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Deformierte Wurzeln – eine unterschätzte Gefahr für die Stabilität

Erkenntnisse aus 7500 Wurzelgrabungen

Abb. 1: Extrem deformierte Wurzeln einer zehnjährigen Esche. Foto: R. Nörr

Unabhängig von Standort und Baumart ist der Anteil an deformierten Wurzeln bei Pflanzungen sehr hoch bzw. bei Naturverjüngungen oder Saat um ein Vielfaches geringer. Wurzeldeformationen führen zu einer ungenügenden Erschliessung des Wurzelraums. Durch die verringerte Verankerung steigt die Windwurfgefahr.

Wenn Bäume sprechen könnten, würden uns manche schlimme Dinge erzählen: Wie sie in ihrer Jugend bei der Pflanzung schon fast verdurstet waren, wie man sie noch eines Grossteils der Wurzeln durch einen Wurzelschnitt beraubte und mit roher Gewalt in ein viel zu kleines Bodenloch zwängte. Wie sie sich in den Folgejahren nur durch ihren unbezwinglichen Überlebenswillen gegen Trockenheit, Frost und Graskonkurrenz durchsetzten und einen starken Stamm bildeten. Aber auch, wie ihre Wurzeln nicht so recht wuchsen wie sie sollten; wie sie in der Nähe der Oberfläche blieben und kaum in die Tiefe vordrangen. Und so fürchten diese Bäume den Tag, an dem ihre starken Stämme nicht mehr den Kräften eines Sturms widerstehen können oder aber eine solche Trockenheit herrscht, dass ihre oberflächennahen Wurzeln nicht mehr genügend Wasser bekommen.

Als das Ausmass der grossen Stürme "Vivian" und "Wiebke" im Jahr 1990 nach und nach zu Tage kam, machten einige Förster eine erstaunliche Entdeckung: Zahlreiche der vom Wind geworfenen Bäume wiesen sehr flache und deformierte Wurzelsysteme auf. Von Wurzeldeformationen spricht man, wenn Wurzeln geknickt oder verkrümmt sind und dadurch von ihrer ursprünglichen Wuchsrichtung abweichen. Da der Standort als alleinige Erklärung ausschied, vermuteten sie einen langfristigen Einfluss einer nicht sachgerechten Pflanzung.

Laut den Ergebnissen aus zwölf Jahren Wurzelforschung der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) hat die Wurzelentwicklung für die Bestandesstabilität eine grosse Bedeutung. Um die Wurzelentwicklung junger Laubbäume bei verschiedenen Pflanzverfahren näher zu untersuchen, legten LWF-Mitarbeiter über ganz Bayern verteilt 52 Versuchsflächen an. In drei Wurzelgrabungen in vierjährigen Abstand (2, 6 und 10 Jahre nach der Pflanzung) grub man über 5'800 Wurzeln auf gleichen Flächen aus, um die Entwicklung der Wurzeln und ihrer Deformationen zu verfolgen.

Als Massstab für eine vom Menschen weitgehend unbeeinflusste, auf dem jeweiligen Standort mögliche Wurzelentwicklung dienten natürlich verjüngte und gesäte Bäume. An 30- bis 40-jährigen Bäumen untersuchten die Forscher wie sich Wurzeldeformationen langfristig entwickeln. Über 7'500 ausgegrabene Wurzeln, auf verschiedensten Standorten und von zahlreichen Baumarten in unterschiedlichen Altersstufen gewonnen, lieferten gut abgesicherte Informationen über Entwicklung und Auswirkungen der Wurzeldeformationen.

Abb. 2 - Definitionen der Deformationsstärken

Beeinträchtigen Deformationen die Wurzelentwicklung?

Stärkere Hauptwurzeldeformationen an den Tiefenwurzeln führten zu einem deutlichen Rückgang der maximalen Wurzeltiefe. Insbesondere extrem deformierte Wurzeln (Abb. 1) erreichten nach zehn Jahren in der Regel nur zwei Drittel der Wurzeltiefe von schwächer deformierten Wurzeln. Für die Stabilität bzw. Verankerung im Boden ist nicht nur die maximale Wurzeltiefe, sondern auch das Wurzelbild, d.h. Anordnung, Anzahl und Stärke der Wurzeln in den unterschiedlichen Tiefenstufen von Bedeutung. Je stärker die Wurzeln bei der Pflanzung deformiert wurden, desto häufiger bildeten sie Flachwurzelsysteme aus. Pfahlwurzeln, in der Jugend v. a. bei Bergahorn, Eiche und Buche sehr häufig, liessen sich nur selten erkennen. Bei ausgeprägt bis extrem deformierten Bergahornwurzeln gingen die Pfahlwurzeln fast vollständig verloren.

Deformationen auch bei Naturverjüngung?

Wurzeldeformationen kamen auf den Untersuchungsflächen der LWF sehr häufig vor: 71% aller gepflanzten zehnjährigen Laubbäume wiesen stärkere, d.h. ausgeprägte bis extreme Hauptwurzeldeformationen auf. Bei Naturverjüngung/ Saat waren es hingegen nur 21%. Unabhängig von Standort und Baumart lag der Anteil an deformierten Wurzeln auf allen Pflanzungsflächen um ein Vielfaches höher. Die Wurzeldeformationen waren nicht nur häufiger, sondern auch hochsignifikant stärker ausgeprägt (Abb. 3). Fast jeder fünfte gepflanzte Laubbaum hatte in zehn Jahren keine neuen Wurzeln in die Tiefe gebildet. Bei der Naturverjüngung war es "nur" jeder fünfundzwanzigste.

Abb. 3 - Ausgeprägte bis extreme Hauptwurzeldeformationen waren bei Naturverjüngung/Saat hochsignifikant seltener zu finden als bei den unter- suchten Pflanzungen.

Regenerieren sich Wurzeldeformationen?

Um einschätzen zu können, inwieweit Wurzeldeformationen die Stabilität eines Baumes langfristig beeinträchtigen, ist von entscheidender Bedeutung, ob sich die Verformungen im Lauf der Zeit durch Wurzelregeneration, d.h. erneutes Wurzelwachstum in die Richtung vor der Deformation, oder Wurzelneubildung auswachsen (Abb. 4).

1995 bis 2000 veränderten sich auf den Versuchsflächen die Häufigkeit der Deformationen nur geringfügig. Bei Buche und Eiche gingen die Deformationen leicht zurück, bei den gepflanzenten Bergahorn und Esche nahmen sie sogar zu. Bis zu einem Alter von zehn Jahren wuchsen sich die Verformungen nicht in nennenswertem Umfang aus.

Abb. 4 . Zwei Wurzelbilder von zehnjährigen gepflanzten Eschen: a: Ausgeprägte Deformation; deutliche Anzeichen einer Regeneration der ursprünglichen Stauchung durch Bildung einer neuen Hauptwurzel. Im Vergleich zur Sprossstärke aber keine zufriedenstellende Tiefenerschliessung.	b: Ohne Deformationen; optimale Wurzelentwicklung einer gepflanzten Esche ohne erkennbare Deformationen. Wurzeln ohne Deformationen sind mit 20 % selten. Fotos: Ruggiero/ Baumer

An 30- bis 40-jährigen Bäumen liessen sich Deformationen nur noch bei extremer Ausprägung erkennen. Eindeutig nachweisen liessen sich aber deren Auswirkungen. So zeigten z. B. mit Winkelpflanzung gesetzte 32- bis 39-jährige Fichten ein hochsignifikant flacheres Wurzelwerk (Abb. 5) als die Naturverjüngung auf vergleichbarem Standort (Abb. 6). Die maximale Wurzeltiefe war um 21–35% reduziert, ebenso Anzahl und Stärke der Tiefenwurzeln. Als Folge ist bei den gepflanzten Fichten langfristig von einer geringeren Verankerung im Boden und dadurch von einer verringerten Stabilität des Einzelbaumes auszugehen.

• Je stärker die Wurzeln deformiert sind, desto extensiver durchwachsen und erschliessen sie den Wurzelraum und desto geringer ist die Wurzelentwicklung.
• Durch das verringerte Verankerungsvermögen steigt die Windwurfgefahr.
• Wurzeldeformationen regenerieren sich nur unzureichend und beeinträchtigen damit langfristig die Bestandesstabilität.
• Bei Pflanzungen konnte man selbst nach mehreren Jahrzehnten eine Verflachung der Wurzelsysteme nachweisen.

Abb. 5 - 36-jährige Fichte, Winkelpflanzung auf frischem Kalkverwitterungslehm mit flachem Wurzelwerk und nur dünnen Wurzeln in der Tiefe.	Abb. 6 - 39-jährige Fichte, Naturverjüngung auf frischem Kalkverwitterungslehm mit zahlreichen und starken Vertikalwurzeln. Fotos: Ruggiero

• Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit Waldwirtschaft Schweiz WVS.

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Interne Links

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