mitteleuropäischer Nadelholzbestände. Die Untersuchung zeigt, dass diese Mischung für die Fichte hydrologisch nachteilig ist, weil sie deren Wasseraufnahme in die trockenheitsanfällige obere Bodenschicht verlagert. Wer eine Fichtenverjüngung oder einen Fichtenrestbestand mit Buche unterbaut, sollte deshalb nicht davon ausgehen, dass die Beimischung die Fichte gegen Trockenheit stabilisiert. Für den Bestandeszusammenhalt und die Bodenpflege kann die Mischung dennoch richtig sein, für die Trockenheitsresistenz der Fichte ist sie es nicht.
Für die Douglasie sprechen die Ergebnisse dagegen für eine gute Mischbarkeit mit Buche. Sie behielt ihre Wasseraufnahmetiefe in Mischung bei und erschloss tieferes Wasser als die Fichte, was sie in der Trockenheitstoleranz besser positioniert. Wer über die Beteiligung der Douglasie nachdenkt, findet hier ein zusätzliches funktionales Argument, wobei die bekannten waldbaulichen und naturschutzfachlichen Abwägungen zur Douglasie davon unberührt bleiben.
Die dritte Ableitung betrifft die Standortsbewertung. Weil Staunässe die Aufnahmetiefe messbar reduziert, verdient die Bodenwasserdynamik bei der Baumartenwahl mehr Gewicht, als ihr in der Praxis häufig zukommt. Ein staunasser Standort kann in einer Trockenperiode paradox reagieren: Er hält im Winterhalbjahr Wasser, begrenzt aber die Erschließung des Unterbodens und damit die Reserve für den Sommer. Bei der Ansprache lohnt es sich, nicht nur die nutzbare Feldkapazität zu betrachten, sondern auch die Durchwurzelbarkeit des Unterbodens.
Vertiefung: Was der Neun-Prozent-Wert für die Trockenheitsdebatte bedeutet
Der niedrige Beitrag des Unterbodens von etwa neun Prozent ist der Befund mit dem größten Korrekturpotenzial für gängige Annahmen. In der Diskussion über trockenheitsangepasste Baumarten wird tiefe Bewurzelung häufig als entscheidendes Merkmal genannt. Die Zahl zeigt, dass Tiefenwasser im normalen Betrieb eine untergeordnete Rolle spielt. Seine Bedeutung liegt weniger in der laufenden Versorgung als in der Überbrückung von Ausnahmesituationen, wenn der Oberboden ausgetrocknet ist.
Bemerkenswert ist zudem der Beitrag der organischen Auflage, der in ähnlicher Größenordnung lag, aber stärker schwankte. Die Humusschicht ist damit ein aktiver Teil des Wasserhaushalts und nicht nur ein Nährstoffspeicher. Das ist ein Argument für den Schutz der Auflage bei der Holzernte, denn Befahrung und Freistellung verändern deren Wasserhaltefähigkeit und Verdunstungsverhalten unmittelbar.
Limitationen und offene Fragen
Das Tracer-Experiment fand nur an einem der vier Standorte statt. Der Neun-Prozent-Wert für den Unterbodenbeitrag ist damit ein gut belegter Einzelbefund, aber keine standortübergreifend abgesicherte Größe. Auf tiefgründigen Lössböden oder auf klüftigem Untergrund kann der Anteil deutlich anders liegen, weil die Erschließbarkeit des Unterbodens dort anders ist.
Weiter ist die zeitliche Auflösung der natürlichen Isotopenmessung begrenzt. Sie erfasst die Herkunft des Wassers zum Zeitpunkt der Probenahme, und die Aufnahmetiefe kann sich im Jahresverlauf verschieben. Eine ausgeprägte Sommertrockenheit kann Bäume kurzfristig zu einer Verlagerung zwingen, die in einer Momentaufnahme nicht sichtbar wird. Wie schnell und wie weit die Arten diese Verlagerung leisten können, bleibt offen.
Schließlich sagt die Aufnahmetiefe allein noch nichts über die Menge des insgesamt verbrauchten Wassers. Ein Baum kann tief wurzeln und dennoch in Trockenstress geraten, wenn sein Verbrauch hoch ist. Die Verknüpfung von Aufnahmetiefe, Transpirationsmenge und Zuwachs über eine vollständige Trockenperiode ist der nächste sinnvolle Untersuchungsschritt, und erst daraus ließe sich ein belastbares Ranking der Trockenheitstoleranz ableiten.
Studie: Root water uptake depth in temperate forest trees: species-specific patterns shaped by neighbourhood and environment. Plant biology (Stuttgart, Germany) (2026). DOI: 10.1111/plb.70058
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.