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Internationale Studie zur Wirkung des Klimawandels auf das Baumwachstum

Weltweit wachsen Stadtbäume schneller

Für die Studie sind Proben von Baumkernen aus Metropolen wie hier in Südafrikas Hauptstadt Kapstadt genommen und analysiert worden. (Foto: TUM)
Für die Studie sind Proben von Baumkernen aus Metropolen wie hier in Südafrikas Hauptstadt Kapstadt genommen und analysiert worden. (Foto: TUM)

Forschung

Bäume in Metropolen wachsen weltweit seit den 60er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts schneller als Bäume in ländlicher Umgebung. Dies belegt erstmals eine Studie zum Einfluss des städtischen Wärmeinseleffektes auf das Baumwachstum, die unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) durchgeführt wurde. Die Analyse des internationalen Forscherteams zeigt zugleich, dass das Wachstum der Stadtbäume schon seit Längerem sich verändernden Klimabedingungen ausgesetzt ist, was sich für Bäume im ländlichen Umfeld gerade erst einstellt.

„Während die Auswirkungen des Klimawandels auf das Baumwachstum in Wäldern umfassend untersucht wurden, gibt es für Stadtbäume bislang kaum Informationen“, sagt Professor Hans Pretzsch vom Lehrstuhl für Waldwachstumskunde der TUM. Die vom Bayerischen Ministerium für Umwelt und Verbraucherschutz sowie von der Audi Stiftung für Umwelt unterstützte Studie, die im Fachmagazin „Nature Scientific Reports“ veröffentlicht wurde, hat zum ersten Mal das Wachstum von Stadtbäumen weltweit systematisch auf Trends untersucht, die von veränderten Umweltbedingungen herrühren.

Eine zentrale Motivation für das Team um Professor Pretzsch sei der Trend zur globalen Urbanisierung: So soll laut Berechnungen der Vereinten Nationen die städtische Bevölkerung bis 2030 um mehr als 60 Prozent zunehmen – mit weiterhin steigender Tendenz. Nachdem Stadtbäume das Klima in Städten verbessern, zu Wohlbefinden und Gesundheit der Stadtbewohner beitragen, zeigen diese Prognosen, dass ihre künftige Bedeutung für urbane Lebensqualität noch steigen wird.

Für die Studie sind Proben von Baumkernen aus den Metropolen Berlin, Brisbane, Hanoi, Houston, Kapstadt, München, Paris, Prince George, Sapporo und Santiago de Chile genommen und analysiert worden. Die Städte wurden so ausgewählt, dass unterschiedliche Klimazonen abgedeckt wurden. Die Bandbreite reichte von borealem, über gemäßigtes, mediterranes bis hin zu subtropischem Klima. Insgesamt nahm das Forscherteam der TUM knapp 1400 meist ausgewachsene Bäume in ihren Fokus. In jeder Stadt wurde eine typische und vorherrschende Baumart ausgewählt und sowohl im Stadtzentrum als auch in der ländlichen Umgebung untersucht.

Stadtbäume wachsen um ein Viertel schneller als Landbäume

„Wir können zeigen, dass Stadtbäume bei gleichem Alter im Durchschnitt größer sind als ländliche Bäume, denn die Stadtbäume wachsen schneller“, sagt Prof. Pretzsch. Bei näherer Betrachtung nehme der relative Größenunterschied von städtischen gegenüber ländlichen Bäumen mit zunehmendem Alter wieder ab, bleibe jedoch relevant. „Während der Unterschied im Alter von 50 Jahren noch etwa ein Viertel beträgt, sind es bei einem Baumalter von hundert Jahren immer noch knapp 20 Prozent.“

Die Ursache für die Wachstumsbeschleunigung der Stadtbäume sehen die Forscher im so genannten Wärmeinseleffekt. Dieser Effekt führt in Stadtzentren zu einer stärkeren Aufheizung und somit höheren Temperaturen. Verglichen mit der ländlichen Umgebung kann diese Temperatursteigerung zwischen drei und zehn Grad Celsius ausmachen. Höhere Temperaturen können in zweierlei Hinsicht das Wachstum von Bäumen steigern: Einerseits regen sie die photosynthetische Aktivität an. Andererseits verlängern sie die Vegetationsperiode, was die Zeitspanne im Jahr vergrößert, in der Bäume wachsen können.

Die zunächst positiv erscheinende Wachstumssteigerung geht aber auch mit einem schnelleren biologischen Altern der Bäume einher. Das raschere Durchlaufen des Lebenszyklus kann dazu führen, dass Stadtverwaltungen unter Umständen künftig früher für Ersatz überalterter, früher absterbender Bäume sorgen müssen, urteilt Pretzsch.

Der Klimawandel beschleunigt das Wachstum allgemein

Ungeachtet des Vorsprungs der Stadtbäume kann das Team um Prof. Pretzsch mit der Studie ebenso zeigen, dass sowohl städtische als auch ländliche Bäume durch den Klimawandel seit den 1960er Jahren schneller wachsen. Diese Beobachtung spiegelt ein Muster wider, das bereits international in vergleichbaren Studien für Waldbäume berichtet wurde.

„Die allgemeine Wachstumsbeschleunigung bei allen Bäumen um rund 20 Prozent, über die wir in der aktuellen Studie berichten, ist vergleichbar mit früheren Befunden über Wälder. Dieser Effekt wurde auch in der landwirtschaftlichen Produktion beobachtet“, sagt Waldwachstumskundler Pretzsch. Offensichtlich gab und gibt es Änderungen der Umweltbedingungen, die ein beschleunigtes Baumwachstum über verschiedene Klimazonen hinweg fördern. „In diesem Zusammenhang werden neben der globalen Erwärmung auch Düngungseffekte durch die ansteigende atmosphärische CO2-Konzentration und vermehrte Stickstoffdepositionen als mögliche treibende Kräfte diskutiert.“

Trotz möglicher negativer Auswirkungen des globalen Klimawandels auf Bäume – wie Dürreereignisse, die das Wachstum einschränken oder sogar zum Absterben von Bäumen führen können – scheinen die beobachteten Bäume bisher profitiert zu haben. Dies geschah auf einheitliche Weise: Sowohl städtische als auch ländliche Bäume über alle untersuchten Klimazonen hinweg beschleunigten ihr Wachstum in den vergangenen Jahrzehnten erheblich.

Auch wenn Stadtbäume generell schneller wachsen als ländliche Bäume, haben letztere zumeist stärker vom Klimawandel profitiert. Dies könnte ein bald eintretendes Limit andeuten. „Wir vermuten das, weil Stadtbäume durch den Wärmeinseleffekt den Klimawandel quasi vorverlegt erleben“, sagt Prof. Pretzsch – „in einer derzeit laufenden Studie versuchen wir solche Mechanismen aufzudecken, um rechtzeitig problematische Nebeneffekte zu erkennen.“

Publikation:

Hans Pretzsch, Peter Biber, Enno Uhl, Jens Dahlhausen, Gerhard Schutze, Diana Perkins, Thomas Rötzer, Juan Caldentey, Takayoshi Koike, Tran van Con, Aurélia Chavanne, Ben du Toit, Keith Foster, Barry Lefer: Climate change accelerates growth of urban trees in metropolises worldwide, Nature Scientific Reports 11/2017. DOI: 10.1038/s41598-017-14831-w

Kontakt:

Prof. Dr. Hans Pretzsch
Technische Universität München
Lehrstuhl für Waldwachstumskunde
Tel: +49 (8161) 71 - 4710
E-Mail: hans.pretzsch@tum.de

Hier nimmt Co-Autor Jens Dahlhausen eine Probe an einem Stadtbaum von Paris....
Hier nimmt Co-Autor Jens Dahlhausen eine Probe an einem Stadtbaum von Paris....
...und hier ist Prof. Hans Pretzsch in Kapstadt bei der Arbeit. (Fotos: TUM)
...und hier ist Prof. Hans Pretzsch in Kapstadt bei der Arbeit. (Fotos: TUM)