Hintergrund: Warum sterben manche Kiefern, andere aber nicht?
Die mitteleuropäischen Wälder leiden seit Jahrzehnten unter zunehmender Sommertrockenheit — eine Entwicklung, die nicht erst mit den Hitzesommern 2018 und 2022 begann, sondern bereits in den 1940er Jahren messbar wurde. Besonders die Waldkiefer (Pinus sylvestris), die auf flachgründigen, trockenen Standorten traditionell als robust gilt, zeigt seit etwa 2018 vermehrt Kronenverlichtung und Absterben. Doch was passiert physiologisch in einem Baum, bevor er aufgibt? Warum überlebt der eine Stamm, der unmittelbar daneben aber kollabiert?
Während Forstschutz und Waldschutzakteure meist auf äußere Symptome achten — abgestorbene Kronen, Nadelverfärbung, Borkenkäferbefall —, blieben die physiologischen Frühwarnsignale, die ein Absterben Jahre im Voraus ankündigen, bislang kaum entschlüsselt. Genau hier setzt die neue Studie eines deutsch-schweizerischen Forscherteams aus dem Jahr 2026 an, veröffentlicht im Fachjournal Tree Physiology.
Methodik: Jahrringe und stabile Isotope aus 90 Jahren Waldgeschichte
Die Studie untersucht 18 Kiefern (Scots pine, Pinus sylvestris) am nördlichen Oberrhein — genauer: in Rheinhessen nahe Mainz, einer der trockensten Regionen Deutschlands mit Niederschlägen teilweise unter 500 mm pro Jahr und tiefgründigen, aber wechseltrockenen Böden. Der Standort liegt nahe der klimatischen und edaphischen Verbreitungsgrenze der Kiefer, was ihn zu einem idealen Frühwarnsystem macht: Hier zeigt sich zuerst, was anderswo erst Jahre später passiert.
Die Forschenden kombinierten drei Datensätze, die jeweils eine eigene Informationsebene liefern: (1) klassische Jahrringbreitenmessungen von 1930 bis 2019, also 90 Jahre Wachstumsdynamik; (2) stabile Kohlenstoff-Isotope (δ13C), die Auskunft über die Wassernutzungseffizienz und Stomata-Regulation geben; und (3) stabile Sauerstoff-Isotope (δ18O), die Rückschlüsse auf die transpirationsbedingte Blattverdunstung und damit auf die Wasserversorgung erlauben. Anschließend ordneten sie alle Bäume drei Vitalitätsklassen zu, basierend auf der Kronentransparenz nach 2018: vitale Bäume, leicht verlichtete und stark verlichtete bis tote Individuen.
Die wichtigsten Ergebnisse: Frühwarnsignale liegen 10 bis 20 Jahre vor dem Tod
Das zentrale Ergebnis der Studie ist, dass sich absterbende Kiefern physiologisch bereits 10 bis 20 Jahre vor dem sichtbaren Kronenzerfall von den überlebenden Bäumen unterscheiden. Die δ13C-Werte steigen bei später sterbenden Individuen signifikant früher und stärker an, was auf eine zunehmende Wassernutzungseffizienz hindeutet — der Baum versucht, den steigenden Trockenstress durch Stomata-Schließung zu kompensieren. Über lange Zeit geht dieser „Sparmodus“ jedoch zu Lasten der Kohlenstoffassimilation: Das Wachstum stagniert, die Reservestoffe werden aufgezehrt.
Die δ18O-Werte zeigen parallel dazu eine abnehmende Transpiration in den später absterbenden Bäumen — ein klares Zeichen dafür, dass die Wasserversorgung über die Wurzeln nicht mehr ausreicht, um die Kronenverdunstung aufrechtzuerhalten. Besonders auffällig: Der Unterschied zwischen den drei Vitalitätsklassen wird ab etwa dem Jahr 2000 statistisch signifikant und vergrößert sich bis zum Todesereignis 2018/2019 kontinuierlich. Das ist bemerkenswert, weil in dieser Phase die Sommer noch gar nicht so extrem waren wie später — die physiologische Schieflage begann also lange vor den Dürrejahren, die wir gemeinhin als Auslöser wahrnehmen.
Die Wachstumskurven (Jahrringbreiten) bestätigen das Bild: Später absterbende Bäume zeigen ab den 1990er Jahren stagnierende oder rückläufige Radialzuwächse, während die gesunden Kiefern im Mittel der 2010er Jahre noch Wachstumsschübe aufwiesen. Letzteres hängt wahrscheinlich mit dem CO2-Düngeeffekt und Stickstoffeinträgen zusammen — Faktoren, die vitale Bäume kurzfristig fördern, während gestresste Individuen diese „Mitnahmeeffekte“ nicht mehr in Zuwachs umsetzen können.
Eine methodisch wichtige Erkenntnis ist die Komplementarität der drei Datensätze: Jahrringe allein liefern nur das Endergebnis (weniger Wachstum), aber keine Erklärung. Erst die Isotope offenbaren warum: Es ist eine chronische Stomata-Öffnungs- und Transpirationskrise, kombiniert mit Assimilationsverlust — anders ausgedrückt: Der Baum erstickt langsam am eigenen Wassermangel, während er gleichzeitig hungert.
Was das für die Praxis bedeutet
Für die forstliche Praxis in Deutschland, Österreich und der Schweiz sind die Befunde unmittelbar relevant. Erstens zeigen sie, dass Vitalitätsbeobachtungen zu spät ansetzen. Wer erst eingreift, wenn die Krone 30 Prozent ihrer Nadeln verloren hat, hat den Baum oft schon verloren. Vielversprechender ist ein Isotopen-basiertes Monitoring oder ersatzweise eine jahrringanalytische Rekonstruktion der letzten 20 Jahre, die zumindest retrospektiv zeigt, wo Handlungsbedarf besteht. Forstliche Versuchsanstalten wie die FVA Baden-Württemberg oder das Thünen-Institut arbeiten bereits an derartigen Verfahren.
Zweitens stützt die Studie die waldbauliche Empfehlung, frühzeitig zu durchforsten — nicht erst bei sichtbarem Kronenverlust. Vitalitätserhaltende Eingriffe zwischen dem 60. und 100. Lebensjahr reduzieren den intraspezifischen Wasserkonkurrenzdruck und entlasten die Kronenhydraulik. Wer hingegen zu lange wartet, dem bleibt oft nur noch die Räumung. Die Arbeit liefert damit eine physiologische Begründung für die altbekannte Waldbauregel, dass Vorbeugen besser ist als Sanieren.
Drittens sind die Ergebnisse ein Plädoyer für standortangepasste Baumartenwahl: Wo Rheinhessener Kiefern seit Jahrzehnten am Limit wachsen, ist die Frage nicht „Wie rette ich die Kiefer?“, sondern „Welche Baumart hält hier stand?“. Douglasie, Traubeneiche, Hainbuche und in trockensten Lagen auch die Flaumeiche sind waldbauliche Alternativen, die in derselben Studie nicht betrachtet wurden, deren physiologische Resilienzmechanismen aber in vergleichbaren Projekten aufgegriffen werden sollten.
Limitations und offene Fragen
Die untersuchte Stichprobe umfasst nur 18 Bäume an einem einzigen Standort — das ist gerade noch ausreichend, um die physiologischen Muster zu identifizieren, aber zu wenig für populationsweite Aussagen. Eine Replikation über mehrere Trockenregionen (z.B. Mainfranken, Niederlausitz, Marchfeld) wäre nötig, um zu prüfen, ob die identifizierten Schwellenwerte (δ13C-Anstieg in einer bestimmten Größenordnung, Wachstumsstagnation über mehrere Jahre) übertragbar sind. Außerdem wurden ausschließlich Kiefern untersucht; ob Buche, Eiche und Douglasie dieselben Frühwarnsignaturen zeigen, ist offen — wahrscheinlich, aber unbewiesen. Schließlich fehlt die genetische Komponente: Werden Bäume mit effizienterer Wassernutzung überleben, und könnten gezielte Herkunftsselektion oder Züchtungsprogramme auf Resilienz diese Effekte verstärken? Eine spannende Frage für die Forstpflanzenzüchtung der nächsten Dekade.
Im Vergleich mit früheren Arbeiten derselben Forschungsgruppe — etwa dendroklimatologischen Studien zu Trockenheitsreaktionen mitteleuropäischer Kiefernbestände aus den 2010er Jahren — wird zudem deutlich, dass die hier identifizierten Isotopensignaturen früher und schärfer hervortreten als in den Vorläuferarbeiten, die allein auf Ringbreiten basierten. Das unterstreicht den methodischen Mehrwert der Isotopenzugänge und legt nahe, in künftigen Monitoringprogrammen beide Datentypen parallel zu erheben.
Vertiefung: Was Isotopenchronologien leisten können
Wer noch tiefer einsteigen will, dem seien die methodischen Originalarbeiten zu Jahrring-Stabilisotopen empfohlen — etwa die Arbeiten der Schweizer WSL oder der österreichischen BFW. Auch die methodischen Kapitel der standardisierten Dendrochronologie-Lehrbücher (z.B. Friedrich et al. 2004) bieten eine gute Grundlage, um Isotopenprofile selbst zu lesen und zu interpretieren. Forstpraktiker können sich an lokale forstliche Versuchsanstalten wenden, um bestehende Datenarchive für ihre Region zu nutzen — etwa die intensiven Waldmonitoringflächen des Level-II-Programms, die seit den 1990er Jahren bundesweit betrieben werden und teilweise auch Isotopenzeitreihen vorhalten.
Quelle: Brüllhardt et al., 2026, Tree Physiology. DOI: 10.1093/treephys/tpag059
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information. Keine Rechts- oder Beratungsempfehlung.