Tiefgreifende Veränderungen beginnen mitunter schleichend: “Im Gegensatz zu den meisten Naturkatastrophen beginnt eine Dürre, bevor sich Symptome zeigen”, schreibt Toby Ault. In einem Übersichtsartikel beschreibt der Klimaforscher der Cornell University in Ithaca (US-Staat New York) im Magazin “Science”, wie ausgedehnte Dürreperioden in den vergangenen Jahrhunderten Imperien wie etwa die Maya-Reiche zum Kollaps brachten.

“Künftige Dürren können jene der vergangenen Jahrhunderte bezüglich Dauer, Ausprägung und Frequenz in den Schatten stellen”, mahnt Ault in einer “Science”-Schwerpunktausgabe zu den Folgen von Trockenheit.

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Langsam wachsende Pflanzen besonders gefährdet

Wie sich der Wassermangel speziell auf Bäume auswirkt, beschreibt in dem Magazin ein internationales Team um Timothy Brodribb von der University of Tasmania in Hobart. Demnach gefährdet der rapide fortschreitende Klimawandel gerade solche eher langsam wachsende Pflanzen besonders. “Baumsterben wird meist beobachtet, wenn Trockenheit und hohe Temperaturen zusammenfallen”, schreibt das Team. Zudem mache diese Kombination Bäume anfälliger für Schädlingsbefall.

Nur wenige Baumarten könnten ihren Lebensraum schnell genug wechseln, um mit den gegenwärtigen Veränderungen Schritt zu halten. Ansonsten müssten Bäume sich mit Anpassungsmechanismen behelfen. “So erlaubt das Abwerfen von Blättern, die zur Transpiration vorhandene Blattoberfläche schnell zu verringern und bei Trockenheit den Wasserverlust zu begrenzen.” Diese Kronenverlichtung beschränke aber Produktivität und Wachstumsrate und im Wettbewerb mit anderen Arten möglicherweise das Überleben.

Bäume verlieren früher ihre Blätter

Der Übersichtsartikel deckt sich mit Resultaten der hiesigen, gerade vorgelegten Waldzustandserhebung 2019. “Die letzten beiden Jahre 2018 und 2019 haben gezeigt, dass der Klimawandel endgültig und für alle sichtbar im deutschen Wald angekommen ist”, schreibt das Thünen-Institut für Waldökosysteme in Eberswalde, das den Bericht erstellt hat. “Die anhaltende Dürre in den Vegetationszeiten hat verbreitet zum vorzeitigen Abfallen der Blätter geführt.”

Bei den vier häufigsten Baumarten habe sich der Kronenzustand weiter verschlechtert. Noch nie seit Beginn der Erhebungen im Jahr 1984 war der Anteil der Bäume ohne Kronenverlichtung demnach so gering. 2019 war nur jede fünfte Baumkrone (22 Prozent) intakt - nach 28 Prozent im Jahr zuvor. Und etwa jeder dritte Baum (36 Prozent) wies eine deutliche Kronenverlichtung auf. Im Jahr davor waren es mit 29 Prozent noch merklich weniger gewesen.

“Die Perioden mit Trockenstress haben in den letzten Jahren deutlich zugenommen”, sagt Koordinatorin Nicole Wellbrock vom Thünen-Institut. Für den jährlichen Bericht begutachten Experten jedes Jahr im Hochsommer rund 10 000 Bäume in einem Stichprobennetz, das insgesamt etwa 16 mal 16 Kilometer misst und als repräsentativ für das Bundesgebiet gilt.

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Die häufigsten Arten im Einzelnen

Bei der Fichte (Picea abies) - der in hiesigen Wäldern häufigsten Baumart - stieg der Anteil der deutlichen Kronenverlichtungen von 30 Prozent im Jahr 2018 auf 36 Prozent. Ohne Verlichtung waren noch 28 Prozent, nach 30 Prozent im Vorjahr.

Bei der Kiefer (Pinus sylvestris) nahm der Anteil der deutlichen Kronenverlichtungen von 15 auf 26 Prozent zu. Der Anteil der Bäume ohne Kronenverlichtung sank von 31 Prozent im Jahr 2018 auf 18 Prozent.

Selbst bei der eher als robust geltenden Buche (Fagus sylvatica) stieg der Anteil der deutlichen Kronenverlichtungen ebenfalls stark - von 39 auf 47 Prozent. Der Anteil ohne Verlichtung sank von 19 auf 16 Prozent.

Bei Trauben- und Stieleiche (Quercus petraea und Q. robur) hatte jeder zweite Baum (50 Prozent) eine deutliche Kronenverlichtung, 2018 waren es 42 Prozent gewesen. Der Anteil ohne Verlichtung sank von 20 auf 17 Prozent.

Schäden des letzten Sommers werden sich bald zeigen

Damit nicht genug: Dem Bericht zufolge sind bislang bereits 180.000 Hektar Wald (1800 Quadratkilometer) abgestorben - das entspricht gut zwei Dritteln der Fläche des Saarlands (2570 Quadratkilometer). Und Wellbrock zufolge starben 2019 zum ersten Mal seit dem Waldsterben in den 1980er Jahren Fichtenbestände flächenhaft ab.

Zudem wurden vorgeschädigte Bestände besonders stark vom Borkenkäfer befallen. Die Baumgerippe sorgten vorigen Sommer bei Wanderern etwa im Harz oder in der Sächsischen Schweiz für Entsetzen. Wellbrock betrachtet diese Entwicklung als das Ende der Fichtenkultur in tiefen Lagen: “Die Forstwirtschaft wird dazu übergehen, andere Baumarten anzupflanzen.”

Für das laufende Jahr befürchtet sie eine weitere Verschärfung der Lage: “Schädigungen offenbaren sich meist erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung.” Die Schäden des heißen Sommers 2019 würden sich in den kommenden Monaten zeigen. Zudem drohe nach dem milden Winter erneut verstärkter Insektenbefall - und auch der bislang sehr trockene und sonnige April verheiße nichts Gutes. “Wir gehen davon aus, dass der Trend anhält. Wir werden großflächige Schäden sehen.”

Mitteleuropas Buchen könnten aussterben

Wie stark etwa Buchen unter der Trockenheit leiden, beschreibt Christian Ammer von der Universität Göttingen am Beispiel des Nationalparks Hainich in Thüringen. In dem Waldgebiet, das aufgrund seines einzigartigen Buchenwald-Bestands Unesco-Weltnaturerbe ist, sterben Buchen an flachgründigen Südhängen flächig ab.

Ausgerechnet der Buche, seit Jahrtausenden die dominierende Baumart Mitteleuropas, könnten die klimatischen Veränderungen große Probleme bereiten, befürchtet Ammer. “Buchen schränken ihren Wasserverbrauch bei Trockenheit erst dann ein, wenn kein Wasser mehr da ist. Erst dann schließen sie ihre Spaltöffnungen. Man kann nur hoffen, dass sie mit dieser Strategie auch mehrere trockene Sommer hintereinander in großer Zahl überleben werden.”

In Südeuropa wachsende Buchen-Varianten, die heißtrockenes Klima besser vertragen, könnten nicht schnell genug nach Norden vordringen. "Niemand weiß, wie schnell sich so eine Baumart, die frühestens im Alter von 30 Jahren fruktifiziert und sich nur alle fünf Jahre reproduziert, an die wechselnden Bedingungen anpassen kann", sagt Ammer.

2019 war ein besonders schlimmes Jahr

Wie empfindlich sogar Bäume im südlichen Ostseeraum trotz der dort relativ hohen Luftfeuchtigkeit reagieren, berichtet ein Team um Martin Wilmking von der Universität Greifswald im Fachblatt “Environmental Research Letters”. Dort können zwar reichlich Winter-Niederschläge Bäumen über einen trockenen Sommer hinweghelfen, aber gerade das Jahr 2019 habe “voll durchgeschlagen”, sagt Wilmking. “Die Buche leidet extrem.” Das zeige neben lichten Kronen auch der extrem dünne Baumring im Trockenjahr 2019.

Eichen und Kiefern, die als trockenheitstolerant gelten, setzen bei der Kombination von Trockenheit, Wärme und milden Wintern vor allem Schädlinge zu: Regional machen Eichen laut Ammer Fraßgemeinschaften aus Frostspannern, Eichenwicklern, Eichenprozessionsspinnern und Schwammspinnern zu schaffen, Kiefern leiden aufgrund der trockenen Sommer verstärkt am sogenannten Diplodia-Triebsterben, verursacht vom Pilz Sphaeropsis sapinea.

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Stickstoff setzt Bäumen zu

Verschlimmert wird der Zustand der Bäume durch einen weiteren Faktor: das Überangebot an Stickstoff durch Industrie, Verkehr und Landwirtschaft. Mit viel Stickstoff könnten Bäume zwar schneller wachsen, erläutert Wellbrock, sie bräuchten dann aber entsprechend auch andere Nährstoffe wie Phosphor und Kalium. Fehlten die, würden Blätter vergilben und verbraunen. Zudem werde Stickstoff als Ammonium (NH4) in die Wälder eingetragen und lasse die Böden versauern.

Waldökologe Ammer nennt einen weiteren Aspekt: “Bäume bilden Wurzeln, wenn sie an Wasser und Nährstoffe kommen wollen. Wenn sie aber gut nährstoffversorgt sind, wird das Wurzelwachstum eingeschränkt.” Durch das Überangebot an Stickstoff, so der Experte, seien die Wurzelsysteme weniger ausgeprägt. Bei gutem Wasserangebot sei das nicht unbedingt ein Problem, “aber bei Trockenheit geht das zu Lasten der Wasserversorgung”.

Der Wald wird sich stark verändern

Die Baumbilanz ist umso bedrückender, als Wälder eine wichtige Rolle im Klimaschutz übernehmen, denn sie speichern Kohlenstoff: Bundesweit sind in lebenden Bäumen und Totholz rund 1,26 Milliarden Tonnen Kohlenstoff gebunden, so ein Inventurbericht von 2017 - Streuauflage und oberste Bodenschicht nicht mitgerechnet. Jährlich entlastet der hiesige Wald die Atmosphäre demnach um rund 62 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Waldschäden könnten diese Bilanz verschlechtern - und so den Klimawandel verstärken.

“Trockene und warme Bedingungen werden im Sommer eher die Norm sein in den nächsten Jahrzehnten”, sagt der Greifswalder Experte Wilmking. Das werde Struktur und Zusammensetzung der Wälder verändern. “Wald wird es immer geben”, sagt der Göttinger Forscher Ammer, “aber wenn die Entwicklung so weitergeht, wird er anders aussehen.” “Der Wald wird nicht sterben”, sagt Wellbrock. “Er wird sich aber stark verändern. In 30 bis 40 Jahren werden andere Baumarten das Waldbild bestimmen.”

Einige Arten könnten sich anpassen

Wie der Wald der Zukunft aussieht, dazu gibt es nur Spekulationen. Diskutiert wird, vermehrt Arten aus anderen Erdregionen anzupflanzen, die mit dem künftigen Klima möglicherweise besser zurechtkommen. Ammer zufolge sollte das aber keinesfalls großflächig und nur in Mischung mit einheimischen Arten erfolgen. “Es gibt keine nicht-heimische Art, die man vorbehaltlos empfehlen könnte.” Auch sollte man das Anpassungspotenzial einheimischer Arten nicht unterschätzen.

Wilmking hält es für möglich, dass sich einige der derzeitigen Arten an das neue Klima anpassen können. Es gebe Hinweise darauf, dass Nachkommen von trockenheitsgestressten Bäumen sich - im Gegensatz zur Vorgängergeneration - besser auf solche Bedingungen einstellen könnten. Aber das brauche Zeit und gehe auf Kosten der Holzerträge. “Wir müssen die natürlichen Prozesse zulassen”, rät Wilmking, “auch wenn sie etwas länger dauern.”

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RND/dpa