Bäume

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Einleitung

Bäume, mehrjährige Pflanzen mit einem meist aufrechten, holzigen Hauptstamm.

Bäume sind nicht nur die größten Lebewesen der Erde, sondern können auch Lebensspannen von mehreren tausend Jahren erreichen. Sie produzieren den wohl wichtigsten Bau- und Werkstoff, nämlich Holz. Ein Baum unterscheidet sich von einem Strauch im Allgemeinen dadurch, dass er nur einen einzigen Hauptstamm bildet. Und im Unterschied zu krautigen Pflanzen besteht dieser Stamm fast ausschließlich aus verholztem Gewebe. Der Hauptstamm kann (wie bei Fichten oder Tannen) bis zum Wipfel durchgehend sein, oder er teilt sich (wie bei Buchen oder Eichen) in einer Höhe von fünf bis zehn Metern in mehrere Hauptäste und entwickelt dadurch eine oft charakteristische Krone. Bäume einiger kleinerer Arten entwickeln manchmal mehrere Stämme, ähnlich wie Sträucher. Die meisten größeren Baumarten wachsen jedoch ausschließlich in der erwähnten typischen Baumform.

Hinsichtlich ihrer Dimensionen findet man bei Bäumen eine erstaunliche Vielfalt. Kompakte, dicke Riesenbäume wie der ostafrikanische Baobab können bei einer Höhe von nur etwa 20 Metern Stammdurchmesser von über zehn Metern haben. Australische Eukalyptusbäume erreichen dagegen Höhen von bis zu 132 Metern; diese Rekordhöhe wurde im 19. Jahrhundert gemessen. Ein als „General Grant” bezeichneter kalifornischer Riesenmammutbaum ist zwar nur 89 Meter hoch, weist aber einen Stammdurchmesser von 12,3 Metern auf. Der verwandte Immergrüne Mammutbaum (auch Redwood oder Küstensequoia genannt) wird zwar nicht so dick, stellt aber mit Höhen bis 115 Meter die derzeit höchsten Bäume der Welt.

Frei stehende Altbäume sind durch Windwurf oder Stammbruch besonders gefährdet, wenn ihr Verhältnis zwischen Höhe und Stammfußdurchmesser den Faktor 50 überschreitet; dies berichtete 2002 ein Wissenschaftler des Forschungszentrums Karlsruhe. Ein 60 Meter hoher Baum mit einem Stammfußdurchmesser von nur einem Meter (dieses Verhältnis entspricht also dem Faktor 60) wäre erheblich gefährdet, weil Wind die Krone des relativ dünnen Baumes weit herabbiegen könnte und der Baum „kopflastig” würde. Einzeln aufgewachsene Bäume haben zumeist einen relativ dicken Stamm (Faktor 25 bis 35), Bäume im geschlossenen Bestand streben jedoch auf Kosten des Dickenwachstums schnell zum Licht und sind daher gefährdet, wenn sie durch forstliche Maßnahmen frei gestellt werden.

Die kleinste Baumart, die Zwergweide, wächst in einigen der unwirtlichsten Gegenden der Erde: in der Arktis, aber auch in Hochregionen der Alpen. Nur wenige Zentimeter groß schmiegt sie sich eng an den Boden und versteckt ihre Blätter zwischen Kieseln, um sich vor den heftigen Winden zu schützen. Ihr Wachstum ist auf wenige, klimatisch günstige Wochen im Sommer beschränkt, während derer auch die kleinen, pelzigen Blüten ausgebildet werden. Man könnte die Bonsaibäume ebenfalls zu den kleinsten Bäumen der Erde zählen. Hier handelt es sich aber um das Ergebnis besonderer Pflegemaßnahmen. Durch Beschneiden und Nährstoffmangel können beispielsweise Ahorn oder Eiche, aber auch viele andere Baumarten, in ihrem Wachstum so eingeschränkt werden, dass hundert Jahre alte Bonsais nur etwa einen halben Meter hoch sind.

Bäume kann man neben der systematischen Gliederung (z. B. in Gattungen oder Familien) auch nach anderen Gesichtspunkten einteilen, etwa in sommergrüne (laubwerfende) und immergrüne Bäume. Immergrüne Bäume tragen ihre Blätter das ganze Jahr über, wobei sie stets einen kleinen Teil ihrer älteren Blätter abwerfen und diese durch neue Blätter, allerdings auf neu gewachsenen Zweigen, ersetzen. Man unterscheidet zwei häufige immergrüne Blatttypen: (1) Nadelblätter, unter denen die festen, schmalen, nadel- oder schuppenartigen Blätter der meisten Koniferen (Nadelhölzer) charakteristisch sind; und (2) die breiten, flächigen Blätter der Bedecktsamer (Angiospermen), deren immergrüne Arten hauptsächlich in tropischen Gebieten vorkommen, aber auch in gemäßigteren Zonen zu finden sind.

Sommergrüne Bäume verlieren ihre Blätter alljährlich, normalerweise vor Beginn der kältesten und dunkelsten Jahreszeit. Der biologische Sinn des hormonell gesteuerten Laubabwurfs besteht vor allem darin, die Transpiration in der kalten Jahreszeit einzuschränken, da der im Winter häufig gefrorene Boden dem Baum keinen Wassernachschub ermöglicht. Problematisch wäre dies besonders an den gelegentlichen warmen und sonnigen Wintertagen. Dann würde der Baum versuchen, Photosynthese zu betreiben, er würde seine Spaltöffnungen öffnen und dabei sofort Wasser verlieren, ohne es aus dem Boden nachsaugen zu können. Der Wasserverlust würde den Baum vertrocknen lassen, was manchmal durchaus bei den eigentlich dagegen geschützten Immergrünen passieren kann und als Frosttrocknis bezeichnet wird.

Ein weiterer Vorteil des Blattabwurfs besteht darin, alte, beschädigte oder durch Umwelteinflüsse beeinträchtigte Blätter samt den akkumulierten Schadstoffen abzuwerfen und durch neue zu ersetzen. Um zu verhindern, dass wertvolle Inhaltsstoffe beim Blattabwurf verloren gehen, werden vorher Zucker, Aminosäuren und Mineralstoffe aus dem Blatt in Stamm oder Wurzel transportiert, wo sie bis zum Frühjahr gespeichert werden. Bei diesem Prozess, der den Herbst durch die Entwicklung prächtiger Blattfarben optisch besonders reizvoll erscheinen lässt, wird der grüne Blattfarbstoff, das Chlorophyll, zerstört. Ursprünglich überdeckte Farben werden sichtbar, aber auch andere, artspezifische Verfärbungen entwickeln sich im Lauf der Absterbevorgänge. Bei Bäumen in Trockengebieten, wo weniger Kälte oder Lichtmangel, als vielmehr Wassermangel der limitierende Umweltfaktor ist, werden die Blätter sinnvollerweise mit Beginn der Trockenzeit abgeworfen.

Das Pflanzenhormon Abscisinsäure sorgt für die Ausbildung eines Trenngewebes aus Kork am Ansatz des Blattstieles, so dass das Blatt im Wind leicht abbricht und zu Boden fällt. Die immergrünen Bäume in den warmen Tropen haben solche Probleme nicht; die in den kalten Breiten hingegen müssen sich sowohl gegen Trockenheit als auch gegen Kälte wappnen. Dafür wandeln sie zu Beginn des Herbstes bzw. mit dem Einsetzen der möglichen Frostperiode die unlösliche Stärke in den Blättern in lösliche Zucker um, die (ähnlich dem Glykol im Autokühler) als Frostschutzmittel dienen. Gegen Trockenheit sind die Blätter durch massive, lackähnliche Blattüberzüge aus Cutin oder durch dicke Wachsschichten geschützt.

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Systematische Einordnung

Alle Bäume sind Samenpflanzen. Man unterscheidet (1) Gymnospermae (Nacktsamer), deren Blüten meist wie Zapfen aussehen (daher der alternative Name Koniferen nach lateinisch conifer: Zapfen tragend) und (2) Angiospermae, die auch als Bedecktsamer bezeichnet werden. Diese eigentümlichen Namen rühren daher, dass man bei den Nacktsamern die Samen direkt in den Zapfen sehen kann, während bei den Bedecktsamern die Samen in einem Fruchtknoten eingeschlossen sind, aus dem die Frucht (beispielsweise eine Apfelsine) hervorgeht. Die Bedecktsamer lassen sich in zwei Klassen unterteilen: die Einkeimblättrigen (Monocotyledonae) und die Zweikeimblättrigen (Dicotyledonae). Diese Namen beziehen sich auf die Zahl der allerersten Blätter nach Keimung der Samen. Von den insgesamt 80 000 bis 100 000 Baumarten sind fast alle zweikeimblättrig. Es gibt nur einige Hundert einkeimblättrige und weniger als 1 000 nacktsamige Arten.

Alle fünf heute lebenden Ordnungen der Nacktsamer bestehen hauptsächlich aus Baumarten. Die bedeutendsten nacktsamigen Ordnungen sind die Coniferales (Pinales) und die Taxales, die zusammen die Koniferen bilden. Unter den Bedecktsamern gibt es nur wenige einkeimblättrige Baumarten. Die einzige einkeimblättrige Familie, die überwiegend aus Bäumen besteht, sind die Palmen, deren Gattungen in den tropischen und subtropischen Regionen der ganzen Welt heimisch sind. Eine weitere baumartige Gattung der Einkeimblättrigen bilden die Drachenbäume, die vor allem auf den Kanarischen Inseln, aber auch in den Bergen von Marokko und auf der Insel Sokotra vorkommen. Allerdings ist anzumerken, dass alle einkeimblättrigen Bäume trotz ihres teils imposanten Erscheinungsbildes (Kokospalmen werden bis 30 Meter hoch) kein festes, stabiles Holz bilden, aus dem sich Bretter schneiden lassen. Vielmehr erzeugen sie wegen ihrer besonderen Wachstumsweise im Stamm nur verklebte Faserbündel, da ihnen eine spezielle Wachstumszone, das Kambium, fehlt.

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Evolution

Bäume existieren erst seit dem Devon des Erdaltertums (siehe Paläozoikum). Als erste Baumgattung, die zwar noch zu den Sporenpflanzen gehörte, aber bereits die Gestalt und weitere Merkmale von Samenpflanzen aufwies, gilt Archaeopteris. Die ältesten den Paläobotanikern bekannten Samenpflanzen unter den Bäumen gehören zur Gattung Cordaites, deren Ursprung in der frühen Devonperiode liegt und die am Ende des Paläozoikums ausstarb. Die älteste bekannte und noch immer vorkommende Ordnung, die der breitblättrigen, nacktsamigen Ginkgoales, ist heute nur noch durch eine einzige Art vertreten, den Ginkgobaum. Er besitzt eigenartige fächerförmige Blätter, die sich im Herbst leuchtend gelb verfärben, weshalb der ursprünglich aus China stammende Baum heute überall gern in Gärten und Parkanlagen gehalten wird. Nadelhölzer gibt es ungefähr seit Mitte des Karbons. Bedecktsamige Bäume tauchen später in der jüngeren Kreidezeit des Mesozoikums auf, und mit Beginn des Pliozäns im Känozoikum hatten sich alle heute bekannten Gattungen entwickelt. Die Mehrheit der fossilen Baumblätter, die in Felsformationen des Pliozäns gefunden werden, können von den Blättern heutiger Bäume bereits nicht mehr unterschieden werden.

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Ansprüche an Klima und Boden

Bäume gedeihen überall, wo im größten Teil des Jahres genügend Wasser vorhanden ist und ausreichende Temperaturen gegeben sind. In Wüstengebieten oder Regionen, wo das Wasser gerade für Graslandvegetation ausreicht, gibt es nur wenige Bäume. Hier wachsen Bäume nur bei künstlicher Bewässerung, in Wüstenoasen oder als Galeriewälder entlang von Flüssen oder Bächen, wo sie das Grundwasser nutzen, das auch nach dem Versiegen des temporär fließenden Oberflächenwassers noch verfügbar ist. In hohen Gebirgslagen, z. B. am Kilimanjaro, oder in kälteren Breiten wird das Baumwachstum durch die kurze Vegetationsperiode bestimmt, so dass sich aus der Kombination von niedrigen Temperaturen und/oder geringer Sonneneinstrahlung eine Grenze für das Baumwachstum (Baumgrenze) einstellt. Selbst für die relativ kältegewohnten Koniferen reicht der sehr kurze Sommer nicht aus, um Nadeln und Samen reifen zu lassen. Vereinzelt an der Baumgrenze verkrümmt und verdreht wachsende Bäume werden Krummholz genannt. Unter idealen Bedingungen jedoch wachsen Bäume in großen Gruppen und bilden in Form von Wäldern eigene Ökosysteme.

Die Klima- und Bodenansprüche von Bäumen variieren von Art zu Art. Die meisten Baumarten sind weit verbreitet, wobei aber meist nur ein kleiner Teil ihres Verbreitungsgebiets den Bäumen ein optimales Wachstum ermöglicht. Die häufigste Art in einem bestimmten Gebiet wird als dominant bezeichnet. In vielen Waldgebieten Mitteleuropas dominiert beispielsweise die Rotbuche (siehe Buchengewächse). Wie 1999 im Wissenschaftsmagazin Nature berichtet wurde, entfalten europäische Bäume ihre Blätter seit einigen Jahren durchschnittlich sechs Tage früher, da der Frühling früher einsetzt, und sie werfen die Blätter mit dem späteren Herbstbeginn fünf Tage später ab als in den sechziger Jahren. Diese Verlängerung der Wachstumsphase gilt als Folge der globalen Erwärmung.