Nadelbäume wachsen auf anderen Kontinenten bis zu viermal schneller

Ein Baum, der besonders schnell wächst, braucht viel Wasser. Bei Dürre müsste ihm sein hoher Verbrauch eigentlich zum Verhängnis werden. Doch Kiefern auf der Südhalbkugel stellen diese Vorstellung auf den Kopf: Sie wachsen bis zu viermal schneller als ihre Artgenossen auf der Nordhalbkugel und kommen gleichzeitig besser mit Trockenheit zurecht. Das berichtet ein internationales Forschungsteam unter Leitung des chilenischen Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB).

Besonders erstaunlich ist, dass es sich um dieselben Baumarten handelt. Kiefern, die ursprünglich aus Nordamerika oder Europa stammen, wachsen heute auch in Chile, Argentinien und Neuseeland. Dort legen sie erheblich schneller an Holz zu und erholen sich nach Dürreperioden besser. Die Wissenschaftler um Alex Fajardo von der Universität Talca verglichen dafür Bäume an 192 Standorten auf vier Kontinenten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal Nature.

Jahresringe verraten, wie schnell Nadelbäume wachsen

Zu den neun untersuchten Arten aus der Familie der Kieferngewächse gehörten die Waldkiefer, die Monterey-Kiefer und die Drehkiefer. Um ihre Entwicklung über viele Jahre nachzuvollziehen, entnahmen die Wissenschaftler dünne Bohrkerne aus den Baumstämmen. Die Jahresringe verraten, wie viel Holz die Bäume jährlich bildeten und wie sich trockene Jahre auf ihr Wachstum auswirkten.

Dabei lassen sich drei Eigenschaften unterscheiden:

Wachstum: Die Breite der Jahresringe gibt Auskunft über den jährlichen Holzzuwachs.
Trockenheitsresistenz: Sie beschreibt, wie wenig das Wachstum während einer Dürre zurückgeht.
Erholungsfähigkeit: Sie gibt an, wie gut ein Baum nach einer Trockenperiode wieder wächst.

Höhere Energiereserven helfen Kiefern bei Trockenheit

Eine mögliche Erklärung liegt im Stoffwechsel der Bäume. Die eingeführten Kiefern verfügten über größere Vorräte an Zucker und Stärke. Diese sogenannten nichtstrukturellen Kohlenhydrate dienen als Energiereserven. Sie helfen Pflanzen, auch unter ungünstigen Bedingungen wichtige Lebensfunktionen aufrechtzuerhalten.

Zudem unterschieden sich die Kohlenstoffisotope im Holz der Bäume. Die Werte deuten darauf hin, dass die Kiefern auf der Südhalbkugel ihre Photosynthese bei Wassermangel weniger einschränken mussten. Zusammen mit den höheren Kohlenhydratreserven spricht das für eine größere Aufnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Wie viel Kohlenstoff ganze Wälder langfristig speichern, lässt sich daraus allerdings nicht unmittelbar ableiten.

Ohne natürliche Feinde wachsen Kiefern möglicherweise schneller

Studienleiter Fajardo vermutet einen weiteren Grund für das ungewöhnliche Wachstum. In ihrer ursprünglichen Heimat müssen sich Kiefern gegen spezialisierte Insekten, Krankheitserreger und konkurrierende Pflanzen behaupten. In fremden Lebensräumen fehlen manche dieser natürlichen Gegenspieler oder kommen seltener vor.

Die Bäume könnten deshalb weniger Energie für ihre Abwehr benötigen. Zusätzliche Ressourcen stünden dann für das Wachstum und die Bewältigung von Trockenheit zur Verfügung. Dieser Zusammenhang ist bislang allerdings nicht nachgewiesen. Auch andere Unterschiede zwischen den Lebensräumen könnten zu den beobachteten Vorteilen beitragen.

Heimische Südbuchen vertragen Trockenheit ähnlich gut

In Chile untersuchten die Wissenschaftler auch heimische Südbuchen der Gattung Nothofagus, die unmittelbar neben Kiefernplantagen wachsen. Ihre Wachstumsraten lagen zwischen denen der eingeführten Kiefern und deren Artgenossen auf der Nordhalbkugel. Bei Trockenheit erwiesen sich die Südbuchen jedoch als ähnlich widerstandsfähig wie die gebietsfremden Nadelbäume.

Für die Speicherung von Kohlenstoff besitzen die einheimischen Arten einen weiteren Vorteil: Ihr Holz hat eine höhere Dichte. Pro Kubikmeter können sie deshalb mehr Kohlenstoff binden. Fajardo hält es daher für sinnvoll, bestehende heimische Wälder zu erhalten und ihre natürliche Erneuerung zu fördern, statt ausschließlich auf schnell wachsende Kiefernplantagen zu setzen.

Eingeführte Kiefern verdrängen teilweise heimische Arten

Die hohe Anpassungsfähigkeit eingeführter Kiefern kann auch Probleme verursachen. Einige Arten breiten sich weit über ihre ursprünglichen Pflanzflächen hinaus aus. In der chilenischen Region Aysén betrifft das insbesondere die nordamerikanische Drehkiefer. Sie besiedelt zunehmend Flächen außerhalb der Plantagen und kann dort die heimische Vegetation beeinträchtigen.

Ob ihr schnelles Wachstum und ihre hohe Trockenheitstoleranz diese Ausbreitung begünstigen, ist noch ungeklärt. Der Zusammenhang wurde nicht unmittelbar untersucht. Für die Aufforstung mit gebietsfremden Arten bleibt deshalb entscheidend, neben dem Holzzuwachs auch mögliche Auswirkungen auf die Artenvielfalt und die Entwicklung der heimischen Wälder zu berücksichtigen.

Kurz zusammengefasst:

Schnelleres Wachstum: Kiefern aus der Nordhalbkugel wachsen auf der Südhalbkugel bis zu viermal schneller als Artgenossen in ihrer ursprünglichen Heimat.
Bessere Trockenheitstoleranz: Die eingeführten Kiefern überstehen Dürren besser und erholen sich schneller, möglicherweise weil sie größere Zucker- und Stärkereserven besitzen.
Risiken für heimische Wälder: Einige eingeführte Kiefernarten können sich unkontrolliert ausbreiten und heimische Pflanzen verdrängen, weshalb schnelles Wachstum allein kein Grund für ihre Anpflanzung ist.

Übrigens: Auch in Deutschland hängt die Widerstandsfähigkeit von Wäldern stark von ihrer Artenzusammensetzung ab. Eine Untersuchung der Universität Leipzig ergab, dass Bäume Trockenperioden besser bewältigen, wenn sie Wasser auf unterschiedliche Weise aufnehmen und nutzen.