Warum diese Frage wichtig ist
Die Trockenjahre 2018 bis 2022 haben in Mitteleuropa und darüber hinaus eine Welle von Waldschäden ausgelöst, die in vielen Regionen bis heute nicht vollständig behoben ist. Allein in Deutschland verzeichnen die Waldzustandsberichte seit 2018 konstant erhöhte Anteile deutlich geschädigter Bäume, mit Werten zwischen 36 und 43 Prozent in den vergangenen Erhebungen. Die zentrale forstliche Hoffnung der vergangenen Jahrzehnte lautete, dass sich Waldbäume an zunehmende Trockenheit anpassen können, dass ihre Physiologie also flexibel genug ist, um auch unter veränderten Klimabedingungen zu funktionieren. Wenn diese Hoffnung trägt, ließen sich künftige Schäden durch vorausschauende Waldpflege abmildern. Wenn sie nicht trägt, steuern viele mitteleuropäische Wälder auf eine Krise zu, für die es keine einfache forstliche Lösung gibt.
Eine neue globale Synthesestudie aus dem Proceedings of the National Academy of Sciences liefert nun die bislang umfassendste Antwort auf diese Anpassungsfrage. Forschende haben die Daten von 40 Freilandexperimenten zur künstlichen Trockenheitssimulation in Wäldern weltweit zusammengeführt und 24 physiologische Messgrößen verglichen. Das Ergebnis stellt die bisherigen Erwartungen infrage und hat unmittelbare Bedeutung für deutsche Forstbetriebe, die mit Buchen, Fichten, Kiefern und Eichen auf wechselnde Wasserverfügbarkeit reagieren müssen.
So wurde geforscht
Die internationale Studie unter Leitung von Forschenden der University of Utah wertete Daten aus 40 sogenannten Throughfall Reduction Experiments aus, kurz TFE-Experimente. Bei dieser Methode wird unter dem Kronendach eines Waldbestands ein Teil des Niederschlags abgefangen und seitlich abgeleitet, sodass der Boden in definierten Parzellen weniger Wasser erhält. Die Experimente simulieren auf diese Weise realistisch die Sommertrockenheit, die der Klimawandel in vielen Regionen erwarten lässt. Die Standorte verteilen sich über alle Kontinente mit Ausnahme der Antarktis und decken Nadelwälder ebenso wie Laubwälder ab.
Die Forschenden verglichen 24 physiologische Attribute, darunter Schlüsselgrößen wie die Embolie-Resistenz der Holzgefäße, die hydraulische Leitfähigkeit, die Stickstoff- und Phosphorgehalte der Blätter, die maximale Photosyntheserate und die Konzentrationen nichtstruktureller Kohlenhydrate wie Stärke und lösliche Zucker im Holz und in den Blättern. Ergänzend wurden lokale Niederschlagsdaten, Versuchsdauer und die Intensität der Trockenheitsbehandlung statistisch kontrolliert. Damit ist die Datenbasis deutlich breiter als in den meisten früheren Einzelstudien, die oft nur eine Art an einem Standort untersucht hatten.
Die wichtigsten Ergebnisse
Das zentrale Ergebnis der Studie ist eindeutig: Bäume passen ihre hydraulischen und photosynthetischen Systeme unter anhaltender Trockenheit nicht messbar an. Weder die Embolie-Resistenz noch die hydraulische Effizienz, weder die Blattnährstoffgehalte noch die maximale Aktivität des Schlüsselenzyms Rubisco veränderten sich signifikant durch die Trockenheitsbehandlung. Dieser Befund gilt sowohl für Nadelbäume als auch für Laubbäume und ist unabhängig von der lokalen Niederschlagsmenge, der Versuchsdauer und der Stärke der Trockenheitssimulation. Die Hoffnung auf physiologische Akklimatisierung wird durch die globale Synthese empirisch nicht gestützt.
Trotz unveränderter physiologischer Ausstattung fanden die Forschenden eine kritische Verschiebung in der Wasserversorgung der Bäume. Die Wasserspannungen im Holzgewebe gingen unter Trockenheit deutlich zurück, das heißt die Bäume standen unter stärkerem physiologischem Stress. Da die Embolie-Resistenz gleich blieb, verkleinerte sich der hydraulische Sicherheitsabstand, also der Abstand zwischen dem tatsächlichen Wasserstress und dem Punkt, an dem die Holzgefäße durch embolische Blockade vollständig versagen. Dieser Sicherheitsabstand ist ein zentraler Indikator dafür, wie nahe ein Baum am Absterben ist. Mit anderen Worten: Die Bäume kommen dem Punkt der hydraulischen Erschöpfung unter Trockenheit näher, ohne dass ihre Anatomie oder Physiologie dem entgegenwirkt.
Die Photosyntheseraten gingen unter Trockenheit signifikant zurück, was die Erwartung bestätigt, dass Bäume bei Wassermangel die Spaltöffnungen schließen und damit weniger Kohlendioxid aufnehmen. Interessanterweise blieben die Konzentrationen nichtstruktureller Kohlenhydrate, also Stärke und lösliche Zucker, stabil. Die Bäume verlagerten ihre Kohlenhydratverteilung offenbar zugunsten der Speicherung und nutzten günstige Wetterfenster nach Niedergang zurück, um die Photosynthese zu maximieren. Diese Strategie funktioniert kurzfristig, ist aber nicht beliebig skalierbar.
Die Forschenden schließen aus diesen Befunden, dass die Wahrscheinlichkeit hydraulischen Versagens und damit verbundener Mortalität in Wäldern unter zunehmender Trockenheit steigt. Sie betonen, dass die Bäume zwar kurzfristig stabil bleiben können, dass aber ihre Resilienz gegenüber wiederholten oder verschärften Trockenphasen sinkt.
Was das für die Praxis bedeutet
Für die mitteleuropäische Forstwirtschaft bedeutet das Ergebnis eine ehrliche, aber auch unbequeme Botschaft. Wer auf die natürliche Anpassungsfähigkeit der Bäume an den Klimawandel setzt, kann sich auf diese Anpassungsfähigkeit empirisch nicht verlassen. Die individuelle Plastizität der Bäume ist begrenzt. Wälder, die unter zunehmende Trockenheit geraten, werden ihre Wasserversorgung nicht eigenständig stabilisieren können. Forstliche Maßnahmen müssen diese fehlende Anpassung kompensieren.
Konkrete Handlungsoptionen lassen sich aus der Studie und den Erfahrungen der jüngsten Trockenjahre ableiten. Erstens gewinnt die Wahl trockenheitstoleranter Baumarten und Provenienzen an Bedeutung. Wo es die Standorte erlauben, sollte die Umstellung von Fichten-Reinbeständen hin zu Mischwäldern mit Traubeneiche, Buche, Kiefer und Tanne konsequent vorangetrieben werden. Zweitens hilft eine konsequente Waldbautechnik, die den Bestand so strukturiert, dass die Wasserkonkurrenz im Unterstand reduziert wird. Dicht geschlossene Bestände trocknen den Boden stärker aus als stufig aufgebaute Wälder mit moderater Stammzahl. Eine Bodenvorbereitung, die den Humuszustand verbessert und die Infiltration fördert, ist eine wichtige zusätzliche Maßnahme.
Drittens gewinnt das Monitoring der Bodenwasservorräte an Bedeutung. Viele Forstbetriebe in Deutschland verfügen über langjährige Daten der Bodenklimastationen des Deutschen Wetterdienstes. Die Synthesestudie liefert ein Argument dafür, diese Daten aktiv in die waldbauliche Planung einzubeziehen und bei kritischen Bodenwasserständen frühzeitig zu reagieren, etwa durch frühzeitige Ernten oder die Förderung der Naturverjüngung in den vorhandenen Bestandeslücken.
Was das für die Praxis bedeutet — Vertiefung
Die Studie beruht auf 40 Experimenten, die jeweils nur einen Teil der Waldtypen abdecken, in denen deutsche Forstwirtschaft stattfindet. Mittelgebirgs-Standorte mit flachgründigen Böden über Buntsandstein oder Granit, wie sie im Harz, im Thüringer Wald oder im Bayerischen Wald vorkommen, sind in der Synthese nicht überrepräsentiert. Genau diese Standorte reagieren auf Sommertrockenheit besonders empfindlich, weil das Wasserspeichervermögen der flachen Böden ohnehin begrenzt ist. Die globale Schlussfolgerung, dass die physiologische Anpassung ausbleibt, lässt sich auf diese Standorte direkt übertragen, aber die Geschwindigkeit des Sicherheitsabstandverlusts dürfte dort besonders hoch sein.
Über die reine Trockenheitsfrage hinaus liefert die Studie eine zweite, weniger beachtete Pointe: Bäume reagieren auf Trockenheit nicht mit verringerter, sondern mit konstanter Speicherung nichtstruktureller Kohlenhydrate. Das stützt die Hypothese, dass die Kohlenhydratbilanz allein kein guter Frühindikator für drohendes Baumsterben ist. Die forstliche Praxis sollte sich stattdessen an hydraulischen Parametern orientieren, also am Sicherheitsabstand zwischen aktuellem Wasserstress und kritischem Versagenspunkt. Instrumente wie die Scholander-Druckkammer oder neuere Sensoren zur kontinuierlichen Messung des Wasserpotenzials könnten in der Forstpraxis an Bedeutung gewinnen, wenn die Methoden kostengünstiger werden.
Limitations und offene Fragen
Die Synthesestudie aggregiert über sehr verschiedene Versuchsdesigns, Baumarten und Klimazonen. Einzelne Arten oder Standorte können durchaus plastischer reagieren, als es die globale Synthese zeigt. Auch die Versuchsdauer ist mit mehreren Jahren pro Standort begrenzt, echte Akklimatisierung an Trockenheit könnte länger dauern als die untersuchten Zeiträume. Schließlich bilden die 24 gemessenen Attribute nur einen Ausschnitt der Baumphysiologie ab. Wurzelanpassungen, Mykorrhiza-Symbiosen und das Verhalten der gesamten Bestandeshydrologie sind in der Synthese nicht erfasst. Für die deutsche Forstwirtschaft folgt daraus, dass die Ergebnisse als deutlicher Warnhinweis, aber nicht als deterministisches Urteil zu lesen sind. Eine vorsorgliche Waldpflege mit Blick auf Wasserverfügbarkeit bleibt die belastbarste Anpassungsstrategie.
Quelle
Declining hydraulic safety in a drier world – Anderegg et al., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 2026. DOI: 10.1073/pnas.2622754123
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.