Überraschung im Wald: Bäume tauschen untereinander Kohlenstoff aus

19.04.2016 - Schweiz

Waldbäume nutzen Kohlenstoff nicht nur für sich – sie tauschen auch grosse Mengen davon über ihre Wurzeln mit Nachbarbäumen aus. Diese Entdeckung machten Botaniker der Universität Basel. Der intensive Kohlenstoffhandel von Baum zu Baum – auch zwischen verschiedenen Arten – verläuft über symbiotische Pilzfäden im Boden.

Dass Pflanzen durch die Fotosynthese Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen, ist bekannt. Der dabei entstehende Zucker wird zum Bau von Zellulose, Holzstoff (Lignin), Eiweiss und Fett verwendet, also der Grundbausteine der Pflanze. Während ein Baum wächst, wird Zucker von den Blättern zu den Wachtumsstellen transportiert: zu den Zweigen, Stämmen, Wurzeln und den mit diesen verbundenen Wurzelpilzen (Mykorrhizapilze).

Bäume mit Kohlenstoffdioxid begast

Dr. Tamir Kleinund Prof. Christian Körner von der Universität Basel sowie , Dr. Rolf Siegwolf vom Paul-Scherrer-Institut (PSI) berichten nun, dass der Zuckertransport weiter geht als bisher angenommen. In einem Waldstück nahe Basel nutzten sie einen Baukran und ein Netzwerk feiner Schläuche, um die Kronen fast 120 Jahre alter, 40 Meter hoher Fichten mit Kohlendioxid zu begasen, das mit einer Markierung versehen war. Dafür benutzten die Forscher ein Kohlendioxid, das gegenüber normaler Luft eine tiefere Konzentration des seltenen, etwas schwereren ¹³C-Kohlenstoffatoms aufweist.

Während das markierte Kohlendioxid für die Bäume keinen Unterschied macht, konnten die Botaniker seine Spur mit einem Atom-Massen-Spektrometer im ganzen Baum verfolgen. So liess sich der durch die Photosynthese aufgenommene Kohlenstoff von den Baumwipfeln bis zu den Wurzelspitzen nachweisen. Die Forscher fanden, dass der markierte Kohlenstoff nicht nur in neuen Wurzeln der behandelten Fichtenbäume auftaucht. Dasselbe Signal trugen auch die Wurzeln benachbarter Bäume, die nicht markiert worden waren – auch von anderen Baumarten.

«Wald mehr als Summe der Bäume»

Der einzige Weg, auf dem der Kohlenstoff von der Fichte zur Buche, Föhre oder Lärche – oder umgekehrt – gelangen konnte, war jener über die dünnen Fäden der gemeinsamen Mykorrhizapilze. Pflanzen im Unterholz blieben völlig unmarkiert, weil sie andere Pilzpartner haben als die Bäume. Den entdeckten wechselseitigen Transport grösserer Kohlenstoffmengen zwischen ausgewachsenen, nicht verwandten Baumarten in einem natürlichen Mischwald bezeichnet die die Gruppe als «sehr überraschend».

Die Entdeckung stelle die Individualität des Baums in Bezug auf seinen Kohlenstoffhaushalt infrage, so die Botaniker weiter. Wichtig sei das Resultat der vom Schweizerischen Nationalfonds finanzierten Studie auch, weil der in Bäumen gespeicherte Kohlenstoff den bedeutendsten Bestandteil der Biosphäre darstellt. Zudem werden neue Dimensionen der Rolle der Mykorrhizapilze im Wald eröffnet: «Der Wald ist offensichtlich mehr als nur die Summe von Bäumen», kommentiert Prof. Christian Körner das Ergebnis.