Einleitung: Der Baum als Vorratskammer
Wenn ein Baum unter Dürre leidet, denkt man zuerst an Wurzeln, Boden und Niederschlag. Was dabei leicht übersehen wird, ist ein zweiter Wasserspeicher, der im Stamm selbst liegt. In alten, langsam wachsenden Nadelbäumen können Adern und umgebendes Holz Wasser binden, das bei Trockenheit abgegeben wird, wenn der Boden keinen Nachschub mehr liefert. Wie groß dieser Anteil tatsächlich ist und wie er sich verändert, wenn neben der Bodendürre auch die Luft trockener wird, haben Forschende der Technischen Universität München und der Eidgenössischen Materialprüfanstalt jetzt für Waldkiefern gemessen.
Die Ergebnisse sind nicht nur physikalisch interessant. Sie berühren eine Frage, die in der Forstpraxis zunehmend drängender wird: Wie lange hält ein Bestand unter Hitze und Dürre durch, und wo liegen die Grenzen der Leistungsfähigkeit der Bäume? Wer das Ausmaß des Stammwasserspeichers unterschätzt, schätzt auch die Erholungsfähigkeit nach einem Dürrejahr falsch ein.
So wurde geforscht: Zwei Manipulationen an einem alten Kiefernbestand
Untersucht wurde der Versuchsbestand Pfynwald im Schweizer Kanton Schaffhausen, ein etwa 130 Jahre alter Bestand der Waldkiefer. Dort läuft das sogenannte VPDrought-Experiment, bei dem die beiden Arten von Dürre unabhängig voneinander manipuliert werden. Ein Nebelgerät über den Kronen reduziert die Verdunstungskraft der Luft, während über Kronen beregnete Flächen den Bodeneintrag erhöhen. Umgekehrt werden andere Teilflächen durch Beschattung von der direkten Niederschlagsgabe ausgeschlossen.
Gemessen wurde über die Vegetationsperiode 2024 hinweg mit hochaufgelöster Safflussmessung und Dendrometern, die die Änderung des Stammdurchmessers fortlaufend erfassen. Aus beiden Größen lässt sich ableiten, welcher Anteil des täglichen Wasserumsatzes aus dem internen Stammwasser stammt und wie schnell die Bäume dieses Wasser in der Nacht wieder auffüllen. Die Analyse erfolgte in Bezug auf das Verdunstungsdefizit der Luft und auf das Bodenwasserpotential, also den Druck, mit dem das Wasser im Boden noch verfügbar ist. Fachlich bedeutsam ist, dass beide Dürrearten getrennt gesteuert wurden, sodass sich ihre Wirkungen nicht gegenseitig verdecken.
Vier zentrale Befunde
Der erste Befund betrifft die Größenordnung und fällt deutlich größer aus, als viele Schätzungen annehmen. Der Anteil des internen Stammwassers am täglichen Wasserverbrauch stieg unter Trockenheit von etwa zehn Prozent auf bis zu 55 Prozent. Mehr als die Hälfte des Wassers, das die Bäume an einem solchen Tag abgeben, kommt in diesem Zustand also nicht aus dem Boden, sondern aus dem Wasser, das im Stamm gespeichert war. Der Grund liegt weniger in einem aktiven Entleeren des Speichers als in der Kombination: Die Verdunstung sinkt, die Nutzung des Speichers aber läuft weiter, sodass der relative Anteil wächst.
Der zweite Befund betrifft die nächtliche Erholung und ist der praktisch bedeutsamste. Unter leichtem Bodendürrestress stand die nächtliche Wiederaufnahme des Stammwassers unter hohem Verdunstungsdefizit der Luft deutlich unter Druck. Die Bäume konnten das tagsüber abgegebene Wasser in der Nacht also nicht in dem Maß zurückholen, wie es für eine vollständige Erholung nötig wäre. Es entsteht eine Art Schuldenlast im Stamm, die von einer Trockenperiode zur nächsten mitwächst, wenn die Erholung nicht gelingt.
Der dritte Befund grenzt die Aussage der Studie zeitlich ein. Die Daten stammen aus einer einzigen Vegetationsperiode, dem Jahr 2024, und aus einem einzigen Bestand. Damit lässt sich das Ausmaß des Speichereinsatzes unter Dürre für andere Standorte, Böden oder Baumarten nicht unmittelbar übertragen. Der Rahmen ist jedoch eng gefasst, was die Interpretation in die Gegenrichtung stärkt: Der Mechanismus ist an einem alten Bestand mit langsamem Wachstum gemessen, also gerade dort, wo die Speicherfunktion wegen der dicken Stämme ausgeprägt sein dürfte.
Der vierte Befund befasst sich mit dem methodischen Beitrag. Die Forschenden haben einen Rahmen entwickelt, der den zeitlichen Verlauf des Stammwassers mit den üblichen Größen der Spaltöffnungsregulation und der Transpiration verbindet. Bisher wurden diese Flüsse getrennt betrachtet, wodurch der Anteil des Speichers schwer einschätzbar war. Der Rahmen macht sichtbar, dass die strategische Entscheidung eines Baumes über den Wasserverbrauch auch im Stamm liegt und nicht allein in den Blättern.
Was das für die Praxis bedeutet
Für die Forstwirtschaft ergibt sich vor allem eine nüchterne Einordnung der Trockenheitsverträglichkeit. Ein Bestand, der eine Hitze- und Dürrephase übersteht, hat das nicht zwangsläufig aus eigener Kraft getan. Er hat möglicherweise einen Vorrat abgebaut, der ihn eine Weile trägt. Diese Reserve ist endlich und im Verlauf aufeinanderfolgender Trockenjahre nicht beliebig auffüllbar. Für die Beurteilung der Standortleistung gehört der Zustand des Bestandes deshalb zwingend in die Bewertung ein.
Diese Reserve ist kein dauerhafter Vorteil, sondern ein Guthaben, das je nach Witterung abgearbeitet wird. In Jahren mit guter Wasserversorgung füllt sich das Reservoir wieder auf, unter zwei aufeinanderfolgenden Trockenjahren jedoch nicht vollständig. Für die forstliche Bewertung eines Standortes folgt daraus, dass die Wasserversorgungslage der Vorjahre in die Bonität und die Leistungserwartung eingehen sollte und nicht allein das aktuelle Witterungsjahr betrachtet wird.
Der zweite Ansatzpunkt betrifft die Altersstruktur. Der Effekt ist an alten, langsam wachsenden Kiefern gemessen, deren Stammwasserreservoir wegen der starken Stammdickung groß ist. Junge, schnellwüchsige Bestände mit dünneren Stämmen verfügen über eine geringere Reserve. Für die forstliche Planung spricht das dafür, den Anteil älterer, standortgerechter Bäume in Beständen zu halten, die wiederkehrende Dürre treffen wird, statt durch gleichmäßige Altersklassen jeden Reservenvorrat gering zu halten.
Der dritte Ansatzpunkt ist die Beachtung der Nacht. Der Befund, dass hohe Verdunstungsdefizite die nächtliche Erholung bremsen, spricht dafür, den nächtlichen Wasserverbrauch in der forstlichen Beurteilung stärker mitzudenken. Eine dichte, geschlossene Krone erhöht zwar den Wasserverbrauch tagsüber, sie hält aber die Luftfeuchte im Bestand hoch. Inwieweit daraus ein praktischer Vorteil für die nächtliche Erholung folgt, ist mit dieser Studie nicht geklärt und wäre ein Ansatzpunkt für Folgeuntersuchungen.
Grenzen der Untersuchung
Die Studie misst einen Bestand an einem Standort in einer Vegetationsperiode. Ob die beobachteten Muster in ähnlicher Form auch für die Buche, die Fichte oder die Tanne gelten, ist offen, denn Aufbau und Wasserhaushalt des Stammes unterscheiden sich zwischen den Nadelbaumarten erheblich. Auch die Übertragbarkeit auf Bestände mit höherem Nährstoffumsatz und schnellerem Wachstum ist offen, weil der Wasserumsatz eines solchen Bestandes andere Kapazitäten hat.
Zudem bleibt die Trennschärfe zwischen Ursache und Wirkung begrenzt. Der Rückgang der nächtlichen Erholung wurde mit dem Verdunstungsdefizit der Luft verknüpft, konnte aber nicht vollständig von anderen Größen wie der Lufttemperatur, der Strahlungsbilanz und der Menge des aufgenommenen Wassers getrennt werden. Ob sich daraus unmittelbar eine Bewirtschaftungsempfehlung ableiten lässt, etwa eine zusätzliche Beregnung zur Entlastung der Bestände, ist aus den Daten nicht belegt.
Quelle
Quantifying Dynamic Changes in Stem Storage-Water Use and Rehydration in Mature Trees: A Study on Pinus sylvestris Trees Exposed to Increased Atmospheric and Soil Drought. Plant, Cell & Environment, 2026. DOI: 10.1111/pce.70908
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.