Welchen Vorteil wünschen Sie sich?

Baumphysiologe Christoph Bachofen misst für seine Arbeit die Umgebungstemperatur von Bäumen.Bilder: zvg

Zeitschriften | Verband & Politik – Lesezeit 2 min.

«Wir haben die Kühlleistungen der Bäume unterschätzt»

Menschen leiden zunehmend unter Hitzeperioden – besonders im urbanen Raum. Verschiedene Disziplinen forschen nun daran, wie Bäume zur Kühlung der Umgebung am effizientesten eingesetzt werden können. So auch Christoph Bachofen, Baumphysiologe an der EPFL.

Sarah Sidler | Christoph Bachofen, was macht ein Baumphysiologe?

Als Pflanzenökophysiologe untersuche ich, wie Vegetation in Städten mit dem lokalen Mikroklima interagiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Mechanismen, mit denen Bäume extreme städtische Hitze bewältigen, sowie darauf, wie ihre Anwesenheit das Stadtklima durch Transpirationskühlung, Beschattung und weitere Prozesse beeinflusst. In meiner Forschung kombiniere ich überwiegend direkte Messungen an Bäumen, etwa Fotosynthese, Transpiration und Hitzetoleranz, mit physiologischen Modellen, um die Ergebnisse auf die Ebene von ganzen Strassenzügen («urban canyons») und darüber hinaus zu skalieren. Zudem vergleiche ich die Anpassungsfähigkeit verschiedener Baumarten an städtische Umweltbedingungen in unterschiedlichen Klimazonen. Ziel ist es, zu verstehen, wie gut sich verschiedene Arten auf ein zukünftiges Klima einstellen und damit weiterhin zur Verbesserung des städtischen Mikroklimas beitragen können.

Können Bäume den Menschen zu einer besseren Gesundheit verhelfen?

Hier kann ich nicht einfach mit Ja oder Nein antworten. Es gibt sicher viele positive Aspekte: Sie kühlen die Umwelt durch Transpiration und Schatten. Diese Effekte kommen uns besonders im Sommer zugute. Ausserdem filtern sie Feinstaub aus der Luft. Bäume geben jedoch auch bestimmte Stoffe durch die Blätter ab, die mit einem erhöhten Stick­oxidgehalt der Luft reagieren und dadurch den Ozongehalt auf Bodennähe erhöhen können. Verschiedene Arten emittieren je nach Temperatur, Gesundheitszustand und Feuchtegehalt mehr oder weniger
stark. Wir müssen also auch im Siedlungsgebiet darauf achten, wo wir welche Bäume pflanzen. Die Eigenschaften der Bäume, welche sich positiv auf unsere Gesundheit auswirken, überwiegen jedoch stark.

Können wir etwas vertiefter auf diese Kühleffekte eingehen?

Ja. Kühlung funktioniert einerseits durch Schattenwurf, andererseits durch Transpiration. Je grösser und je dichter die Baumkrone ist, desto mehr kühlt der Baum die Umgebung. Mehr Schatten tagsüber hilft auch, dass die nächtliche Hitze nicht zu hoch wird. Grosse Baumkronen können die Hitze in der Stadt jedoch auch zurückbehalten, indem sie die nächtliche Abstrahlung der Hitze in den Himmel verhindern. Diesen Effekt kennt man aus Sommernächten: Unter einer Pergola ist es wärmer als unter freiem Himmel. Zieht man jedoch Bilanz, überwiegt der kühlende Effekt der Bäume klar. Betreffend der Transpiration: Ein Baum lässt täglich Hunderte von Litern Wasser durch seinen Baumstamm von den Wurzeln zu den Blättern fliessen. Dieses gibt er dann je nach Temperatur und Baumart mehr oder weniger grosszügig über kleine Schlitze in den Blättern – die sogenannten Stomata – ab. Diese Feuchtigkeit absorbiert die Energie aus der Luft und kühlt dadurch deren Temperatur ab. Meistens messe ich bei Bäumen rund zwei Grad tiefere Temperaturen. Genaue Messungen sind jedoch schwierig, da der urbane Raum sehr heterogen ist. Viele Faktoren, wie etwa die Abstrahlung einer nahen Hauswand, können die Messungen beeinflussen.

Wie funktionieren solche Messungen denn?

Einerseits messe ich den Wasserfluss durch den Baum mittels Sensoren am Stamm. So kann ich relativ genau bestimmen, wie viel Wasser durchfliesst und nachher durch die Blätter verdunstet. Andererseits messe ich direkt die Lufttemperatur und Sonneneinstrahlung in der Nähe der Baumkrone, um die fühlbare Kühlung zu bestimmen. Um möglichst genaue Resultate zu erhalten, kombiniere ich jeweils die Messungen mit Modellen.

Einer Ihrer Berichte besagt, dass Platanen bei Temperaturen bis zu 39 Grad transpirieren. Früher dachten Forschende, dass Bäume bei 35 Grad aufhören, Wasser über ihre Blätter abzugeben.

Ja, wir beobachten, dass Bäume unter grosser Hitze mehr transpirieren, als wir es in der internationalen Forschung bisher angenommen haben. Es hilft den Bäumen, nicht zu überhitzen, und schützt ihre Blätter. In der Baumphysiologie war man aus folgenden Gründen der Meinung, dass Pflanzen an heissen Tagen nicht zu viel Wasser durch die Transpiration verlieren: Der Wasserverlust über die Blätter erzeugt einen grossen Unterdruck in den Leitgefässen. Dieser Unterdruck kann zu hoch werden, was zum Abreissen des Wasserflusses führt – ein Todesurteil für einen Baum. Um sich gegen Wasserstress zu schützen, kann er den Wasserfluss reduzieren, indem er die Stomata schliesst. Zudem kann das Wasservorkommen im Boden beschränkt sein. Aber wir haben die Bäume unterschätzt.   

Kann man diese Erkenntnis auch auf andere Baumarten übertragen?

Verschiedene Baumarten haben unterschiedlich starke Kühlleistungen. Sie reagieren anders auf Hitze und Bodentrockenheit. Einige, wie die Buchen, sind eher konservativ und schliessen die Schlitze in den Blättern rascher, wenn sie spüren, dass sie an ihre Grenzen kommen. Eichen hingegen sind eher risikofreudiger und transpirieren länger.

Weiss man, welche Bäume im städtischen Raum wo den besten Effekt erzielen?

Bei den einzelnen Individuen müssen verschiedene Aspekte wie Raumbedarf, Platz im Wurzelraum, Bodendruck und Salzeintrag im Winter beachtet werden. In Städten geht es hauptsächlich darum, herauszufinden, was dort überhaupt funktioniert. Ein Austausch zwischen uns Forschern und den Verantwortlichen der Grünstadt-Abteilungen findet diesbezüglich verstärkt statt. Auch Fachhochschulen forschen in diesem Bereich. Ein grosses Augenmerk wird dabei auf die Klimabedingungen der Zukunft gelegt. Zudem ist die Thematik in der Architektur und Raumplanung angekommen.

Das tönt komplex.

Das ist es. Es stellt sich auch die Frage nach der Herkunft des Saatguts. Die Stadt Lau­sanne schaut nun, ob es für Bäume, welche künftig unsere Städte kühlen, Saatgut aus dem südlichen Ausland benötigt. Aber wie reagieren Bäume aus dem Süden auf Minustemperaturen? Mehrere Schweizer Städte klären derzeit auch ab, ob sie ihre eigenen Baumschulen einrichten, um angepasstere Arten aufzuziehen. Solche Fragen möchte ich wissenschaftlich begleiten, Messungen vornehmen und in Entscheidungsprozessen Hilfestellung geben.    

Reichen einzelne Bäume künftig überhaupt noch aus, um die Umgebung angenehm zu kühlen, oder benötigt es ganze Wälder im städtischen Raum?

Diesbezüglich wird mittels sogenannten Microforest geforscht. Ich verfolge dies mit Interesse, aber auch mit Skepsis. In diesen Miniwäldern werden verschiedene Arten sehr dicht beieinander in urbanen Raum gepflanzt. Dann lässt man sie weitgehend autark gedeihen und schaut, welche Arten überleben. Es ist jedoch nicht gesagt, dass Bäume, die in jungen Jahren rasch wachsen und somit langsam wachsende verdrängen als Erwachsene auch am besten mit Klima und Standort klarkommen und die erwarteten Ökosystemleistungen erbringen.

Weshalb pflanzt man dann nicht einfach einen kleinen Platanenwald, jetzt, wo man weiss, wie gut diese Baumart mit der Hitze zurechtkommt?

Es ist wichtig, divers zu gehen. Dies sind sich je länger desto mehr auch die Verantwortlichen in den Städten bewusst. Früher wurde in einer Strasse oft nur eine Baum­art gepflanzt. Davon kommt man wegen biotischer Faktoren wie Käferbefall weg. Wenn man verschiedene Bäume pflanzt, kann man Vor- und Nachteile einzelner Baum­arten ausbalancieren. In der ganzen Diskussion dürften die Leistungen der Bäume im Bereich der Biodiversität auf keinen Fall  vergessen gehen. Die Eiche zum Beispiel ist einer der artenreichsten Lebensräume Mitteleuropas und bietet zahlreichen Insekten, Vögeln sowie Säugetieren Nahrung, Schutz und Brutplätze. Wir dürfen uns nicht nur darauf fokussieren, was die jeweiligen Bäume dem Menschen bringen, sondern müssen auch berücksichtigen, was sie als Habitat, beispielsweise für Vögel, Flechten, Moose oder Insekten bringt.

Es wird zunehmend verdichtet gebaut. Steht künftig überhaupt genügend Platz für kühlende Bäume zur Verfügung?

Verdichtetes Bauen versus Grünräume ist eine komplizierte Dynamik. Es sind klar gegenläufige Trends. Ich habe mir schon oft überlegt, wie sich der Kronenbestand in den grossen Städten der Schweiz verändert. Werden grosse Bäume gefällt und dafür neue gepflanzt, hat man erst eine Minderung im Volumen. Es gibt Forschungsarbeiten, die besagen, dass das Kronenvolumen in Städten derzeit trotz aller Bemühungen zurückgeht. Es ist daher wichtig, den Raum so effizient wie möglich zu gestalten. Grünstadtverantwortliche verschiedener Städte sind sehr aktiv, aber es ist auch wichtig, Private für diese Thematik zu sensibilisieren. Damit auch in Privatgärten alte Bäume möglichst erhalten bleiben.


Immer am Puls des Waldes: Wald und Holz jetzt abonnieren

Zurück zur Newsübersicht

ähnliche News aus dem Wald