Einleitung: Warum diese Frage relevant ist
Die Rotbuche (Fagus sylvatica) ist eine der wichtigsten und häufigsten Laubbaumarten Mitteleuropas — sie prägt weite Teile der deutschen Wälder und gilt seit langem als stabilisierender Bestandteil naturnaher Laubmischwälder. Doch in den letzten zwei Jahrzehnten haben wiederholte Dürreperioden, insbesondere die Hitze- und Trockenjahre 2018, 2019, 2020 und 2022, ihre Vitalität deutlich geschwächt, was sich in flächiger Kronenverlichtung, erhöhter Mortalität und einer veränderten Waldstruktur niederschlägt. Die zentrale Frage der Waldforschung lautet deshalb: Wie reagiert der Baum physiologisch auf Wasserknappheit, und welche Strategien nutzt er, um zwischen Kohlenstoffspeicherung, Wachstum und Wasserversorgung abzuwägen? Eine neue Studie aus dem Jahr 2026 im renommierten Fachjournal Tree Physiology liefert hierzu bemerkenswert differenzierte Erkenntnisse, die weit über bisherige Annahmen hinausgehen.
Die zentrale Hypothese der Studie: Es gibt einen messbaren physiologischen Trade-off zwischen Kohlenstoffspeicherung (Stärke) und hydraulischer Effizienz — und dieser Trade-off wird über die Dynamik löslicher Zucker reguliert. Wer versteht, wie Buchen Kohlenhydrate umverteilen, kann besser einschätzen, welche Bestände unter Trockenstress noch resilient sind und welche bereits an ihrer Belastungsgrenze operieren.
So wurde geforscht
Das internationale Forscherteam um Guolei Zhang von der Université de Lorraine (INRAE, Nancy) sowie Kollegen aus Freiburg untersuchte 56 adulte Rotbuchen an vier Standorten im nordöstlichen Frankreich. Die Standorte wurden gezielt nach ihrer Wasserverfügbarkeit ausgewählt — von frischen, grundwassernahen Standorten bis hin zu stark sommertrockenen Lagen. Pro Standort wurden 14 Bäume beprobt, deren Kronenzustand vor Beginn der Studie klassifiziert wurde: 28 Bäume mit gesunder Krone, 28 mit sichtbarer Kronenverlichtung als Indikator für vorgeschädigte Individuen.
Über zwei Wachstumsperioden — ein ausgeprägtes Trockenjahr und ein Feuchtjahr — wurden die Bäume intensiv beprobt. Mittels wiederholter Holzproben aus dem Splintholz wurde der Gehalt an nicht-strukturellen Kohlenhydraten (NSC) quantifiziert, aufgeschlüsselt nach Stärke und löslichen Zuckern (Glucose, Fructose, Saccharose). Retrospektiv analysierten die Forscher Jahrringbreiten und die Anatomie der wasserleitenden Gefäße im Xylem — insbesondere Gefäßdichte und Gefäßdurchmesser — und berechneten daraus die theoretische hydraulische Leitfähigkeit Kth. Ergänzend wurden die stabilen Isotope δ13C und δ18O in den Jahrringen gemessen, die Aufschluss über die stomatäre Regulation und Transpirationsintensität geben.
Die Kombination dieser vier Messebenen — NSC-Dynamik, Holzanatomie, Wachstum und Isotopensignatur — in einer einzigen Studie an einheitlichem Probenmaterial ist methodisch bemerkenswert und liefert ein in sich geschlossenes Bild der Trockenstressantwort.
Die wichtigsten Ergebnisse
Die Studie zeigt klar, dass Buchen unter Trockenstress eine tiefgreifende interne Kohlenstoffumverteilung vornehmen. Während des Trockenjahres sank der Stärkegehalt im Splintholz signifikant um durchschnittlich 27 Prozent im Vergleich zum Vorjahr, während die löslichen Zucker — insbesondere Saccharose und Glucose — um etwa 18 Prozent anstiegen. Dieser Effekt war bei Bäumen mit bereits vorgeschädigter Krone deutlich ausgeprägter als bei Bäumen mit voller Kronenstruktur. Das Verhältnis lösliche Zucker zu Gesamtkohlenhydraten stieg während der Dürre um durchschnittlich 23 Prozent — ein klarer Hinweis auf aktive osmotische Regulation und die Notwendigkeit, metabolisch verfügbare Kohlenhydrate zur Stressabwehr bereitzustellen.
Das Wachstum — gemessen als jährlicher Grundflächenzuwachs — ging in den Trockenjahren um durchschnittlich 31 Prozent zurück, ein typisches Bild für mitteleuropäische Buchen in Trockenphasen. In Feuchtjahren investierten die Bäume dagegen verstärkt in Stärke als langfristigen Speicher, während in Trockenjahren die löslichen Zucker dem Überleben Vorrang gaben. Das ist eine eindeutige Prioritätensetzung: Speicher für morgen vs. Überleben heute. Diese Verschiebung ist physiologisch sinnvoll, hat aber einen Preis: Weniger Stärke bedeutet weniger Resilienz für nachfolgende Stressjahre.
Besonders aufschlussreich ist der Zusammenhang zwischen Kohlenhydraten und Holzanatomie. Die Gefäßdichte und die theoretische hydraulische Leitfähigkeit (Kth) des Xylems korrelierten positiv mit dem Anteil löslicher Zucker (r² = 0.41), während Stärke eine negative Korrelation mit Kth zeigte (r² = -0.34). Das deutet auf einen direkten Trade-off zwischen Kohlenstoffspeicherung und hydraulischer Effizienz hin: Wer mehr Stärke speichert, kann weniger in wasserleitende Gefäße investieren, und umgekehrt. Die löslichen Zucker scheinen dabei als eine Art flexibles Bindeglied zu fungieren — sie können kurzfristig osmotisch wirken und gleichzeitig zur Aufrechterhaltung der hydraulischen Funktion beitragen.
Die Isotopenanalysen bestätigten zudem, dass die Buchen während der Dürre ihre Spaltöffnungen schlossen, um Wasser zu sparen — sichtbar an erhöhten δ13C-Werten (im Mittel +1.8 Promille) und einer gesteigerten intrinsischen Wassernutzungseffizienz (iWUE), die um etwa 14 Prozent anstieg. Allerdings ging damit auch eine reduzierte CO2-Assimilation einher: Die Photosyntheserate der beprobten Bäume fiel in der Trockenphase um geschätzt 20 bis 25 Prozent. Der δ18O-Wert korrelierte positiv mit dem Zuckergehalt (r² = 0.38), was die enge Kopplung zwischen Kohlenhydratdynamik und Transpirationsverhalten unterstreicht — ein bislang selten direkt nachgewiesener Zusammenhang.
Ein weiteres Ergebnis betrifft die Bedeutung des Kronenzustands: Bäume mit bereits vorgeschädigter Krone zeigten eine deutlich verringerte Fähigkeit, Kohlenstoff umzuverteilen. Ihr Anstieg löslicher Zucker im Trockenjahr war geringer, der Stärkeabbau weniger ausgeprägt. Das deutet darauf hin, dass vorgeschädigte Bäume physiologisch weniger flexibel sind und damit in Folgejahren ein deutlich erhöhtes Mortalitätsrisiko tragen.
Was das für die Praxis bedeutet
Für Waldbesitzer und Forstpraktiker liefert die Studie mehrere konkrete Anknüpfungspunkte. Erstens: Die Messung des Verhältnisses von löslichen Zuckern zu Stärke im Holz eröffnet die Möglichkeit, Trockenstress retrospektiv zu erkennen — etwa bei der Diagnose von Probebäumen nach Stürmen oder bei der Vitalitätsbewertung in Trockenregionen. Solche Analysen sind heute über forstliche Forschungsinstitute zugänglich und könnten in Monitoring-Programme integriert werden.
Zweitens: Die Ergebnisse untermauern, dass Buchen in stark sommertrockenen Lagen bereits heute an ihrer physiologischen Belastungsgrenze stehen — auch wenn die Kronenverlichtung noch nicht offensichtlich ist. Wer in solchen Beständen wirtschaftet, sollte die Ernteintervalle verkürzen, die Bestände durchforstungsintensiv behandeln, um Konkurrenz um Wasser zu reduzieren, und Mischbestände aktiv fördern, um das Risiko flächiger Ausfälle zu reduzieren. Auch die Einbringung trockenheitstoleranterer Baumarten wie Traubeneiche, Hainbuche oder Elsbeere in Buchengrundbestände sollte ernsthaft erwogen werden.
Drittens bestätigt die Arbeit, dass die gängige Praxis, reine Buchenbestände anzustreben, unter den projizierten Klimaentwicklungen riskant bleibt. Die Buchen brauchen Wasserverfügbarkeit — und die ist in weiten Teilen Süd- und Mitteldeutschlands bereits heute eingeschränkt. Hier sind dringend waldbauliche Strategien gefragt, die Bodenwasserschutz, Mischung und Strukturvielfalt kombinieren. Auch die Wasserspeicherfunktion intakter Waldböden — Humusauflage, Bodenvegetation — verdient stärkere Beachtung.
Viertens: Die Beobachtung, dass vorgeschädigte Bäume weniger plastisch auf weitere Trockenheit reagieren, unterstreicht die Bedeutung frühzeitiger Eingriffe. Werden einzelne Bäume erst nach sichtbarer Kronenverlichtung entnommen, ist der physiologische Spielraum für Erholung oft bereits verloren. Rechtzeitige, vorausschauende Durchforstung ist deshalb mehr als ein waldbauliches Optimum — sie ist eine klimatische Notwendigkeit.
Limitations und offene Fragen
Die Studie wurde an vier Standorten im nordöstlichen Frankreich durchgeführt — die Übertragbarkeit auf deutsche Mittelgebirge, den Schwarzwald oder kontinentale Standorte in Brandenburg ist nicht ohne weiteres gegeben. Die genetische Anpassung der Buchenpopulationen unterscheidet sich regional, und auch Bodentypen variieren erheblich. Auch beschränkt sich die Beobachtung auf zwei Wachstumsperioden, was die Aussagekraft langfristiger Anpassungsprozesse einschränkt — eine einzelne Trockenphase erlaubt noch keine Aussage darüber, wie die Trade-offs über mehrere Trockenjahrfolgen hinweg reagieren.
Offen bleibt auch, wie sich die beobachteten Kohlenstoffumverteilungen auf die Holzeigenschaften auswirken. Veränderte Gefäßstrukturen können die Holzdichte und damit die Verwertbarkeit beeinflussen. Hier wären Folgestudien sinnvoll, die physiologische Messungen mit holztechnologischen Analysen verknüpfen. Ebenso fehlt bislang die direkte Übertragung der Erkenntnisse in waldbauliche Empfehlungen — die Autoren betonen die Notwendigkeit, die hier dokumentierten physiologischen Mechanismen in operationelle Entscheidungshilfen für die Forstpraxis zu übersetzen.
Quelle: Zhang G, Gaertner PA, Bréda N et al. (2026): Drought-induced carbon reallocation in European beech: linking non-structural carbohydrates, xylem anatomy, and water use efficiency. Tree Physiology. DOI: 10.1093/treephys/tpag090
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.