Bäume

Jeder sieht sie täglich, aber kennen wir sie denn wirklich? Um diese Frage zu beantworten braucht ihr nur den folgenden Text zu lesen, viel Spaß dabei.

BÄUME

Jeder sieht sie täglich,aber kennen wir sie denn wirklich? Um diese Frage zu beantworten braucht ihr nur den folgenden Text zu lesen, viel Spaß dabei.

Die Bäume begleiten den Menschen seit tausenden von Jahren, angefangen vom ersten Feuer, den Baumfrüchten bis hin zum vielseitig einsetzbaren Baustoff Holz.

Ihr seht, die Bäume und deren Produkte umgeben uns tagtäglich zuhause,auf der Arbeit oder im Supermarkt…aber kennen wir unsere Freunde denn wirklich?

Hier nun eine kleine Einführung oder Auffrischung in Sachen Bäume, es gibt einiges Interessantes zu entdecken worüber man sich ansonsten kaum Gedanken macht.

Man nehme ein Samenkorn und arbeitet es in den Erdboden ein und ein paar Monate später treibt ein neuer Sprössling aus und es ist die Geburtsstunde eines neuen Baumes.

Im folgenden möchten wir euch den Aufbau eines Baumes und seiner Bestandteile kurz erklären um zu verstehen wie was miteinander zusammenhängt.

Baumaufbau

Wurzeln

Die Baumwurzel verankert den Baum nicht nur im Boden, sondern besteht ihre Hauptaufgabe darin, Stamm, Zweige, Blätter, Blüten und Früchte mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen.

Über die feinsten Wurzeln nehmen Bäume Wasser und Nährstoffe auf, wenn die Wurzeln dann schließlich absterben, tragen sie zur Bildung von Humus im Boden bei. Sie sind daher von zentraler Bedeutung im Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf von Wäldern.

Im Alter nehmen die Feinwurzeln kein Wasser mehr auf und entwickeln sich zu Grob- und später zu Starkwurzeln.

Ein Baum entwickelt mit der Zeit ein mächtiges Wurzelgeflecht, die Faustregel besagt das die breite der Baumkrone oberirdisch gleichzusetzen ist mit der breite des Wurzelsystem unterirdisch.

Die Feinwurzeln sind dabei sehr wichtig, in Baumschulen jedoch ergibt sich folgendes Problem:

wenn man einen 1,5 Meter hohen Baum nimmt, hätte er als Bsp. eine Krone von 1 Meter, demnach würde er auch eine solche Wurzelmasse benötigen. Da die Wurzelmasse aber zu groß ist, wird der Baum seit seiner Aufzucht regelmäßig umgetopft und dabei auch die Wurzelmasse beschnitten.

Studien haben gezeigt das die Feinstwurzeln sehr wichtig für einen Baum sind und bei solch beschnittenen Bäumen schlechter nachwachsen als bei natürlich gewachsenen Bäumen.

Natürlich gewachsene Bäume haben bessere Widerstandskräfte gegen Schädlinge und Dürren.

Zum Schluss noch ein Wort zu den verschiedenen Wurzelformen, die Wurzeltypen unserer heimischen Bäume lassen sich in drei Kategorien einteilen: Herzwurzel, Flachwurzel und Pfahlwurzel.

Wurzelwuchsformen

Herzwurzler: Linde, Buche, Hainbuche, Bergahorn, Spitzahorn, Amberbaum, Kirsche, Tulpenbaum, Buchs, Ginkgo, Ilex, Lärche, Douglasie

Flachwurzler: Fichte, Birke, Weide, Feuerahorn, Eschen-Ahorn, Fächerahorn, Silberahorn, Rosskastanie, Pappel, Felsenbirne, Judasbaum, Magnolie

Pfahlwurzler: Tanne, Eiche, Kiefer, Esche, Esskastanie, Ulme, Walnuss, Zerreiche, Weiß- und Apfeldorn

Stamm

Der Stamm wächst anfangs von einem kleinen Zögling über die Jahre zu einem stattlichen Baum heran, aber wie das genau funktioniert sehen wir uns mal etwas genauer an.

Die Borke oder auch äußere Rinde schützt den Baum vor Umwelteinflüssen, wie z.B. starker Sonneneinstrahlung, Kälte, Hitze, Pilz- und Insektenbefall. Wenn diese irgendwann verletzt wird so können ungehindert Pilze eindringen, deshalb ist jeder Baum bemüht Verletzungen schnellstmöglich zu schließen.

Der Bast oder auch innere Rinde versorgt den Baum mit Nährstoffen. Er stirbt relativ schnell ab und verwandelt sich in Kork und anschließend in Borke.

Das Kambium ist eine dünne Zellschicht, die der eigentlich wachsende Teil des Baumes ist. Er ist verantwortlich für die Bildung von Borke und Holz. Gesteuert wird dies durch Pflanzenhormone (Auxine), die im Frühjahr in den Blattknospen der Zweigspitzen gebildet werden.Im Kambium werden während der Wachstumsperiode drei Arten von Zellen gebildet: Die eine Art von Zellen dient zur eigenen Vergrößerung. Auf den Stammquerschnitt bezogen gibt es zudem noch Bastzellen an seiner Außenseite und Holzzellen an seiner Innenseite. Ein Teil der Bastzellen verholzt und wird zur Borke. Bast und Borke bilden die Rinde, wobei die Borke die Bastzone vor äußeren Einwirkungen schützt. Durch das Wachstum reißt die Borke auf, was der Rinde ihr typisches Aussehen gibt.

Das Splintholz stellt die Wasserleitungen (Leitungsbahnen) des Baumes dar, sie dienen dazu, Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln in die Blätter zu transportieren. Auf dem Rückweg befördern die Leitungsbahnen lebenswichtige Stoffwechselprodukte, die in den Blättern gebildet werden, zu den Wurzeln. Mit der Bildung neuer Splintholzringe verlieren die inneren Ringe ihre Funktion und werden zu Kernholz.

Im Kern des Stammes verläuft ein Markzylinder, von dem aus sich die Markstrahlen bilden. In ihnen ist der Stoffwechseltransport auch in waagerechter Richtung möglich. Die Zellen wachsen nicht das ganze Jahr über gleichmäßig. Im Frühjahr werden große Zellen gebildet, die es erlauben, große Mengen an Wasser und Nährstoffen zu transportieren. Beides wird für die Blattentwicklung benötigt. Dieses Holz, das sich im Frühjahr und Sommer bildet, wird Frühholz bezeichnet. Die Zellen sind weiträumig, dünnwandig und von heller Farbe. Sind alle Blätter ausgebildet, nimmt die Wachstumsgeschwindigkeit ab. Zum Herbst hin werden dann mehr und mehr Reservestoffe eingelagert, die für den Neuaustrieb im nächsten Jahr benötigt werden. Zellen, die im Spätsommer und Herbst entstehen, werden als Spätholz bezeichnet. Sie sind engräumig, dickwandig und von dunkler Farbe – es bilden sich die sogenannten Jahresringe aus.

Der Unterschied von Weichholz und Hartholz besteht aus den Lignin und anderen Zellstoffen, die in einem porösen Verbund ineinander verwachsen sind. Die Mikroporen im Holz sorgen für den Wassertransport und können auch als Speicher wirken. Schnell wachsende Hölzer haben viele und große Poren. Sie können entsprechend viel Wasser aufnehmen und schwimmen im trockenen Zustand. Langsam wachsende Harthölzer haben wesentlich weniger Poren. Ihre Dichte kann so hoch sein, dass sie nicht von sich aus auf Wasser schwimmen. Der Unterschied in der Dichte ist deshalb eher von der Struktur, als von dem eigentlichen Material des Holzes begründet.

Blätter und Nadeln

Um die Photosynthese zu erfüllen, besitzt das Blatt an seiner Oberseite eine Schicht von dicht gepackten, länglichen, palisadenartig angeordneten Zellen, welche reich an Lichtabsorbierenden Chloroplasten sind. An der Unterseite des Blattes befindet sich ein lückenreiches, schwammartiges Durchlüftungsgewebe, dessen Spaltöffnungen dafür sorgen, dass Außenluft ins Blattinnere eindringt, damit Kohlendioxid- und Sauerstoffgas ausgetauscht werden können. Durch diese – je nach Bedarf verschließbaren – Öffnungen kann auch Wasser verdunsten. Leitbündel mit Wasser- und Stoffleitungsbahnen sowie Versteifungsgewebe durchziehen das Blatt; sie sind als sogenannte Nerven sichtbar.

Blattaufbau

Alle diese Zellen- und Gewebeteile sind ringsum eingekleidet von der Epidermis, einer blattschützenden Zellschicht, welcher überdies ein wasserundurchlässiger, widerstandsfähiger Film aufgelagert ist, die Cuticula.

Und die Nadeln der Nadelbäume?

Auch sie sind im Grunde nichts anderes als Blätter. Biologen sprechen daher auch nicht von der Nadel, sondern von einem Nadelblatt.

Entstanden sind Nadeln vor allem als evolutionäre Anpassung an große Trockenheit. Diese herrscht auch im Winter, da eine Baum durch das Einfrieren des Bodens kein Wasser aus dem Erdreich mehr aufnehmen kann. Für den Baum herrscht im Winter also Trockenheit.

Damit das nicht zu bedrohlichen Zuständen führt, hat der Baum im Laufe seiner Evolution versucht, die Wasserverluste über die Blätter immer mehr zu begrenzen, so dass das dem Baum zur Verfügung stehende Wasser nicht einfach verdunstet. Die Blätter wurden im Lauf der Zeit immer kleiner (geringere Verdunstung wegen deutlich kleinerer Oberfläche).

Ein großer Teil des Nadelblattes besteht aus totem Festigungsgewebe, die Wände zwischen den einzelnen Zellen sind sehr dick ausgeführt und oft zwei- bis dreifach verstärkt. Die Nadeln werden – anders als Blätter – auch in Längsrichtung sehr häufig von Harzkanälen durchzogen. Das alles macht die Nadeln robust und so stabil, dass der Nadelbaum sie auch über den trockenen Winter behalten kann und nicht wie Laubbäume ihre Blätter abwerfen muss.

Ein europäischer Laubbaum trägt durchschnittlich 30.000 Blätter und kann im Sommer mehrere hundert Liter Wasser verdunsten. Eine 80-jährige, alleinstehende Rotbuche ist z.B. 25 Meter hoch, hat eine Baumkrone mit einem Durchmesser von 15 Meter und bedeckt eine Standfläche von 160 m². In ihren 2700 m³ Rauminhalt finden sich 800.000 Blätter mit einer gesamten Blattoberfläche von 1600 m², deren Zellwände zusammen eine Fläche von 160.000 m² ergibt. Bei Obstbäumen sind die Laubmengen wegen der geringeren Wuchshöhe und Kronendurchmesser wesentlich kleiner: Ausgewachsene Hochstämme von Apfel oder Süßkirsche haben meist unter 100.000 Blätter.

 

Weil in dichten Wäldern nur ca. 3% des Sonnenlichts durch das dichte Blätterdach gelangt, haben die kleineren Bäume sich angepasst und ihre Blätter auf Schattenblätter umgestellt damit sie überleben können. Wenn irgendwann mehr Licht zur Verfügung stehen sollte (weil z.B. ein alter Baum abstirbt, umknickt oder gefällt wird) werden die Blätter mit weniger Lichtempfindlichen Blättern ausgetauscht, bei den Nadelbäumen funktioniert es gleichfalls, nur ist da die Wechselzeit um einiges höher als bei Laubbäumen.

Wachstum

Zum Wachstum benötigen Bäume Wasser,Licht und Nährstoffe (u.a. Zucker).

In einem Urwald wo die Bäume nach ihren eigenen Gesetzen wachsen, haben die alten Bäume mächtige Kronen gebildet und „saugen“ das Tageslicht auf um ihre Fotosynthese zu betreiben. Jeder Lichtstrahl ist wichtig und trägt zum Wachstum bei, lediglich 3% der Lichtstrahlen treffen unter dem Kronendach auf den Waldboden, wo der Baumnachwuchs sehr langsam heranwächst.

Damit diese Jungbäume aber überleben können verbinden sich deren Wurzeln mit denen der erwachsenen „Mutterbäume“ und erhalten so Zucker und andere Nährstoffe.

Die kleineren Bäume bilden dazu noch spezielle und sehr empfindliche Schattenblätter- und Nadeln um so effektiv wie möglich die Fotosynthese betreiben zu können.

Leistung Photosynthese

Sobald der Erwachsene Baum abstirbt entsteht eine Lücke wo ungehindert Sonnenlicht bis zum Boden gelangt und die Jungbäume ihre empfindlichen Blätter oder Nadeln umstellen auf weniger empfindliche um jetzt die Fotosynthese anzukurbeln.

Die am schnellsten wachsenden Bäume füllen die entstandene Lücke und der langsam absterbende Mutterbaum gibt die restlichen Reserven über die Wurzeln an seinen Nachwuchs weiter (laut neuesten Erkenntnissen von Suzanne Simard,Universität British Columbia).

Warum sind die Bäume so sozial eingestellt?

Sie wissen ganz genau das jede Lücke gefährlich für alle Bäume im Wald ist und ein Baum alleine nur schwer überleben kann, deshalb bilden sie eine Gemeinschaft die sich auch in Notlagen gegenseitig unterstützt….erstaunlich, oder?

 

Forstwirtschaft

In der Forstwirtschaft liegt das Durchschnittsalter von Bäumen bei 70-120 Jahre, was bei einem möglichen alter von bis zu 400-1000 Jahren quasi nur ein Bruchteil dessen ist, was ein Baum erreichen könnte.

Laut Forstwirtschaft ist ein junger Wald vitaler und wenn das Ende des schnellen Wachstums erreicht wird (nach 70-120 Jahre) kommt die Fällung und damit die Vermarktung.

Das eigentliche Anliegen ist halt das ab einem gewissen Alter der Pilzbefall zunimmt und dadurch das Holz von der wirtschaftlichen Seite her gesehen minderwertiger wird, von der ökologischen Seite her wäre aber noch wesentlich mehr Luft nach oben hin möglich.

CO2 Bindung

Jeder Baum speichert in seinen Wurzeln, im Stamm und den Ästen CO2*, je älter er wird desto mehr Masse baut er auf und desto mehr CO2 wird auch gebunden. Stirbt der Baum irgendwann ab so wird beim zersetzen der CO2 teilweise wieder freigegeben.

Je tiefer man in den Boden vordringt, desto weniger Leben gibt es dort was die Biomasse zersetzen könnte.

Oberirdisch wird eine Humusschicht gebildet wo ebenfalls der Verrottungsprozess abläuft, aber auch gleichzeitig CO2 gespeichert wird.

Wenn man z.B. Kahlschlag betreibt und sich diese Humusschicht durch die Sonne erwärmt, wird dadurch der Zersetzungsprozess beschleunigt und über das normale Maß hinaus verstärkt, d.h. Es wird mehr CO2 freigegeben als normal.

Um 1 Tonne CO2 aufnehmen zu können, muss die Buche etwa 80 Jahre wachsen (12,5 Kg CO2 Speicherung pro Jahr).

Wird eine Buche nach 120 Jahren gefällt, hat sie demnach ca. 1,5 Tonnen CO2 gespeichert und nach 300 Jahren ca. 3,75 Tonnen CO2.

Dieses Beispiel soll verdeutlichen wie viel CO2 gespeichert werden könnte wenn man die Bäume alt werden lässt und somit unsere eigene Lebensgrundlage geschützt wird.

Nehmen wir nun als Vergleich eine Buche und eine Fichte:

bei gleichen Durchmesser und gleicher Wuchshöhe speichert die Buche ca. 1 Tonne mehr CO2 als eine Fichte, das liegt an der höheren Holzdichte der Buche, demnach ist immer ein Laubbaum einen Nadelbaum vorzuziehen.

Ursprünglich wurde Deutschland fast komplett von Buchenwäldern bedeckt, bis die Industrialisierung einsetzte und die Wälder Flächendeckend gerodet wurden.

*Beim Thema CO2 wird immer von der CO2 Speicherung bei Bäumen gesprochen, dies ist nur bedingt richtig.

Beim Wachstum der Bäume entzieht der Baum der Atmosphäre CO2 und verwendet für seinen Biomassenaufbau im Zuge der Photosynthese nur den Kohlenstoff (C) und setzt den Sauerstoff (O2) wieder frei, demnach wird nur der Kohlenstoff (C) eingelagert.

In der Öffentlichkeit wird aber die „CO2“ Debatte geführt und im folgenden Text wird ebenfalls CO2 zwecks besserer Verständigung verwendet.

Wald
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