Botanik-Professor Ansgar Kahmen erklärt, was mit den Bäumen bei extremer Trockenheit passiert

Beim Waldlabor der Universität Basel in Hölstein sind die Schäden an den Bäumen augenscheinlich. Die Schutzmechanismen der Pflanzen reichen für eine solch lange Trockenperiode nicht aus.

Tobias Gfeller

«Seit dem Frühjahr ist das Wasserdefizit in den Böden massiv. Kurzfristig können dies Pflanzen auffangen, in dem sie ihren Wasserverbrauch reduzieren. Langfristig sind Schäden bei solchen Verhältnissen unvermeidbar», sagt Botanik-Professor Ansgar Kahmen. In den vergangenen Monaten sei es zu deutlich sicht- und messbaren Schäden an den Bäumen in Mittel- und Westeuropa und insbesondere in der Nordwestschweiz gekommen.

Mit seinem Team der Universität Basel untersucht Kahmen seit 2018 im Waldlabor in Hölstein auf einer Fläche von rund 1,7 Hektaren die Einflüsse von Dürre- und Wärmeperioden auf den Wald. Dank der Vielzahl an Baumarten eignet sich die Waldfläche in Hölstein für die Untersuchungen. Mit einem Dach über einem Teil der Fläche wird die Trockenheit dort noch verstärkt. In diesem Jahr unterschieden sich die Niederschlagsmengen unter dem Dach und daneben nur minim.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der Klimawandel voranschreitet, habe sogar ihn überrascht, gibt Ansgar Kahmen zu. «Die Entwicklung war vorgezeichnet. Das Tempo aber nicht.» Umso wichtiger sei es, dass die Forschung mit Projekten wie dem Waldlabor die Auswirkungen messen, dokumentieren und daraus entsprechende Schlüsse ziehen kann. «Wir sind zur richtigen Zeit am richtigen Ort», konstatiert Kahmen.

Tagsüber schrumpfen Stämme
Ein Blatt eines Baums besteht zu 90 Prozent aus Wasser. Jeweils am Morgen öffnen die Blätter ihre Poren, um Kohlendioxid (CO2) aufnehmen zu können. In diesem Prozess verlieren die Blätter Wasser und geben es an die Luft ab. Kahmen spricht von bis zu 3 Litern pro Quadratmeter pro Tag. Kann der Baum das abgegebene Wasser über einen längeren Zeitraum nicht ersetzen und der Wassergehalt fällt unter ein gewisses Mass, entsteht im Baum durch die Saugspannung ein Unterdruck, der für den Baum gefährlich werden kann. «Wir messen, dass Baumstämme tagsüber zusammenschrumpfen und sich in der Nacht wieder ausdehnen», beschreibt der Forscher das Phänomen. «Bei Trockenheit wird diese Saugspannung immer grösser, bis es zu einem hydraulischen Zusammenbruch und damit zu Schäden am Baum kommt.»

Mit fest installierten Sensoren im Boden und an unterschiedlichen Stellen an den Bäumen zur Messung der Feuchtigkeit und Temperatur, mit Drohnenüberflügen und einem Kran, dank dem die Mitarbeitenden bis in die Baumkronen gelangen können, um Messungen an Blättern vorzunehmen, ist in Hölstein eine umfassende Dokumentation der Entwicklungen möglich.

Wurzeln reagieren träge
Die Situation für die Wälder wird durch die trockenen Böden zusätzlich erschwert. Der Einfluss des Untergrunds werde oft unterschätzt, sagt Kahmen. «In diesem Jahr hatten wir lange Phasen mit einer tiefen Luftfeuchtigkeit. Dadurch sind die Böden zusätzlich ausgetrocknet.»

Die Zusammensetzung der Böden, die Topografie der Landschaft und der Standort haben neben der Niederschlagsmenge Einfluss auf die Ausprägung der Trockenheit. In wenigen Monaten sei es für einen Baum nicht möglich, aufgrund der Trockenheit mit der Wurzel tiefer in den Boden zu gelangen.

«Bäume und insbesondere deren Wurzeln reagieren auf äussere Umstände relativ träge. Wir stellen aber fest, dass Bäume mit tieferen Wurzeln mit der Trockenheit besser zurechtkommen», so Kahmen. Zu diesen gehören unter anderem die Elsbeere, Esche und Eiche. Als Bäume mit flachen Wurzeln nennt er die in der Region Basel dominierende Buche, den Bergahorn und die Weisstanne.

Was in den west- und mitteleuropäischen Ländern zurzeit zu beobachten ist, übertreffe den als «Waldsterben» bezeichneten Rückgang der Waldstrukturen in den 1980er-Jahren bei Weitem, mahnt der Botanik-Professor. Die Veränderung der Wälder in der Zusammensetzung der Baumarten ist in der Region Basel spätestens seit dem Sommer 2018 im Gang. Von heute auf morgen werde es aber nicht gelingen, die Wälder den äusseren Einflüssen anzupassen, gibt Kahmen zu bedenken. Auch sei nicht mit Garantie abzuschätzen, welche Baumarten in 50 oder 100 Jahren die richtigen sein werden.

Das Team um Ansgar Kahmen kann die Daten erforschen und interpretieren. Auch können sie die Gesellschaft und die für die Wälder verantwortlichen Organisationen und Behörden beraten. Emotional trifft die Situation der Wälder Kahmen aber nicht. «In der Wissenschaft geht es um die nüchterne Betrachtung von Daten. Emotionen haben dabei nichts verloren.» Als Privatperson sei dies aber etwas anderes, räumt er ein.