Wenn Bäume Sonnenbrand bekommen
Eine Spezialkamera stellte fest, wann Hitze und Trockenheit Veränderungen an Eichenblättern hervorrufen. Bild: Alyssa Kullberg (WSL)
Wenn im Boden genügend Wasser verfügbar ist, können junge Bäume hohe Temperaturen aushalten. Ist der Untergrund hingegen zu trocken, können sie sich nicht ausreichend abkühlen und sind anfällig für Überhitzung und Blattschäden. Dies hat eine gemeinsame Studie der WSL und der ETH Lausanne gezeigt.
Können sich Wälder an ein heisseres und trockeneres Klima anpassen? Die Waldbewirtschaftung muss es, und das erfordert ein besseres Verständnis dafür, wie sich Hitze und Trockenheit auf Bäume auswirken. Eine Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und der ETH Lausanne (EPFL) zeigt gemäss Mitteilung, dass die Erwärmung an sich nicht das grösste Problem für Bäume darstellt.
Auf dem Gelände der WSL in Birmensdorf ZH wachsen seit über fünf Jahren Buchen und Flaumeichen in Klimakammern. In diesen Miniaturgewächshäusern setzten die Forscher die Bäume unterschiedlicher Bodenfeuchtigkeit und Lufttemperaturen aus. Sowohl Hitze als auch Trockenheit stellt eine Stressquelle dar.
Vergleich zwischen Buche und Flaumeiche
Die Forscher wählten Buche und Flaumeiche, da diese für die Wirtschaft und die Waldökosysteme Mitteleuropas von Bedeutung sind. «Die Flaumeiche wächst hauptsächlich in mediterranen Gebieten, kommt aber auch in der Schweiz vor. Wir wollten ihre Wassernutzungsstrategie mit jener der Buche vergleichen, einem Baum, der besonders im Jungstadium empfindlicher auf Trockenheit reagiert», sagt Alyssa Therese Kullberg, Pflanzenökophysiologin am Forschungslabor für Pflanzenökologie der EPFL-WSL, die die Studie durchgeführt hat.
Sowohl Hitze als auch Trockenheit stellt eine Stressquelle dar. Um eine Überhitzung zu vermeiden, kühlen sich die Blätter ab, indem sie über ihre Poren Wasser abgeben, was als Transpiration bezeichnet wird. Ist jedoch das Bodenwasser knapp, schliessen sich die Poren, die Transpiration stoppt, und das Blatt wird geschädigt, was als Versengung bezeichnet wird. In dieser Situation stehen Bäume vor der schwierigen Entscheidung, entweder weiter zu transpirieren, um ihre Blätter zu kühlen, oder ihre Poren zu schliessen, um Wasser zu sparen.
Der Kühlmechanismus scheint zu funktionieren
Im Experiment untersuchten die Forscher die Wärmeregulierung der Bäume, indem sie die Blatttemperaturen massen sowie Farbveränderungen infolge von Schäden erfassten. Selbst bei intensiver Hitze scheint der Kühlmechanismus zu funktionieren. «Es kann zu leichtem Sonnenbrand mit geringfügigen Schäden am Fotosynthesesystem kommen, doch diese sind in der Regel nur vorübergehend», sagt Kullberg.
Werden sie jedoch denselben Temperaturen und trockenem Boden ausgesetzt, reicht das Wasser für die Transpiration nicht aus, und die Poren der Blätter schliessen sich, um Wasser zu sparen. Die Blätter dehydrieren und überhitzen. Bei Buchen führt dies zu Versengungen, die sich als braune Flecken auf dem geschädigten Blattgewebe zeigen.
Eiche vertragen kritische Bedinungen besser
Eichen verhalten sich jedoch anders: «Wir haben bei Eichenblättern kaum Versengungen festgestellt, obwohl ihre thermischen Toleranzgrenzen fast genauso häufig überschritten wurden wie die der Buchenblätter», sagt Kullberg. «Mit anderen Worten: Beide Arten erreichten genauso oft kritische Temperaturen, aber die Eiche schien diese Bedingungen besser zu vertragen. Das war eine Überraschung – und lässt sich nicht vollständig durch die Mechanismen erklären, die wir in unserer Studie gemessen haben.»
Die Studie ist die erste, die experimentell belegt, dass es zu dauerhaften Schäden in Form von Versengungen kommt, wenn die Blätter von Bäumen ihre thermische Sicherheitsgrenze überschreiten – das heisst, wenn die Temperatur kritische Werte erreicht. Dies tritt insbesondere unter Trockenheit auf. «Deshalb sind wir von diesem Ergebnis wirklich begeistert», sagt Kullberg.
Versuch dauert weitere zwei Jahre
Die Bäume im Versuch werden noch zwei weitere Jahre unter den Versuchsbedingungen wachsen. Mit mehr Daten können die Forscher weiter untersuchen, ob Bäume, die bereits Wassermangel erlebt haben, widerstandsfähiger gegen Hitze und Trockenheit sind, weil sie sich an schwierige Bedingungen anpassen.
Nicole D'Orazio
Veröffentlichung: 17. April 2026 / Ausgabe 16/2026
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