Baumstamm

Der Riesenmammutbaum (Sequoiadendron giganteum) wird in der Regel 60–80 m hoch.

Als Baum wird im allgemeinen Sprachgebrauch eine holzige Pflanze verstanden, die aus Wurzel, einem daraus emporsteigenden, hochgewachsenen Stamm und einer belaubten Krone besteht.

Definition und taxonomische Verbreitung

Die Botanik definiert Bäume als mehrjährige, holzige Samenpflanzen, die einen dominierenden Spross aufweisen, der durch sekundäres Dickenwachstum an Umfang zunimmt. Diese Merkmale unterscheiden einen Baum von Sträuchern, Farnen, Palmen und anderen holzigen Pflanzen. Im Gegensatz zu ihren entwicklungsgeschichtlichen Vorläufern verfügen die meisten Bäume zudem über wesentlich differenziertere Blattorgane, die mehrfach verzweigten Seitentrieben (Lang- und Kurztrieben) entspringen. Stamm, Äste und Zweige verlängern sich jedes Jahr durch Austreiben von Endknospen und Seitenknospen, verholzen dabei und nehmen kontinuierlich an Umfang zu. Im Gegensatz zum Strauch ist es das besondere Merkmal der Bäume, dass die Endknospen über die Seitenknospen dominieren (apikale Dominanz) und sich dadurch ein vorherrschender Haupttrieb herausbildet (Akrotonie).

Baumförmige Lebensformen kommen in verschiedenen Pflanzengruppen vor: „Echte“ Bäume sind die Laubbäume unter den Bedecktsamern und die baumförmigen Nacktsamer, zu denen Nadelholzgewächse wie die bekannten Nadelbäume gehören, aber auch Ginkgo biloba (als einziger noch existierender Vertreter der Ginkgogewächse) sowie zahlreiche Vertreter der fiederblättrigen Nacktsamer (Cycadophytina). Eigentümlichster Baum ist wohl die in Namibia vorkommende Welwitschia mirabilis, deren Stamm im Boden verbleibt. Daneben können auch die Palmen und die Baumfarne eine baumähnliche Form ausbilden. Diese Gruppen besitzen aber kein echtes Holz (sekundäres Xylem) und gelten daher nicht als Bäume. Eine Sonderstellung nimmt der Drachenbaum (Dracaena) ein. Dieser gehört zwar zu den Einkeimblättrigen, hat aber ein sekundäres Dickenwachstum.

Baumähnliche Formen finden sich hauptsächlich in rund 50 höheren Pflanzenfamilien. Dagegen fehlt die Baumform bei Algen, Moosen, Liliengewächsen, Iridaceae, Hydrocharitaceae, Orchideen, Chenopodiaceae, Primelgewächsen und meist auch bei den Convolvulaceae, Enziangewächsen, Glockenblumengewächsen, Cucurbitaceae, Doldengewächsen, Saxifragaceae, Papaveraceae, Ranunculaceae oder Caryophyllaceae.

Bäume kommen innerhalb der bedeutenden botanischen Abteilung der Nacktsamer (Gymnospermen) in Form der nadelblättrigen Nacktsamer (Coniferophytina) vor. Hier ist besonders die Unterklasse der Nadelbäume (Coniferae) aus der Klasse Pinatae zu nennen. Dominiert werden die Arten vor allem von der Ordnung Pinales mit den Familien Pinaceae (Fichten, Kiefern, Tannen, Douglasie, Lärchen, Goldlärche), Cupressaceae (Zypressen, Scheinzypressen, Thuja, Wacholder, der ebenfalls zu den Zypressengewächsen gehörenden Unterfamilie Taxodiaceae (Mammutbaum, Küstensequoie, Urweltmammutbaum, Sumpfzypresse) sowie den Familien Podocarpaceae (Podocarpus, Dacrydium), Araucariaceae (Araucarien, Agathis), Taxaceae (Eibe) und Cephalotaxaceae (Kopfeibe).

Viele Baumarten kommen aber auch innerhalb der Abteilung der Bedecktsamer (Angiospermen) vor. Die verschiedenen Unterklassen haben hier unterschiedliche Laubbaumtypen hervorgebracht. Zu den bedeutendsten zählen die Unterordnung Hamamelididae mit den Buchengewächsen (Fagaceae), zu denen neben den Buchen (Fagus spp.) auch die Eichen (Quercus spp.), und die Edelkastanie (Castanea sativa) gehören. Zur gleichen Unterordnung gehören die Birkengewächse (Betulaceae) mit den Birken und Erlen, sowie die Nussbäume (Juglandaceae), die Ulmen (Ulmaceae) und die Maulbeergewächse (Moraceae). Zur Unterklasse der Rosidae zählen die Obstgehölze aus der Familie der Rosengewächse (Rosaceae) sowie die Leguminosen (Fabales) mit sehr zahlreichen, vor allem tropischen Arten. Neben der Gattung Dalbergia (Palisanderbäume) gehört auch die Gattung Robinia in diese Gruppe. Wirtschaftlich bedeutsam sind die Zedrachgewächse (Meliaceae) mit den Gattungen Enthandophragma (Mahagonibäume) und Cedrela sowie die der Unterklasse Dilleniidae zugehörige Familie der Dipterocarpaceae mit der Gattung Shorea (Meranti, Bangkirai).

Die besonderen Merkmale der Bäume

Morphologie baumförmiger Lebensformen

Mächtiger Buchenstamm

Detailaufnahme eines Baumstammes

Der niederkalifornische Boojum wird ob seines Aussehens oft für einen Kaktus gehalten

Windbruch von Fichten

Baumartige Lebensformen zeigen eine große Variationsbreite im Aufbau (Morphologie). Assoziiert wird mit dem Begriff Baum in der Regel der Aufbau aus Baumkrone, Baumstamm und Baumwurzeln. Bei den baumartigen Farnen und den meisten Palmen finden sich einfache Stämme, die keine Äste ausbilden, sondern schopfartig angeordnete, häufig gefiederte Blätter. Vor allem zeigen sie kein sekundäres Dickenwachstum und sind damit keine echten Bäume.

Bei den echten Bäumen wächst aus dem Spross des Keimpflänzchens durch Längen- und sekundäres Dickenwachstum der künftige Baumstamm heran. Entweder bildet sich der Spross an der Spitze durch die sich ständig erneuernde Gipfelknospe aufrecht weiter und wird zum geraden, bis zur höchsten Kronenspitze durchgehenden Baumstamm (Monopodium). Beispiele dafür sind die meisten Nadelgehölze, aber auch einige Laubgehölze wie Eichen. Bei den Nadelgehölzen bildet sich durch die horizontal ansetzenden Äste eine pyramidenförmige Krone. Diese wird schlanker, wenn sich auch die Äste steil am Stamm aufwärts richten (z. B. Pyramidenpappel). Die monopodiale Wuchsform wird durch die apikale Dominanz der Gipfelknospe verursacht. In der Knospe gebildete Wuchsstoffe (Auxine) unterdrücken die Aktivität der Seitenknospen. Bei der Eiche und anderen Baumarten lässt diese Dominanz des Haupttriebes mit dem Alter nach und es bildet sich eine typische, verzweigte Laubbaumkrone.

Bei anderen Gehölzen (z. B. Buche, Hainbuche) übernimmt eine subtermale Seitenknospe die Führung (Sympodium). Bei Bäumen entsteht so eine aufrechte „Scheinachse“ (Monochasium). Im späteren Verlauf lässt auch hier die Dominanz der führenden Knospe nach und aus weiteren Seitenknospen entwickeln sich stärkere Äste, die schließlich eine Krone formen. Dies geschieht aber meist früher als bei Bäumen mit monopodialem Wuchs. Sträucher sind durch das Fehlen der apikalen Dominanz gekennzeichnet. Zahlreiche Seitentriebe bilden eine weit verzweigte Wuchsform. Bei Gehölzen, die im Jahreszeitenklima wachsen, bildet sich an den Wuchsachsen während der Vegetationsperiode je ein Triebabschnitt (Jahrestrieb). Kommt es, wie bei der Eiche, während der Vegetationsperiode zu einem weiteren Austrieb, spricht man vom Johannistrieb (Prolepsis). Tropische Arten neigen zu mehrfachem Austrieb. Aus der Zahl der Jahrestriebe und dem Grad der Verzweigung lässt sich das Alter eines Astes ermitteln. Diese Altersbestimmung wird jedoch bei zahlreichen Arten (z. B. Fichte, Tanne) und regelmäßig bei älteren Bäumen durch die Ausbildung von sogenannten Proventivtrieben erschwert, die aus „schlafenden“ Knospen austreiben. Die regelmäßige Bildung von Proventivtrieben wird auch als Reiteration (sprich: Re-Iteration) bezeichnet. Diese Wiederholungstriebe dienen der Erneuerung der Krone und verschaffen Bäumen die Möglichkeit, alternde Äste zu ersetzen sowie auf Stress (Schneebruch, Insektenkalamitäten) zu reagieren.

Bäume können ein Alter von mehreren hundert Jahren, an bestimmten Standorten sogar von mehreren tausend Jahren erreichen. Als ältester Baum der Welt gilt derzeit eine 9550 Jahre alte Fichte auf dem Fuluberg im mittelschwedischen Bezirk Dalarna^[1]. Unter dieser Fichte wurden drei weite "Generationen" (375, 5.660 und 9.000 Jahre alt) mit identischem Erbmaterial gefunden. Die Zahl der über 8.000 Jahre alten Fichten wird auf etwa 20 Stück geschätzt. Damit ist die Fichte rund doppelt so alt wie die nordamerikanischen Kiefern, die mit 4000 bis 5000 Jahren bislang als die ältesten lebenden Bäume gegolten haben.
Die nachweislich ältesten Bäume Mitteleuropas werden auf etwa 600-700 Jahre datiert. Wächst der Baum unter im Jahresrhythmus schwankenden klimatischen Bedingungen, wird während der Vegetationsperiode ein Jahresring angelegt. Mit Hilfe dieser Ringe lassen sich sowohl das Alter eines Baumes als auch dessen Wuchsbedingungen in den einzelnen Jahren ablesen. Die Dendrochronologie nutzt dies, um altes Holz zu datieren und das Klima einer Region bis zu mehreren tausend Jahren zu rekonstruieren.

Seine Entwicklung bringt für den Baum zahlreiche Probleme und Schädigungen mit sich. Hierunter fallen vor allem Pilz- und Insektenschäden, Windbruch (Baumteile brechen ab), Windwurf (der Baum wird mit den Wurzeln aus dem Boden gehebelt), Schneebruch (Baumteile unter schweren Schneelasten brechen ab), Blitzschaden (Stammteile werden abgesprengt), Frost (Trockenschaden durch Transpiration bei gefrorenem Boden, Stammrisse) und bei Jungbäumen übermäßiger Wildverbiss und Schälung. Die verschiedenen Krankheiten, von denen Bäume befallen werden können, bezeichnet man als Brand, Krebs, Rost, Mehltau, Rotfäule, Weißfäule, Braunfäule, Harzfluss. Zu Missbildungen an Bäumen zählt man die Maserkröpfe, die Hexenbesen oder Wetterbüsche sowie die Gallen.

Aufbau des Baumstammes

Querschnitt durch einen fünfjährigen Kiefernstamm

Ein Querschnitt durch einen Baumstamm zeigt verschiedene Zonen. Ganz innen befinden sich das aus Primärgewebe bestehende Mark und das tote Kernholz. Bestimmte Baumarten (z. B. Buche, Esche) bilden fakultativ einen Falschkern aus, der sich in den Eigenschaften vom echten Kernholz unterscheidet. Weiter außen befindet sich das Splintholz, das der Leitung und Speicherung dient und sich bei so genannten Kernholzbäumen farblich meist deutlich vom Kernholz abhebt. Bei der Eiche, der Eibe und der Robinie ist dies sehr gut sichtbar. Die Fichte hat einen farblosen Kern (Reifholz).

Die äußerste Schicht bildet die Baumrinde. Sie besteht aus der Bastschicht, die in Wasser gelöste Nährstoffe transportiert, und der Borke, die den Stamm vor Umwelteinflüssen (UV-Einstrahlung, Hitze, mechanische und biotische Schäden) schützt.

Zwischen der Bastschicht und dem Holz befindet sich das Kambium. Diese Wachstumsschicht bildet durch sekundäres Dickenwachstum nach innen Holz (Xylem) und nach außen Bast (Phloem). Das Holz zeichnet sich durch die Einlagerung von Lignin in die Zellwand aus. Dadurch werden die Zellen versteift und bilden ein festes Dauergewebe. Das sekundäre Dickenwachstum, die Lignifizierung der hölzernen Zellwand und die Vermehrung durch Samen verschafften den Bäumen in den meisten Biomen der Erde einen Vorteil gegenüber anderen Pflanzen und haben dort zur Entwicklung großflächiger Waldbestände geführt. Ausnahmen bilden die Wüsten, die arktischen Tundren und die zentralkontinentalen Steppen.

Hinsichtlich des inneren Baues des Baumstammes weichen die zu den Einkeimblättrigen gehörenden baumförmigen Lebensformen, nämlich die Palmen, von den echten Bäumen erheblich ab. Bei ersteren stehen die Gefäßbündel im Grundgewebe zerstreut, weshalb es auch keinen Kambiumring, keinen Holzzylinder und somit auch kein fortdauerndes sekundäres Dickenwachstum des Stammes gibt. Bei den zu den Dikotyledonen oder Gymnospermen gehörenden Bäumen besitzt der Stamm schon in der frühesten Jugend als dünner Stängel einen unter der Rinde gelegenen Kreis von Leitbündeln, welcher den Rindenbereich vom innen liegenden Mark scheidet. Dieser Leitbündelring stellt in seiner inneren, dem Mark anliegenden Hälfte das Holz und im äußeren, an die Rinde angrenzenden Teil den Bast dar; zwischen beiden zieht sich der Kambiumring hindurch. Dieser wird aus zarten, saftreichen, sich ständig teilenden Zellen gebildet und vergrößert durch seinen laufenden Zellvermehrungsprozess die beiderseits ihm anliegenden Gewebe. So wird alljährlich an der Außenseite des Holzringes eine neue Zone Holzgewebe angelegt, wodurch die Jahresringe des auf diese Weise erstarkenden Holzkörpers entstehen, die man als konzentrische Linien am Stammquerschnitt wahrnimmt. Andererseits erhält aber auch der weiter außen liegende Bast an seiner Innenseite einen jährlichen, wenn auch weit geringeren Zuwachs. Auf diese Weise kommt die dauernde Verdickung des Stammes und aller seiner Äste sowie auch der Wurzeln zustande.

Die Wurzel

Auch in der Wurzelbildung unterscheiden sich die Bäume untereinander. Neben der genetischen Festlegung steuern die Erfordernisse der Verankerung des Baumes im Boden ebenso wie die Notwendigkeit der Versorgung der Pflanze mit Wasser und Nährstoffen die Intensität und Art des Wurzelwachstums. Man spricht entsprechend der Form des Wurzelstocks von Pfahlwurzel, Flachwurzel oder Herzwurzel. Bei der Pfahlwurzel wächst die Hauptwurzel senkrecht in den Boden hinab, was besonders für die Eiche charakteristisch ist. Flachgründige Böden und hoch anstehendes Grundgestein oder Grundwasser begünstigen z.B. die Bildung von Flachwurzeln. Trockene Böden begünstigen eine Bildung von Pfahlwurzeln. Die überwiegende Masse des Wurzelstocks machen bei den Bäumen nicht die verholzten Wurzelteile, sondern die mit einer Mykorrhiza vergesellschafteten Feinwurzeln aus. Die Gesamtwurzelmasse reicht oft an die Masse der oberirdischen Pflanzenteile heran. Bei einkeimblättrigen baumähnlichen Lebensformen endet der Stamm nahe unter der Bodenfläche und es entwickelt sich ein sprossbürtiges Wurzelsystem (Homorhizie).

An alten Bäumen finden sich meist junge Adventivwurzeln, die alte, ineffektive Wurzeln ersetzen. Bei einigen Baumarten bilden oberflächennahe Wurzeln eine so genannte Wurzelbrut, eine Form der vegetativen Vermehrung. Wurzelkappungen infolge von Baumaßnahmen bewirken das Absterben von Wurzelteilen und führen zum Eindringen von holzzerstörenden Pilzen in den Baum. Dies ist die häufigste Ursache von irreparablen Baumschäden im städtischen Bereich.

Die Blätter

Eine 80-jährige Buche hat etwa 800.000 Blätter

Bei Blüten der Ulmen sind die Blütenhüllblätter reduziert, also bestehen sie im Wesentlichen aus dem Stempel und den Staubblättern, sind klein und unauffällig

Bäume tragen Laubblätter oder Nadelblätter, die entweder mehrjährig am Baum verbleiben (immergrüne Arten) oder am Ende einer Vegetationsperiode abgeworfen werden (laubabwerfende Arten). Dazwischen liegen noch die halbimmergrünen Arten, die am Ende einer Vegetationsperiode nur einen Teil ihrer Blätter verlieren, bei Neuaustrieb dann aber die vorjährigen ersetzen. Die Nadelgehölze sind mit Ausnahme der Gattungen Larix (Lärchen) und Pseudolarix (Goldlärchen) immergrüne Arten. In den borealen und hochmontanen Biomen der Nordhalbkugel haben sich die immergrünen Nadelgehölze durchgesetzt, da sie zu Beginn der Vegetationsperiode bei ausreichender Temperatur sofort mit der Assimilation beginnen können, ohne zunächst Assimilationsorgane bilden zu müssen wie die laubabwerfenden Baumarten.

Die Gestalt der Blätter (Laub) ist ein wichtiges Bestimmungsmerkmal. Anordnung, Form, Größe, Farbe, Nervatur und Zähnung sowie haptische Eigenschaften können zur Differenzierung herangezogen werden. Nicht minder brauchbar zur Unterscheidung im winterlichen Zustand sind die (Blatt-)Knospen des Baumes. Eine eindeutige taxonomische Identifizierung der Arten ist allerdings nur anhand der Blüten oder Früchte möglich. Manche Bäume sind mit Dornen ausgestattet. Dies sind entweder kurze Zweige, die mit dorniger Spitze enden (Weißdorne, Wildform von Obstbäumen), oder es sind stachelartig ausgebildete Nebenblätter wie etwa bei der Gewöhnlichen Robinie.

Ein europäischer Laubbaum trägt durchschnittlich 30.000 Blätter, die zusammen eine enorme Transpirationsleistung ergeben. An warmen Sommertagen kann der Baum mehrere hundert Liter Wasser verdunsten. Beispiel einer 80-jährigen, allein stehenden Rotbuche: In diesem Lebensalter ist der Baum 25 m hoch, und seine Baumkrone mit einem Durchmesser von 15 m bedeckt eine Standfläche von 160 m². In ihren 2.700 m³ Rauminhalt finden sich 800.000 Blätter mit einer gesamten Blattoberfläche von 1.600 m², deren Zellwände zusammen 160.000 m² Fläche betragen. Pro Stunde verbraucht diese Buche 2,352 kg Kohlenstoffdioxid, 0,96 kg Wasser und 25.435 Kilojoule (Solarenergie) (die Energieangabe bezieht sich auf die in Form von Traubenzucker gespeicherte Energie, die eingestrahlte Sonnenleistung ist ca. siebenmal größer); im gleichen Zeitraum stellt sie 1,6 kg Traubenzucker her und deckt mit 1,712 kg Sauerstoff den Verbrauch von zehn Menschen. Die 15 m³ Holz des Baumes wiegen trocken 12.000 kg, allein 6.000 kg davon sind Kohlenstoff.

Die Blüten

Die Blüten der Bäume aus gemäßigten Breiten sind manchmal verhältnismäßig unscheinbar; bei einigen Taxa sind einzelne Blütenblattkreise reduziert. Einige Baumarten gemäßigter Breiten haben eingeschlechtige Blüten. Dabei sitzen die Blüten beider Geschlechter entweder auf demselben Baum (einhäusig getrenntgeschlechtig) (zum Beispiel Eiche, Buche, Hainbuche, Birke, Erle und Nussbaum) oder auf verschiedenen (zweihäusig getrenntgeschlechtig), so dass man männliche und weibliche Bäume zu unterscheiden hat (unter anderen bei Weiden und Pappeln). Andere Bäume wie Obstbäume, Rosskastanie und viele Bäume der wärmeren Klimate haben Zwitterblüten, die sowohl Staub- als auch Fruchtblätter ausbilden.

Eicheln, die Früchte der Eichen.

Frucht- und Samenbildung

Die Frucht- und Samenbildung zeigt weniger Eigentümlichkeiten. Bei den meisten Bäumen fällt die Reife in den Sommer oder Herbst desselben Jahres; nur bei den Kiefernarten erlangen die Samen und die sie enthaltenden Zapfen erst im zweiten Herbst nach der Blüte vollständige Ausbildung. Die Früchte sind meistens nussartig mit einem einzigen ausgebildeten Samen, oder sie bestehen aus mehreren einsamigen, nussartigen Teilen, wie bei den Ahornen. Saftige Steinfrüchte, ebenfalls mit einem oder wenigen Samen, finden sich bei den Obstbäumen, Kapseln mit zahlreichen Samen bei den Weiden und Pappeln.

Entwicklung baumförmiger Pflanzen in der Erdgeschichte

Baobab – Charakterbaum der semi-ariden Savannen Afrikas

Die Voraussetzungen für die Entstehung und Verbreitung der Bäume waren:

1. die Entwicklung des Kormus (Differenzierung zwischen Blatt, Spross und Wurzel) als Organisationsform der höheren Pflanzen,
2. die Entwicklung des Samens als Fortpflanzungsmethode,
3. die Entwicklung des Lignins für die Bildung von Dauergewebe,
4. die Entwicklung des sekundären Dickenwachstums für die Bildung mehrjähriger Organismen.

Die Vorläufer der Bäume kennt man aus dem Karbon. Sie gehörten zu den Schachtelhalmgewächsen, den Bärlappgewächsen und den Farnen. Sie besaßen verholzte Stämme, die auch ein sekundäres Dickenwachstum aufwiesen. Fossile Gattungen sind beispielsweise Lepidodendron und Sigillaria. Die verdichteten Sedimente dieser Wälder bilden die Steinkohle.

Die weitere Evolution der Pflanzen brachten im Perm die Samenpflanzen hervor. Die Nacktsamer breiteten sich als erste Bäume rasch aus, erreichten wohl im Trias (vor etwa 200 Millionen Jahren) ihre größte Artenvielfalt, bis sie im Tertiär (vor ca. 60 Millionen Jahren) von den Angiospermen in ihrer Bedeutung abgelöst wurden.^[2] Von den bekannten 220.000 Blütenpflanzen sind etwa 30.000 Holzarten, so dass etwa jede achte Blütenpflanze ein Baum oder Strauch ist. Die meisten Baumarten zählen zu den Bedecktsamern (Angiospermen). Die Gymnospermen (Nacktsamer) umfassen nur ungefähr 800 Arten, bedecken aber immerhin ein Drittel der Waldfläche der Erde.

Die globale Verteilung der Baumarten wurde vor allem durch die klimatischen Verhältnisse und durch die Kontinentalverschiebung geprägt. Während z.B. die Buchengewächse (Fagaceae) eine typische Familie der Nordhemisphäre sind, ist z.B. die Familie Podocarpaceae vorwiegend in der Südhemisphäre verbreitet. Die heutige natürliche Artenverteilung wurde stark von den quartären Eiszeiten beeinflusst. Das gleichzeitige Vordringen der skandinavischen und alpinen Gletschermassen Europas hat zu einer Verdrängung zahlreicher Spezies geführt und die im Vergleich zu Nordamerika auffällige Artenarmut in Zentraleuropa verursacht. So stehen etwa der einzigen in den montanen Regionen Mitteleuropas heimischen Fichtenart, der gemeinen Fichte (Picea abies), zahlreiche Fichtenarten auf dem nordamerikanischen Kontinent gegenüber.

Physiologie

Abgestorbener Baum

Wachstum

Wie bei allen Pflanzen unterliegen auch bei Bäumen der Stoffwechsel und das Wachstum sowohl endogenen (genetisch festgelegten) als auch äußeren Einflussfaktoren. Zu letzteren zählen vor allem die Standortverhältnisse, das Klima und die Konkurrenz mit anderen Organismen bzw. deren schädigende Wirkung. Während der Vegetationsperiode sorgen die Spitzenmeristeme und das Kambium für stetigen Längen- und Dickenzuwachs. Beginn und Ende der Vegetationsperiode sind je nach Baumart durch die Witterung und die Wasserverfügbarkeit bzw. durch die Tageslänge bestimmt. Das Wachstum wird dabei durch Phytohormone gesteuert und die Akkumulation von Biomasse gezielt optimiert. Bäume sind so in der Lage, sich an ändernde Wuchsbedingungen anzupassen und gerichtet Festigungs-, Leit-, Speicher- oder Assimilationsgewebe anzulegen. Die Produktion neuer Gewebe mit dem sekundären Dickenwachstum und die Anlage neuer Jahrestriebe bewirkt, dass sich ein Baum ständig von innen nach außen erneuert. Der amerikanische Baumbiologe Alex Shigo hat daraus das Konzept der Kompartimentierung entwickelt, das den Baum als ein Ensemble zusammenwirkender Kompartimente sieht. Auf Verletzungen reagiert der Baum, anders als Tiere und Menschen, durch Abschottungsreaktionen und Aufgabe der eingekapselten Kompartimente (CODIT-Modell). Durch adaptives Wachstum optimiert er zudem seine Gestalt. Computermodellierungen des Karlsruher Physikers und Biomechanikers Claus Mattheck konnten zeigen, dass Bäume durch adaptives Wachstum eine mechanisch optimale Gestalt anstreben und z. B. Kerbspannungen in Verzweigungen vermeiden, so dass die Gefahr von Brüchen minimiert wird. Diese Erkenntnisse haben zu Optimierungen u. a. im Maschinenbau geführt.

Wasserleitung

Der Wassertransport wird in den Nadelgehölzen durch die Tracheiden, in den Laubbäumen durch die effektiveren Gefäße (Poren) bewerkstelligt. Letztere sind bei den Laubbäumen entweder zerstreut (z. B. bei Buche, Ahorn, Pappel) oder ringförmig (z. B. bei Eiche, Ulme, Esche) im Jahrring angeordnet. Eine Eichenpore mit 400 µm Durchmesser kann 160.000-mal mehr Wasser als eine Nadelholztracheide mit 20 µm Durchmesser im gleichen Zeitraum transportieren. Nach überwiegend vertretener Lehre funktioniert der Wassertransport der Bäume durch Saugspannungen in den Leitgeweben infolge Verdunstung an den Stomata der Blätter (Kohäsionstheorie). Dabei müssen Baumhöhen bis über 100 Metern überwunden werden können, was nach dieser Theorie nur mit enormen Drücken möglich ist. Kritiker dieser Lehre behaupten, dass schon bei wesentlich geringeren Höhen die Saugspannung zum Abriss des Wasserfadens in den Kapillaren führen müsste. Gesichert gilt allerdings, dass im Frühjahr Zucker in den Speicherzellen mobilisiert werden und durch den aufgebauten osmotischen Druck Wasser aus den Wurzeln nachfließt. Dabei werden im Bodenwasser gelöste Nährsalze (vor allem K, Ca, Mg, Fe) vom Baum aufgenommen. Erst nach Ausdifferenzierung der Blätter werden die in der Krone erzeugten Assimilate über den Bast stammabwärts transportiert und stehen für das Dickenwachstum zur Verfügung. Eine Ausnahme bilden die ringporigen Laubbäume, bei denen die ersten Frühholzporen aus den im Vorjahr gebildeten Reservestoffen bebildet werden.

Ökologie

Wald

Lärchen-Mischwald im Herbst

Dort wo Bäume ausreichend Licht, Wärme und Wasser vorfinden, bilden sie Wälder. Im Jahr 2000 waren lt. FAO 30 % der Festlandmasse der Erde bewaldet. Pro Hektar binden Waldbäume zwischen 60 und 2000 t organisches Material und sind damit die größten Biomassespeicher der Kontinente. Die Gesamtmenge der 2005 weltweit in den Wäldern akkumulierten Holzmasse betrug 422 Gigatonnen. Da etwa die Hälfte der Holzsubstanz aus Kohlenstoff besteht, sind Wälder nach den Ozeanen die größten Kohlenstoffsenken der Biosphäre und damit für die CO₂-Bilanz der Atmosphäre bedeutsam.

Die mit der Bestandsbildung von Bäumen einhergehende Konkurrenz um Ressourcen führt zu einer Anpassung des Habitus gegenüber den freistehenden Exemplaren (Solitäre). Natürlicher Astabwurf innerhalb der Schattenkrone sowie Verlagerung der Assimilation in die Lichtkrone sind Optimierungsreaktionen der Bäume, die zu einem hohen, schlanken Wuchs mit kleinen Kronen und oft zu hallenartigen Beständen führen (z.B. Buchen-Altbestände).

Die heutige Ausbreitung und Artenzusammensetzung der Wälder steht stark unter dem Einfluss der wirtschaftlichen Tätigkeit des Menschen. Der Übergang von der Jäger- und Sammlerkultur zum Ackerbau ging in den dicht besiedelten Regionen mit der Zurückdrängung der Wälder einher. Nützlich waren Bäume den Menschen zunächst vorwiegend als Brennholz (Niederwaldwirtschaft). Im Laufe der Entwicklung wurde die Gewinnung von Nutzholz aus Hochwäldern immer wichtiger. Diese Entwicklung hält an. Laut FAO wurden noch Ende der 1990er Jahre weltweit 46 % des weltweiten Holzeinschlags (3,2 Milliarden m³) als Brennholz genutzt, in den Tropen waren es sogar 86 %. Die extensive Waldvernichtung in Zentraleuropa während des Mittelalters hat in der Neuzeit zur Einführung des Prinzips der nachhaltigen Waldbewirtschaftung geführt, nach dem nur so viel Holz entnommen werden darf, wie nachwächst.

Verbreitungszentren, Diversität

Waldkiefer bzw. Föhre aus der Froschperspektive

In den Primärwäldern der feuchten Tropen findet sich die größte Artenvielfalt aller Waldtypen. Wichtige tropische Familien sind die Wolfsmilchgewächse (Euphorbiaceae), Brennnesselgewächse (Urticaceae), Seifenbaumgewächse (Sapindaceae), Bombacaceae, Byttneriaceae, Mahagonigewächse (Meliaceae), Hülsenfrüchtler (Fabaceae), Caesalpiniaceae, Verbenaceae, Sterculiaceae, Dipterocarpaceae, und Sapotaceae.

In der subtropischen Zone findet man Bäume unter den immergrünen Myrtengewächsen (Myrtaceae) und Lorbeergewächsen (Lauraceae) sowie Silberbaumgewächsen (Proteaceae), denen sich in der wärmeren gemäßigten Zone andere immergrüne Bäume anschließen, so die immergrünen Eichen, Granatbäume, Orangen- und Zitronenbäume, Ölbäume und Feigenbäume.

Dagegen sind in der gemäßigten Zone die laubwechselnden Bäume vorherrschend. Hier sind Wälder von Eichen, Buchen und Hainbuchen charakteristisch. Zu den in Mitteleuropa heimischen Laubbäumen zählen die Ahorne, Birken, Buchen, Eichen, Erlen, Eschen, Linden, Mehlbeeren, Pappeln, Ulmen und Weiden. Typische Nadelbäume sind die Fichten, Kiefern, Lärchen, Tannen und Eiben. In Mitteleuropa häufig vorkommende Baumarten, die in diesem Gebiet ursprünglich nicht beheimatet sind, sind die Gewöhnliche Robinie, der Walnussbaum und viele Obstbäume. Sie alle sind Neophyten. Eine detaillierte Aufstellung bietet die Liste von Bäumen und Sträuchern in Mitteleuropa.

Und obgleich auch hier bereits Nadelhölzer in zusammenhängenden Waldungen auftreten, werden die Nadelwälder erst in der subarktischen (borealen) Zone vorherrschend, wo die Laubbäume nach und nach verdrängt werden. Artenvielfalt wie auch Wuchshöhe der Bäume nehmen mit zunehmender Annäherung an den Polarkreis ab. Eichen, Linden, Eschen, Ahorne und Buchen finden sich in Schweden nur noch diesseits des 64. Grades nördlicher Breite. Jenseits dieser Breite besteht die Baumvegetation hauptsächlich aus Fichten und Tannen, die in zusammenhängenden Wäldern nordöstlich noch über den 60. Grad hinausreichen, sowie aus Birken, die in zusammenhängenden Beständen sich fast bis zum 71. Grad nördlicher Breite erstrecken, und zum Teil aus Erlen und Weiden.

Auch die Höhe über dem Meeresspiegel hat auf die Ausbreitung und Höhe der Bäume (in Abhängigkeit von der geographischen Breite) einen bedeutenden Einfluss. In den Anden finden sich noch bis 94 m unter der Schneelinie ansehnliche Bäume; bis 2825 m Höhe gedeihen noch Wachspalmen, mehrere Cinchonen und Eskallonien. Unter 30 Grad nördlicher Breite, wo die Schneegrenze bei 4048–4080 m liegt, kommen auf dem Himalaja, nördlich von Indien, noch in 3766 m Höhe Baumgruppen vor, die aus Eichen und Fichten bestehen. Ebenso sind in Mexiko, unter 25–28 Grad nördlicher Breite, die Gebirge bis 3766 m mit Fichten und bis 2825 m hoch mit mexikanischen Eichen bedeckt. In den Alpen des mittleren Europas endet der Holzwuchs bei einer Höhe von 1570 m, im Riesengebirge bei 1193 m und auf dem Brocken bei 1005 m. Eichen und Tannen stehen auf den Pyrenäen noch bis zu einer Höhe von 1883 m; dagegen wächst die Fichte auf dem Sulitelma in Lappland, bei 68 Grad nördlicher Breite, kaum in einer Höhe von 188 m, die Birke kaum in einer von 376 m.

Bäume und Menschen

Caspar David Friedrich; Bäume im Mondschein, Öl auf Leinwand, um 1824, Köln, Wallraf-Richartz-Museum

Die wissenschaftliche Lehre von den Bäumen (Gehölzen) ist die Dendrologie. Anpflanzungen von Bäumen in systematischer oder pflanzengeographischer Anordnung, die Arboreten, dienen ihr zu Beobachtungs- und Versuchszwecken. Gehölze können vegetativ, das heißt durch Pflanzenteile, oder generativ durch Aussaat vermehrt werden. In Baumschulen findet eine gezielte Auslese, Anzucht und Vermehrung von Bäumen und Sträuchern statt. Neben der forstlichen Nutzung finden Bäume reichliche Verwendung im Garten- und Landschaftsbau. Mit der Baumpflege hat sich ein eigener Berufsstand zum Erhalt und zur fachgerechten Behandlung von Bäumen in urbanen Regionen entwickelt.

„Kein anderes Geschöpf ist mit dem Geschick der Menschheit so vielfältig, so eng verknüpft wie der Baum.“

schrieb der Historiker Alexander Demandt und hat dem Baum mit Über allen Wipfeln – Der Baum in der Kulturgeschichte ein umfangreiches Werk gewidmet. Für ihn beginnt die Kulturgeschichte mit dem Feuer, das der Blitz in die Bäume schlug, und mit dem Werkzeug, für das Holz zu allen Zeiten unentbehrlich war.

Nutzung

Baumstämme von Weißtannen aus Gersbach (Südschwarzwald) stützen auf der Expo 2000 das größte freitragende Holzdach der Welt

Neben der wichtigen Funktion der Bäume bei der Gestaltung von Kulturlandschaften begleitet vor allem die Holznutzung die Entwicklung der Menschheit. Abgesehen von der vor allem in Entwicklungsländern immer noch weit verbreiteten Brennholznutzung, ist Holz ein vielseitiger Bau- und Werkstoff, dessen produzierte Menge die Produktionsmengen von Stahl, Aluminium und Beton weit übersteigt. Damit ist Holz nach wie vor der wichtigste Bau- und Werkstoff weltweit; Bäume sind dementsprechend eine bedeutende Rohstoffquelle.

Neben der Holznutzung dienen Bäume vor allem der Gewinnung von Blüten, Früchten, Samen oder einzelnen chemischen Bestandteilen (Terpentin, Zucker, Kautschuk, Balsame, Alkaloide etc.). In der Forstwirtschaft der industrialisierten Länder spielen diese Nutzungen eine untergeordnete Rolle. Lediglich der Obstbau als Teilbereich der Landwirtschaft ist in vielen Regionen ein wichtiger Wirtschaftsfaktor. Der Anbau erfolgt in Form von Plantagen. Hochwertige Obstsorten werden meist durch Okulation oder Pfropfen veredelt. Dies erfolgt durch den Einsatz ausgewählter Obstsorten, wobei die bekannten und gewollten Eigenschaften der Früchte einer Obstsorte auf einen jungen Baum übertragen werden. Zurückgegangen ist dagegen die Nutzung von Streuobstwiesen, die früher in vielen Gebieten Mitteleuropas landschaftsprägend waren.

Kulturelles

Stilisierter Baum auf einer Briefmarke der Deutschen Bundespost (1962)

Dieser Bedeutung entsprechend ist ein vielfältiges Brauchtum mit dem Baum verknüpft. Das reicht vom Baum, der zur Geburt eines Kindes zu pflanzen ist, über den Maibaum, der in manchen Regionen immer noch in der Nacht zum ersten Mai der Liebsten verehrt wird, über Kirmesbaum und Weihnachtsbaum, unter dem man feiert, und über den Richtbaum, der zur Feier eines neu errichteten Hauses auf dem Dachstuhl aufgesetzt wird, bis zum Baum, der auf dem Grab gepflanzt wird. Nationen und Völkern werden bestimmte, für sie charakteristische Bäume zugeordnet. Eiche und Linde gelten als typisch „deutsche“ Bäume. Die Birke symbolisiert Russland, und der Baobab gilt als der typische Baum der afrikanischen Savanne. In Bayern gibt es auch den Hungerbaum, welcher eine alte, regionale Tradition darstellt. Unter der Gerichtslinde wurde Recht gesprochen (siehe auch → Thing) und unter der Tanzlinde gefeiert. Kelten, Slawen, Germanen und Balten haben einst in Götterhainen Bäume verehrt und das Fällen solcher Götzenbäume ist der Stoff zahlreicher Legenden, die von der Missionisierung Nord- und Mitteleuropas berichten.

Mythologie und Religion

Zahlreiche Mythen erzählen von einem Weltenbaum, der die Weltachse darstellt, um die der Kosmos gruppiert ist. Bei den nordischen Völkern war es z. B. die Weltesche Yggdrasil, unter deren Krone die Asen ihr Gericht abhielten.

In vielen alten Kulturen und Religionen wurden Bäume oder Haine als Sitz der Götter oder anderer übernatürlicher Wesen verehrt. So spielt der Baum in den Mythen der Völker auch als Lebensbaum (zum Beispiel die Sykomore bei den Ägyptern oder der Baum des Lebens in der jüdischen Mythologie), als Baum der Unsterblichkeit (der Pfirsichbaum in China) oder als Symbol des Erwachens im Buddhismus (der Bodhibaum), unter dem Buddha die Erleuchtung fand, eine Rolle.

In der Bibel

Auch in der Bibel werden Bäume immer wieder erwähnt. Das Alte wie das Neue Testament nennen unterschiedliche Baumarten wie zum Beispiel den Olivenbaum oder den Feigenbaum, mit dessen relativ großen Blättern das erste Menschenpaar Adam und Eva laut 1. Mose/Genesis 3:7 nach ihrem Sündenfall ihre Blöße bedeckten. Im 1. Buch Mose, der Genesis, wird in Kapitel 1 in den Versen 11 und 12 berichtet, dass Gott die Bäume und insbesondere die fruchttragenden Bäume in seiner Schöpfung der Welt hervorbrachte. Zwei Bäume jedoch spielen in der Bibel eine entscheidende Rolle: der Baum des Lebens sowie der Baum der Erkenntnis von Gut und Böse. So hat der Baum auch in der christlichen Ikonographie eine besondere Bedeutung. Dem Baum als Symbol des Sündenfalls, um dessen Stamm sich eine Schlange windet, steht häufig das hölzerne Kreuz als Symbol der Erlösung gegenüber. Ein dürrer und ein grünender Baum symbolisieren in den Dogmenallegorien der Reformationszeit den Alten und den Neuen Bund. In der Pflanzensymbolik haben verschiedene Baumarten wie auch ihre Blätter, Zweige und Früchte eine besondere Bedeutung. So weist die Akazie auf die Unsterblichkeit der menschlichen Seele hin, der Ölbaum auf den Frieden und ist ein altes marianisches Symbol für die Verkündigung an Maria. Der Zapfen der Pinie weist auf die Leben spendende Gnade und Kraft Gottes hin, die Stechpalme, aus deren Zweigen nach der Legende die Dornenkrone gefertigt war, auf die Passion Christi.

In der Geschichte

Der Arbre de Diane (Dianes Baum) ist eine Platane in Clayes-sous-Bois, Frankreich, die 1556 von Diane de Poitiers, der Mätresse Heinrichs II. gepflanzt worden sein soll.

Extreme Bäume

Bonsai

• Der höchste Baum der Welt ist der „Hyperion“, ein Küstenmammutbaum (Sequoia sempervirens) im Redwood-Nationalpark in Kalifornien mit 115,5 m Wuchshöhe.
• Der höchste Baum Deutschlands ist eine 63,33 m (Stand: 18. August 2008) hohe Douglasie (Pseudotsuga menziesii) im Freiburger Stadtwald^[3].
• Der voluminöseste Baum der Welt ist angeblich der General Sherman Tree, ein Riesenmammutbaum im Sequoia National Park, Kalifornien, USA (Volumen zirka 1489 Kubikmeter, Gewicht zirka 1385 Tonnen (US), Alter rund 2500 Jahre).
• Der dickste Baum ist der „Baum von Tule“, eine Mexikanische Sumpfzypresse (Taxodium mucronatum) in Santa María del Tule im mexikanischen Staat Oaxaca. Sein Durchmesser an der dicksten Stelle beträgt 14,05 m.
• Die ältesten Bäume sind – gemäß verbürgter Jahresringzählung – über 4800 Jahre alte Langlebige Kiefern (Pinus longaeva, früher als Varietät der Grannen-Kiefer angesehen) in den White Mountains in Kalifornien ^[4]. 2008 wurden unter einer Fichte in der Provinz Dalarna in Schweden Holzstücke gefunden, die auf ein Alter von 9.550 Jahre datiert wurden und genetisch identisch mit dem darüber wachsenden Baum sein sollen.^[5]
• Das älteste Wurzelsystem der Welt ist das der „Huon Pine“ in Tasmanien, welches mindestens 10.500 Jahre (vielleicht sogar 50.000 Jahre) alt ist. Aus den uralten Wurzeln sprießen immer wieder neue, genetisch identische Baumexemplare. Die Älteste darunter ist etwa 2000 Jahre alt.^[6]
• Die winterhärtesten Bäume sind die Dahurische Lärche (Larix gmelinii) und die Ostasiatische Zwerg-Kiefer (Pinus pumila): Sie widerstehen Temperaturen bis zu −70 °C.
• Die Dahurische Lärche ist auch die Baumart, die am weitesten im Norden überleben kann: 72° 30' N, 102° 27' O.
• Die Bäume in der größten Höhe finden sich auf 4600 m Seehöhe am Osthimalaya in Sichuan; dort gedeiht die Schuppenrindige Tanne (Abies squamata).
• Das Holz geringster Dichte ist jenes des Balsabaumes.
• Bäume, die bis dahin kahle Flächen besiedeln können, so genannte Pionierpflanzen, sind zum Beispiel bestimmte Birken-, Weiden- und Pappelarten.
• In der Bonsaikunst versucht man, das Abbild eines uralten und erhabenen Baumes in klein in der Schale nachzuahmen.

Literatur

Einführungen/Übersichten

• Horst Bartels: Gehölzkunde. UTB, Stuttgart 1993, ISBN 3-8252-1720-5.

Hervorragende Einführung, bestehend aus einem systematischen Teil und einem Wörterbuch der Dendrologie.

• Helmut J. Braun: Bau und Leben der Bäume. 4. Auflage. Rombach, Freiburg 1998, ISBN 3-7930-9184-8.

Allgemeinverständliche und reichhaltig illustrierte Einführung in Baumanatomie und -physiologie.

• Alex Shigo: Die neue Baumbiologie. Haymarket Media, Braunschweig, ISBN 3-87815-022-9

Darstellung des Kompartimentkonzepts und der Wundreaktionen von Bäumen (zahlreiche Abbildungen).

• Claus Mattheck: Design in der Natur. Rombach, Freiburg im Breisgau 1997, ISBN 3-7930-9150-3

Einführung in die Baummechanik.

• Peter Schütt, Hans Joachim Schuck, Bernd Stimm: Lexikon der Forstbotanik. Morphologie, Pathologie, Ökologie und Systematik wichtiger Baumarten. ecomed, Landsberg 1992, ISBN 3-609-65800-2.

• Dietrich Böhlmann: Warum Bäume nicht in den Himmel wachsen – Eine Einführung in das Leben unserer Gehölze, Quelle & Meyer Verlag, Wiebelsheim 2009, ISBN 978-3-494-01420-3

Bestimmungsbücher

• Andreas Roloff & Andreas Bärtels: Flora der Gehölze: Bestimmung, Eigenschaften und Verwendung. Ulmer-Verlag, Stuttgart 2006, ISBN 3-8001-4832-3.

Die aktuelle und zugleich umfassendste Gehölzflora; mit einem Winterbestimmungsschlüssel von Bernd Schulz.

• Ulrich Hecker: BLV Handbuch Bäume und Sträucher. BLV Verlag, München 1995, ISBN 3-405-14738-7.

Bestimmungsbuch und Nachschlagewerk in einem.

• Alan Mitchell, John Wilkinson und Peter Schütt: Pareys Buch der Bäume. Nadel- und Laubbäume in Europa nördlich des Mittelmeeres (OT: The Trees of Britain and Northern Europe). Paul Parey, Hamburg – Berlin 1987, ISBN 3-490-19518-3.

Kulturgeschichte

• Alexander Demandt: Über allen Wipfeln – Der Baum in der Kulturgeschichte. Böhlau, Köln 2002, ISBN 3-412-13501-1.
• Doris Laudert: Mythos Baum – Was Bäume uns Menschen bedeuten. Geschichte, Brauchtum, 30 Baumporträts. BLV, München, 2001, ISBN 3-405-15350-6.
• Graeme Matthews, David Bellamy: Bäume. Eine Weltreise in faszinierenden Fotos (OT: Trees of the World). BLV, München 1993, ISBN 3-405-14479-5.
• Gerd und Marlene Haerkötter: Macht und Magie der Bäume: Sagen - Geschichte - Beschreibungen. Eichborn Verlag, Frankfurt a. M. 1989, ISBN 3-8218-1226-5.
• Fred Hageneder: Die Weisheit der Bäume, Mythos, Geschichte, Heilkraft, Verlag: Kosmos (Franckh-Kosmos 2006), ISBN 9783440107287 (13), ISBN 3440107280 (10)

Filmografie

• Deutschlands älteste Bäume. Dokumentation, 45 Min., ein Film von Jan Haft, Produktion: Bayerischer Rundfunk, Sendung 23. April 2007. ^[7]
• Planet Erde. Waldwelten. Großbritannien, Dokumentation, 45 Min., ein Film von Alastair Fothergill, Produktion: BBC, 2006, deutsche Erstausstrahlung: ARD, 26. März 2007. ^[8]

Krummer Baum in Vermont, USA

Siehe auch

• Baum des Jahres
• Deutsches Baumarchiv
• Baumtag
• Fälltechnik
• Markante und alte Baumexemplare
• Markante und alte Baumexemplare in Deutschland
• WikiReader: Laub- und Nadelbäume in Mitteleuropa

Weblinks

• Baumkunde
• Schaubild zum Aufbau eines Baumstammes
• Baum des Jahres
• treeland.de - Einblicke in Bäume und Holz
• Baum-Bilder aus dem Bildarchiv der Universität Basel

Informationen über verschiedene Baumarten:

• Baumliste
• Baumlexikon und Gehölzschäden
• Bundesamt für Wald Österreich
• für Kinder und Jugendliche
• 680 Tree Fact Sheets, University of Florida

Informationen über seltene mitteleuropäische Baumarten:

• „Seltene Bäume in unseren Wäldern – Erkennen, Erhalten, Nutzen“
• Projekt Förderung seltener Baumarten (Schweiz)

Einzelnachweise

1. ↑ scienceticker.info: Der älteste Baum der Welt
2. ↑ Büdel, B.: Vorlesungsskript Pflanzenökologie I - 3. Floren- und Vegetationsgeschichte, TU Kaiserslautern. [1]
3. ↑ Jetzt ist es amtlich: Deutschlands höchster Baum steht in Freiburg
4. ↑ Strasburger: Lehrbuch der Botanik. S. 423
5. ↑ Pressemeldung Universität Umea, abgerufen 17. April 2008.
6. ↑ Ältestes Wurzelsystem der Welt
7. ↑ April 2007 Inhaltsangabe des BR
8. ↑ Inhaltsangabe der ARD