Ivenacker Eichen - Uraltbäume mit baumbiologischen Überraschungen

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Altbäume Baumforschung
Abb. 1: Älteste und stärkste Ivenacker Eiche "Methusalem" im Juli 2021. Foto: Andreas Roloff

Der stärkste und älteste Baum der Ivenacker Eichen (als "Methusalem" bezeichnet, dritter Uraltbaum vom Eingang aus) hat ein Alter von 800 bis 900 Jahren und ist damit die dickste und älteste vollstämmige Eiche Deutschlands. Er hat in 2 Meter Stammhöhe einen Umfang von 10,75 Meter (in 1,5 m Stammhöhe 11,35 m), bei einer Baumhöhe von 32 Meter, welche für einen Baum dieses Alters sehr bemerkenswert ist - und nicht ewig so bleiben kann. Der Ivenacker Tiergarten mit diesen Uralteichen wurde 2016 vom Bundesamt für Naturschutz zum ersten Nationalen Naturmonument ernannt, ist also ein Flächennaturdenkmal (www.bfn.de).

Bei Untersuchungen zur Vitalität dieser Uralteiche im Sommer 2020 (gemeinsam mit einem 15-köpfigen Expertenteam zu Bodenkunde, Ernährungszustand, Wurzelentwicklung, Mykorrhizabesatz, Regenwurmabundanz unter Kronenschirmfläche, innerer Stammquerschnittszustand mittels Schall- und Elektrischer Widerstandstomografie: Weltecke et al. 2020) waren keine auffallenden Symptome für einen kritischen Zustand festzustellen, weder nach Belaubungszustand (Belaubungsqualität, Kronentransparenz) noch nach Verzweigungsmodus (Trieblängen, Roloff 2018). Daher wurden dann nach intensiver Begutachtung der Bäume etliche Zweige aus der Oberkrone des ältesten Baumes mittels Wurfseil geerntet und mitgenommen, um daran die Trieblängen der letzten Jahre am Institut zu untersuchen.

Als Ergebnis der Baumzustandserhebungen ist festzustellen, dass diese Uraltbäume trotz ihres hohen Alters von fast 1000 Jahren nach Belaubung mit 35 Prozent Kronentransparenz der Schadstufe 2, nach Verzweigungsstrukturen dem Kurztriebmodus und somit ebenfalls der Vitalitätsstufe 2 zuzuordnen sind (Abb. 2). Das ist ein für dieses Alter beeindruckend optimaler Zustand! Hingegen sind einzelne absterbende Wipfel- und Seitenäste in diesem hohen Alter als vollkommen normal anzusehen, da die Krone nicht mehr fortlaufend größer, der Baum nicht mehr jedes Jahr höher werden kann. Sonst wäre eine 1000-jährige Eiche bei im Mittel nur 10 Zentimeter langen jährlichen Wipfeltrieben 100 Meter hoch. Das heißt, diese Bäume werden über lange Zeiträume immer wieder in zeitlichen Abständen absterbende Zweige auch im Wipfelbereich aufweisen müssen, um ihre Krone allmählich zurückzuziehen und damit die Transportwege zu verkürzen. Das geschieht vornehmlich in Trockenjahren wie 2018 und 2019 durch Embolien, das heißt Lufteintritt in die Wasserleitungsbahnen mit der Folge des Abreißens der Wasserfäden. Man erkennt in Abbildung 2 gut das dadurch laufende "Umsetzen" (Roloff 2018): Einige Nebenäste sterben ab, beispielsweise oben rechts, während in anderen Bereichen, etwa oben links, noch alle Hauptzweige bis zum Triebende belaubt sind.

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Abb. 2: Belaubungszustand und Verzweigungsmodus der ältesten Ivenacker Eiche „Methusalem“ im Juli 2020: Kronentransparenz 35 Prozent entspr. Schadstufe 2; Vitalitätsstufe Verzweigung: Kurztriebmodus entsprechend Vitalitätsstufe 2. Foto: Andreas Roloff
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Abb. 3: Ergebnis der Trieblängenmessungen der letzten elf Jahre an Oberkronen-Zweigen des "Methusalem"-Baumes; NA: Nebenast. Foto: Andreas Roloff
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Tab. 1: Lappen-, Behaarungs- und Blattstiel-Merkmale nach Roloff & Bärtels (2018) und von Blättern aus Ivenack.

Bei der Untersuchung der Trieblängen der ältesten Eiche "Methusalem" zeigte sich, dass dieser Baum vor zwei Jahren eine Krise erlebt haben muss, denn die Trieblängen des Jahres 2019 waren an allen Zweigen aus dem Wipfelbereich besonders kurz (Abb. 3). Dieses Ereignis lag vor den kritischen Trockenjahren 2018, 2019 und 2020, denn dabei ist zu berücksichtigen, dass die Jahrestriebe mit Trieblänge und Blattzahl im Mai bis Juli des Vorjahres in den Knospen angelegt werden (Roloff 2001, 2018). Das Frühjahr 2018 war zwar trocken, aber die Wasserversorgung der Eichen in diesem Zeitraum kann noch als gut eingestuft werden, da der Boden genügend verfügbares Wasser aus dem vorangegangenen Winter enthielt und das Grundwasser mit weniger als 2 Meter unter Flur (Weltecke et. al 2020) noch erreichbar gewesen sein müsste. Von der Krise 2019 hat sich der Baum trotz der Trockenjahre zeitnah (2020) nach den Trieblängenmessungen wieder erholt, bis auf einen Ast (Abb. 3: NA5). Hilfreich dazu wären noch ergänzende Jahrringuntersuchungen, dafür möchte man diese kostbaren Bäume allerdings nicht anbohren - das sollte man aber unbedingt einmal an absterbenden Einzelexemplaren durchführen, davon gibt es auch einige sehr alte im Park.

Auffällige Variation der Blattmerkmale innerhalb der Krone desselben Baumes

Bei den mitgenommenen Zweigen trat dann ein Phänomen auf, das baumbiologisch von größerer Bedeutung ist. Die aus der "Methusalem"-Oberkrone geernteten Blätter an den Zweigen sehen auf den ersten Blick für eine Stieleiche äußerst ungewöhnlich aus: Sehr breite Blätter mit tiefen Einbuchtungen zwischen den Lappen, schmalen langen Blattlappen, deren größere nochmals gelappt sind (Abb. 4). Vor allem aber fehlen die Buchtennerven, das eigentlich stabilste Kriterium zur herkömmlichen Unterscheidung von Stiel- und Traubeneiche, neben Blattstiellänge und unterseitiger Behaarung entlang der Hauptnerven (Tab. 1). Der geöhrte Blattgrund hingegen ist nach verbreiteter und unserer Einschätzung aufgrund seiner Variabilität kein geeignetes Merkmal zur Unterscheidung von Stiel- und Traubeneichen. Fast kein einziges der rund 300 Blätter wies mehrere Buchtennerven auf! Dies irritierte sehr, sodass daraufhin zunächst im Raum Dresden an besonders alten Stieleichen deren Auftreten untersucht wurde. Alle zeigten mindestens drei Buchtnennerven - "wie es sich gehört" (Roloff & Bärtels 2018).

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Abb. 4: Für Stiel-Eiche ungewöhnliche Blattformen der Oberkrone (Merkmale der Pyrenäen-Eiche). Foto: Andreas Roloff
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Abb. 5: Variabilität von am Boden liegenden Blättern unter der „Methusalem“-Eiche – oben stieleichentypisch, unten traubeneichenähnlich. Foto: Andreas Roloff

Daraufhin wurde entschieden, die Ivenacker Eichen nochmals zeitnah im Herbst 2020 aufzusuchen, um dieses Merkmal genauer zu untersuchen, wie variabel es sich bei verschiedenen Eichen des Bestandes und innerhalb der Krone an einem Baum darstellt. Diese Untersuchungen wurden im Oktober 2020 durchgeführt. Dafür war günstig, dass tags zuvor Sturmböen aufgetreten waren, sodass viele Absprünge und grüne Blätter unter den Kronen lagen. Die Uraltbäume der Ivenacker Eichen stehen solitär, relativ frei von Konkurrenz (Abb. 1) und haben daher meist bis weit nach unten belaubte Äste, woraus sich bei bis zu 32m Baumhöhe also ein ziemlich großer Höhengradient für die Licht- und Wasserversorgung der Äste ergibt.

Dabei zeigte sich, dass sehr viele von den zuvor beschriebenen Blättern zu finden waren, aber auch reichlich typische Stiel-Eichenblätter, und dass diese Variabiltät vor allem innerhalb einer Baumkrone auftritt, die verschiedenartigen Blätter also auch immer unter einem Uralt-Baum lagen. Dies lässt den Schluss zu, dass die Blätter durch Anpassungsvorgänge und Mutationen an sehr alten Ästen über den langen Lebenszeitraum "auseinanderdriften" (einzelne der Starkäste können 500 und mehr Jahre alt sein und sich also seitdem immer stärker unterscheiden). Ein Teil der Blätter entwickelt sich traubeneichenähnlicher, andere bleiben stieleichentypisch (Abb. 5), das Verhältnis unter den am Boden liegenden Zweigen und Blättern war dabei etwa 1:10 TrEi:StEi. Eine stärkere Lappung (oft nochmals gelappt) und teilweise unterseitige starke Behaarung entlang der Hauptnerven (Abb. 6) spricht für Anpassung an Trockenstress (Roloff 2021), das Aussehen dabei ähnlich der Pyrenäeneiche (Qu. pyrenaica, Roloff & Bärtels 2018). Nach früher durchgeführten genetischen Untersuchungen (Voth & Meyer 2012) sind die Ivenacker Eichen tatsächlich aus eiszeitlichen Refugialgebieten von der Iberischen Halbinsel wieder nach Ivenack rückgewandert und können daher von dort noch Merkmale aufweisen.

Bisher wurden die Ivenacker Eichen ausnahmslos als Stieleichen (Quercus robur) identifiziert und bezeichnet, dies wurde noch nie diskutiert und in Frage gestellt. Unter den Uralteichen wurden jedoch sogar auch traubeneichenähnliche Fruchtstände gefunden (Abb. 7).

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Abb. 6: Dichte Büschelbehaarung blattunterseits an den Haupt nerven. Foto: Andreas Roloff
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Abb. 7: Traubeneichenähnliche Fruchtstände am Boden liegend unter einer der Uralt-Eichen. Foto: Andreas Roloff

Hypothesen und Untersuchungen der Blätter in den Kronen

Nach den Ergebnissen der beschriebenen Voruntersuchungen wurde nochmals extra ein Termin mit Hebebühne am 4. August 2021 anberaumt, um an gezielten Kronenorten Blattproben zu entnehmen und die genannten Variationen zu bestätigen oder entkräften.

Folgende Hypothesen sollten dabei überprüft werden:

  1. Blätter des oberen Kronenbereiches und der südlichen besonnten Oberkrone an Uralteichen entwickeln sich durch Anpassungsvorgänge an Trockenstress und Hitze traubeneichenähnlich, die unteren und beschatteten Kronenbereiche weisen mehr stieleichentypische Blätter auf.
  2. Aufgrund der langen Entwicklungsgeschichte treten diese Veränderungen an solchen uralten Eichen viel deutlicher in Erscheinung als an jüngeren Altbäumen und noch nicht an Jungbäumen.
  3. Im Extremfall kommen bei Uraltbäumen über so lange Zeiträume deutlich unterschiedliche Blätter in einer Baumkrone zustande, die teils wie Stieleiche, teils eher wie Traubeneiche aussehen.
  4. Dies wird überlagert von der Vitalität der Zweige, ihren Trieblängen: Oben in der Krone sind sie kürzer, unten länger.
  5. "Stieleichen" können daher in trockenstressbeeinflussten Kronenbereichen traubeneichenartige Blätter entwickeln, was zu Fehlbestimmungen führen kann.

Interessant in diesem Zusammenhang ist, dass Linné sich 1753 in seinem Systematik-Mammutwerk "Species Plantarum" für nur eine Eichenart Quercus robur entschieden hat (Vol. 2, S. 996), obwohl es auch damals schon bei anderen Botanikern die Unterscheidung von zwei Arten und Diskussion über die Artdifferenzierung der beiden Eichen gab. Dieser Ansicht Linnés wird bekanntlich schon seit langer Zeit von uns gefolgt (Kleinschmit et al. 1995, Roloff & Bärtels 2006, Roloff & Grundmann 2004).

Bei den Untersuchungen in den Baumkronen wurde keine der Hypothesen widerlegt, sondern alle fünf mehr oder weniger bestätigt, wenn auch nicht mit scharfer Trennung der Gruppen "traubeneichenähnlich" und "stieleichentypisch", sondern immer mit fließenden Übergängen. Das war auch nicht anders erwartet worden, da die Wasserhaushaltssituation an den verschiedenen Kronenorten "Süd", "West" und "Nord" sowie "oben", "Mitte" und "unten" zu variabel und heterogen ist. Insgesamt ist aber hiermit davon auszugehen, dass der Trend zu evolutionärer Anpassung über solch lange Zeiträume mehrerer 100 Jahre gegeben ist.

Derzeit laufen am Institut genetische Untersuchungen an den geernteten Blättern und Zweigen, sind aber noch nicht abgeschlossen. Die Ergebnisse der morphologischen Blattuntersuchungen sind in Abbildung 8 und Tabelle 2 zusammenfassend in Kurzform dargestellt.

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Abb. 8: Untersuchungsorte der Blatt-Probenahme an Baum 1 ("Methusalem", l.) und Baum 2 (r.). Foto: Andreas Roloff
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Tab. 2: Blattparameter der Untersuchungsorte (Mittelwerte von je 50 Messungen, durch die grünen Dreiecke wird der Trend der Tabellenwerte visualisiert).

Schlussfolgerungen

Man muss sich bewusstmachen, dass diese sehr alten Ivenacker Eichen die Urform der Stieleiche darstellen, den sogenannten Archetyp. Denn ihre Blätter sind bereits vor fast 1000 Jahren an diesen Bäumen aus ihren jugendlichen Knospen ausgetrieben.

Die aufgestellten und geprüften Hypothesen haben erhebliche Konsequenzen für die allgemeine Baumartenverwendung und -einschätzung: Das Anpassungspotenzial wird bisher bei kaum einer Bewertung mitberücksichtigt, weil dies auch kaum möglich ist. Dies bedeutet, dass man vielen Baumarten mehr zutrauen kann als jetzt die Altbäume zeigen. Und auch wenn Jungbäume Probleme aufweisen, muss das nicht heißen, dass diese ebenso für Altbäume gelten - und umgekehrt (Roloff 2021). Trockenstressexperimente an Jungbäumen - womöglich im Labor - lassen daher kaum weitreichende Schlussfolgerungen für die Baumart in höherem Alter nach einem längeren Anpassungsprozess zu. Und wenn derzeit viele Altbäume bestimmter Baumarten (bspw. Buche) durch die Trockenstressjahre abgestorben sind, bedeutet dies nicht, dass ihre Jungbäume sich nicht anpassen können. Das ist bei der Interpretation der derzeitigen Schäden zu berücksichtigen.

Spannend bleibt auch die Frage, ob diese Erscheinungen bei anderen Uraltbäumen langlebiger Baumarten (bspw. Sommer- und Winterlinde) ebenfalls auftreten können. Ich gehe davon aus.

Literatur

Kleinschmit, J.R.G.; Kremer, A.; Roloff, A. (1995a): Stiel- und Traubeneiche - zwei getrennte Arten? Allg. Forstzeitschr. 50: 1453-1456.

Kleinschmit, J.R.G.; Kremer, A.; Roloff, A. (1995b): Comparison of morphological and genetic traits of pedunculate oak (Q. robur L.) and sessile oak (Q. petraea (Matt.) Liebl.). Silvae Genetica 44: 256-269.

Linnaeus, C. (1753): Species plantarum. Vol. 2, www.forgottenbooks.com (Reprint 2018) [1.11.2020].

Roloff, A. (2001): Baumkronen - Verständnis und praktische Bedeutung eines komplexen Naturphänomens. Ulmer, Stuttgart.

Roloff, A. (2018): Vitalitätsbeurteilung von Bäumen - Aktueller Stand und Weiterentwicklung. Haymarket Media, Braunschweig.

Roloff, A. (Hrsg., 2021): Trockenstress bei Bäumen: Ursachen, Anpassung, Konsequenzen - Ein Leitfaden für die Praxis. Im Druck: Quelle & Meyer, Wiebelsheim.

Roloff, A.; Bärtels, A. (2008): Flora der Gehölze - Bestimmung, Eigenschaften, Verwendung. 3. Aufl. Ulmer, Stuttgart.

Roloff, A.; Bärtels, A. (2018): Flora der Gehölze - Bestimmung, Eigenschaften, Verwendung. 5. Aufl. Ulmer, Stuttgart.

Roloff, A.; Grundmann, B. (2004): Stiel- und Traubeneiche - Arten oder Unterarten? Allg. Forstztschr./Der Wald 59: 953-954.

Voth, W.; Meyer, M. (2012): Genetische Untersuchungen zu den Stieleichen slawonischer Herkunft sowie die Ivenacker und Alteichen (unveröffentlichter Bericht, Landesforst Mecklenburg-Vorpommern, Schwerin, 26 S.).

Weltecke, K.; Benk, J.; Heck, B.; Kaus, A.; Kutscheidt, J.; Müller-Inckmann, M.; Pater, J.; Rust, S.; Tyen, S. (2020): Rätsel um die älteste Ivenacker Eiche, Allg. Forstztschr./Der Wald 24: 12-17.

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