Die Jahresringe der Bäume – was können sie uns sagen?

Natur und Umwelt

¿Quién no se ha detenido alguna vez ante un majestuoso árbol antiguo y se ha preguntado cuántos años tendrá aquel venerable gigante? De afuera no se le puede ni estimar su edad. ¿Serán 200 o 400 años, o acaso 1.000 o 2.000? No todas las especies arbóreas poseen la misma longevidad, no todas muestran la misma flexibilidad ante condiciones adversas. ¿Cómo podemos satisfacer nuestra curiosidad al respecto?

Viele wissen zwar, dass der Baum, versteckt unter seiner Rinde, jedes Jahr einen schmalen Holzring zulegt, der ihn, in eben diesem Rhythmus, dicker und dicker werden lässt; aber dieses «Jahrbuch», denkt man, ist sein Geheimnis, das er nur nach seinem Tod preisgibt.

Es wäre schlimm, wenn die Vielfalt an Erkenntnissen, die uns diese Jahreschronik bietet, nur mit dem Opfertod des «Berichterstatters Baum» erschlossen werden könnte. Glücklicherweise entwickelte schon im 19. Jahrhundert ein erfinderischer Forstmann in Europa den Zuwachsbohrer. Das ist ein Gerät, das statt eines massiven Stahlschaftes ein Rohr benutzt, das an einem Ende mit messerscharfen Gewindezügen und am anderen mit einer Querstange bestückt ist, die genau da, wo sie das Loch des Rohres quert, eine entsprechende Öffnung besitzt, sodass der Zugang ins Innere des Rohres frei ist. 

Mit solchen Geräten, die entsprechend der Dicke des infrage stehenden Baumes länger oder kürzer sein müssen, kann man nun je nach Fragestellung bis ins Mark eines Baumes einen etwa einen Zentimeter dicken Kanal bohren, ohne dass dessen Inhalt zerstört wird. Vielmehr bleibt er heil wie der Korken, den man aus einem Flaschenhals zieht. In diesem Fall geschieht das mit einer langgestreckten halbmondförmigen Stahlblechzunge, die zwischen Bohrerwand und Holzinhalt geschoben wird und Widerhaken in Zugrichtung aufweist. Damit lässt sich der sogenannte Bohrspan bei nötiger Vorsicht in seiner Gänze aus dem Bohrloch ziehen, und man kann an ihm die Jahresringe des Baumes ablesen. Diese werden dadurch sichtbar, dass zu Beginn der Vegetationsperiode weitlumiges, helles Frühholz und später englumiges, dunkleres Spätholz gebildet wird. So entsteht ein jährlicher Rhythmus aus einer hellen und einer darauffolgenden dunkleren Holzzone, die zusammen einen Jahresring bilden. 

Das entstandene Bohrloch im Baum kann sofort nach der Bohrung mit Wachs geschlossen werden, um es vor dem Eindringen von holzzerstörenden Pilzen zu schützen. So entsteht kein nennenswerter Schaden.

Suche nach uralten Zeitzeugen

Am Anfang stand die bloße Neugier. Forstbotaniker waren interessiert daran, die Langlebigkeit von Bäumen zu erkunden, und Altertumsforscher sowie Geografen versprachen sich davon Hinweise auf die Begleitumstände, die diese Bäume durchlebt haben. Wichtige Ergebnisse dieser Suche werden in dem 2025 erschienenen wunderschönen Buch «In the Circle of Ancient Trees» von Valerie Trouet zusammengefasst. Darin ist ein Kapitel den Studien über Alter und Jahrringchronologien von vieltausendjährigen Alercebäumen gewidmet, die in Chile unter Dr. Antonio Lara und dem international anerkannten Spezialisten Dr. Jonathan Barichivich an der Universidad Austral de Chile in Valdivia durchgeführt worden sind. Letztgenannter ist Autor des oben erwähnten Buchkapitels, das am Beispiel von Alercebäumen in der Bergkammzone der chilenischen Küstenkordillere viel über deren Alter und weitere Forschungsaktivitäten in der Fachrichtung «Jahrring-Chronologie» enthält.

Das «Paradestück» bildet dabei ein in den frühen 1970er Jahren des vorigen Jahrhunderts entdeckter lebender Baumriese mit einem Durchmesser von 4,2 Metern und einer Höhe von 28 Metern. Nach einer Faustregel ist die durchschnittliche Jahrringbreite eines Alercebaums nur etwa 1 Millimeter. Wenn der Radius (die Hälfte des Durchmessers) 2,1 Meter misst, wäre der Baum bei einer solchen durchschnittlichen Jahrringbreite 2.100 Jahre alt. In der Tat hatte sich diese Faustregel bei einem 1970 in Argentinien gefällten Alerce-Baum bestätigt.

Aber Wissenschaftler geben sich nicht mit fremder Leute Faustregeln zufrieden. So standen die chilenischen Forscher vor der Herausforderung, an dem mutmaßlich ältesten lebenden Alercebaum in der Küstenkordillere – bekannt als «Alerce Milenario» – mit einer zerstörungsfreien Methode zu einer exakten Altersbestimmung zu gelangen. Es gelang ihnen allerdings nur, die ersten 90 Zentimeter zu durchbohren und damit einen Bohrspan zu entnehmen, der 43 Prozent des gesamten Baumradius ausmachte; die inneren 57 Prozent blieben vorläufig im Ungewissen. Immerhin fanden sich auf der auszählbaren 90-Zentimeter-Zone bereits 2.465 deutlich identifizierbare Jahresringe. Mit Hilfe ausgefeilter Statistikmethoden konnte nun die Jahrringzahl der unbekannten inneren Zone des Baumes bis zur Markröhre (Alter 0) derart genau eingeschätzt werden, dass mit 80-prozentiger Sicherheit ein Gesamtalter des Baumes von mehr als 5.000 Jahren konstatiert werden kann. Damit handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um den ältesten bekannten lebenden Baum mit eigenem autonomen Wurzelsystem der Welt. Eine entsprechende Veröffentlichung in der Zeitschrift Science im Jahr 2022 dokumentiert dieses wissenschaftliche Highlight.

Bohrspananalyse als Grundlage für die forstliche Planung

Als Prinzip der Nachhaltigkeit in der Forstwirtschaft gilt,dass nicht mehr Holz geerntet werden darf als nachwächst. Man braucht als Kontrollgröße also den Zuwachs pro Jahr und damit auch das Baumalter. Beides kann aus dem oben genannten Bohrspan abgeleitet werden. Die Zahl der Jahrringe vom Baumäußeren bis zur Markröhre entspricht dem Alter des Baumes, wenn die Bohrung an der Stammbasis angesetzt wurde. Die Breite eines Jahrrings entspricht dem Radialzuwachs eines Jahres, aus dem der Volumenzuwachs des Baumes hergeleitet werden kann. So kann beispielsweise geschätzt werden, wie lange der Baum noch stehenbleiben muss, bis er den Zieldurchmesser erreicht, für den seine Ernte geplant wird. Wenn dies dem Leser zu technisch klingt, dann kann auch als ökofreundlicheres Beispiel der Planungsfall dienen: Ein ungleichaltriger Naturwald soll so bewirtschaftet werden, dass seine naturnahe Struktur permanent erhalten bleibt, weil seine Nutzung so feinfühlig (das heißt stammweise) erfolgen soll, dass garantiert nicht mehr als sein Zuwachs abgeschöpft wird und damit gerade genug Licht durch das vorsichtig aufgelockerte Kronendach einfällt, dass hier und da junge Baumschösslinge nachwachsen können.

Jahrringanalyse und Klimaforschung

Inzwischen ist die Jahrringchronologie zu viel mehr als einem Instrument forstlicher Planung geworden. Da die Faktoren Wärme und Feuchtigkeit die wichtigsten Treiber für den Dickenzuwachs von Bäumen sind, gibt es eine klare Abhängigkeit zwischen Klima und Jahrringbreite. Diese wird besonders an solchen Bäumen deutlich, die seit Urzeiten über ihre Konkurrenten hinausragten und damit von ihnen nicht überschattet werden konnten. Unterschiedliche Nährstoffverhältnisse als Wachstumseinfluss kann man ausschließen, indem man nur Bäume mit ähnlichen Bodenbedingungen vergleicht. Dann ist es nur noch das wechselnde Klima von Jahr zu Jahr, das die jeweilige Jahrringbreite bestimmt. Und langjährige Klimaverhältnisse bestimmen ganz spezifische Sequenzen von Jahrringbreiten nicht nur in einem Baum, sondern auch bei seinen Artgenossen in der Nähe. Der Glücksfall bei Alerceholz liegt darin, dass es mehr als alle anderen chilenischen Holzarten gegen Fäule resistent ist. Findet man einen Baumstumpf oder einen alten Stammteil, der vor hundert oder mehr Jahren einem lebenden Baum zugehörig war, so kann man ihm immer noch eine intakte Stammscheibe entnehmen, auf der die Jahrringsequenzen registrierbar sind. Die Forscher können nun verschiedene Fundstücke mit unterschiedlichen Lebensspannen so übereinander montieren, dass gleiche Sequenzen miteinander zur Deckung gebracht werden, und weil jedes benutzte Relikt einen eigenen Zeitraum abdeckt, lässt sich nun die Lebensspanne des einzelnen Zeitzeugen in einer Art «Patchwork» ausweiten. Dr. Antonio Lara ist es so gelungen, die Sommertemperaturen im südandinen Raum vom Jahre 3.672 vor unserer Zeitrechnung bis zum Jahr 2009 nach Christi Geburt nachzuweisen, das heißt über 5.681 Jahre! Das eröffnet wichtige Einblicke für die Klimaforschung. Man kann untersuchen, ob es in der Geschichte ähnlich warmtrockene Perioden gegeben hat wie die aktuelle, man kann versuchen, die Ergebnisse mit Sonnenzyklen in Übereinstimmung zu bringen und eventuell sogar Prognosen zukünftiger Temperaturmuster daraus ableiten. Das sind nur einige der möglichen Perspektiven, die anzeigen, wie ergiebig die Dokumentation von 5.000 Jahren Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnissen sein kann.

Waldbrände als naturgeschichtliches Phänomen

Wie wir zurzeit gerade schmerzlich erleben, sind Klimaverlauf und Waldbrandfrequenz eng miteinander verknüpft, und Waldfeuer hinterlassen einen schwarzen «Fingerabdruck» in einer Sequenz von Jahrringen. Folgende gesunde Ringe zeigen, dass das Ereignis überlebt wurde. Alte Alercebäume, aber auch Araukarien, zeichnen sich durch eine dicke, schwer brennbare Borke aus, die das empfindlichere Baumkambium vor Bodenfeuern schützen kann. Steht der Baum an einem Hang, dann schädigt das Feuer, das immer hang-
aufwärts läuft, die hangaufwärts gelegene Seite des Baumstamms stärker als die hangabwärts gelegene. So entstehen einseitige Wunden, die immer wieder «vernarben» müssen und dicke schwarze Unterbrechungen der Jahrringfolge nach sich ziehen. Man kann so auf Heftigkeit und Richtung des Feuers schließen, das vor Jahrhunderten oder gar Jahrtausenden geherrscht hat. 

Heftigere Feuer, die nur die starkborkige Alerce überstehen konnte, haben also alles andere rundherum vernichtet und so Einstrahlungsverhältnisse geschaffen, die der lichtbedürftigen Alerce Gelegenheit gaben, sich durch neue Sämlinge zu verjüngen, die sonst der Konkurrenz schattenwerfender Laubbaumarten unterlegen gewesen wären. Bodenfeuer sind also eine wichtige Bedingung für die Lebenszyklen mancher Baumarten – und nicht ausschließlich zerstörerisch. Und wenn die infrage stehende Baumart so langlebig ist, wie die Alerce, genügt offenbar nur ein einziges kräftigeres Feuer alle paar hundert Jahre, um das Überleben der Art zu sichern. Solche und ähnliche Einblicke in den Lebenskalender eines Uraltbaumes können helfen, die Dynamik von Werden und Vergehen einer Baumart auf unserem Erdball zu verstehen.

Viel mehr ließe sich erzählen über Analyseergebnisse und Anwendungsbereiche der Jahrringchronologie. Sie hat – bevor sie sich als Wissenschaft entwickelte – so berühmten Dichtern wie Rainer Maria Rilke als Bild in der ersten Strophe seines Gedichts «Ich lebe mein Leben…» gedient, in der er sagt:

Ich lebe mein Leben in wachsenden Ringen,die sich über die Dinge ziehn;

Ich werde den letzten vielleicht nicht vollbringen,aber versuchen will ich ihn…

Das sagt sich wahrscheinlich der alte Alercebaum in der chilenischen Küstenkordillere, auch angesichts der fortschreitenden Klimaerwärmung, an der er, wie die Forscher nachweisen konnten, bereits sichtlich leidet.