Die Vitalität brandgeschädigter Kiefern in der Praxis möglichst einfach anzusprechen um damit deren erfolgreiche Regeneration abzuschätzen – dafür hat das Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE) nach praxisnahen Entscheidungskriterien gesucht – und diese gefunden!
Das Brandereignis in Treuenbrietzen
Am 23. August 2018 kam es im Land Brandenburg zwischen den Ortschaften Frohnsdorf, Klausdorf und Tiefenbrunnen zu einem Großbrand, bei dem eine Waldfläche von insgesamt über 300 Hektar vernichtet wurde. Eine vorausgegangene Dürreperiode hatte auf der Brandfläche zu einer starken Austrocknung der meist mittleren Standorte geführt. In den Forsten war die von Blaubeere und Heidekraut dominierte Krautschicht verdorrt. Das führte zu einer Anreicherung der brennbaren Biomasse und zu einer besorgniserregenden Entwicklung der Waldbrandgefährdung. Hinzu kam eine erschwerte Brandbekämpfung der mit Kampfmitteln belasteten Flächen. So war es unter anderem möglich, dass sich aus einem ursprünglich fünf Hektar großen Waldbrand in wenigen Stunden ein über 300 Hektar umfassender Großbrand entwickelte.
Die Brandschäden
Die bei dem Großbrand aufgetretenen Waldbrandformen verursachten an den Kiefern unterschiedliche äußerlich sichtbare Schäden. Boden- und Stammbrände hinterließen an Kiefern in Alt- und Stangenhölzern starke Verkohlungsschäden an der Rinde des Erdstamms, wobei vereinzelt noch grüne Kronen erhalten blieben (Abb. 1). Bei starker Hitzeentwicklung wurde die gesamte Krone gedörrt. Die Nadeln verfärbten sich rotbraun. Bei Vollbränden in schwachen Stangenhölzern verbrannten Rindenoberfläche, Nadeln und Feinreisig vollständig.
Abb. 1. In einem Stangenholz durch Brandhitze entstandene Kronenschäden. Foto: F. Pastowski (LFB).
Kronenschäden
Die auf der Fläche entstandene Variabilität der Brandschäden spiegelte sich nicht nur in den Stamm-, sondern auch in den Kronenschäden wider. Die Schädigungen der Krone reichten von vollständig verbrannt über unterschiedliche Braun- und Grünanteile bis hin zu noch vollständig grüner Benadelung. Die Untersuchungen im Stangenholz deuten auf eine enge Beziehung zwischen der Höhe des angekohlten Stammes (erzeugte Hitzemenge) und dem verbliebenen Grünanteil in der Krone hin. Die geringsten Kronenschäden wurden bei angekohltem Bereich des Erdstamms unter einem Meter festgestellt. Eine angekohlte Stammhöhe von drei bis sechs Meter hatte den Verlust von mindesten 80 Prozent der grünen Nadeln zur Folge.
Humusverlust und Verkohlung am Stamm
An Kontrollbäumen außerhalb der Brandfläche wurde der Auflagenhumusvorrat ermittelt, der variierte vor allem in Abhängigkeit vom Bestandesalter. Die geringste Mächtigkeit wurde im schwachen Stangenholz, die stärkste Auflage im Altholz gemessen. So betrug die Höhe der Humusauflage im Altbestand außerhalb der Brandfläche im Mittel 15 Zentimeter, die verbrannte teils zu Dreivierteln, teils verbrannte sie fast vollständig. Die bei der Verbrennung freigesetzte Hitze führte zu nachhaltigen Schäden an Wurzeln, Wurzelanläufen, im unteren Stammbereich (besonders des Erdstamms) und in der Krone. Die verbrannte Humusmenge hatte erwartungsgemäß einen wesentlichen Einfluss auf die Höhe der Verkohlung am Stamm.
„Anhand der angekohlten Rindenoberfläche lässt sich auf den geschädigten Anteil des Kambiums schließen.“
MATTHIAS WENK
Schäden am Kambium
Um die Regenerationschancen der brandgeschädigten Kiefern beurteilen zu können, wurde an ausgewählten Bäumen der angekohlte Rindenanteil entfernt und der Bast freigelegt. Bei der Untersuchung standen durch Hitzestrahlung verursachte Bastverfärbungen im Fokus, die auf eine verloren gegangene Funktionsfähigkeit des Kambiums schließen lassen (braun = absterbend/vertrocknet; weiß = gesund). “Die Erwärmung des Kambiums am Stammfuß der Bäume verursacht bei einer Temperatur von über 60 °C den direkten Tod der Bäume …” [8]. Im Stangenholz war an allen untersuchten Kiefern mit angekohltem Stammfuß auch der darunter befindliche Bast braun verfärbt und irreversibel geschädigt (Abb. 3. a/b. Auch im Baumholz zeigte sich mit wenigen Abweichungen das gleiche Bild. Ausnahmen machten Kiefern, deren Stammmantel nicht höher als ein Meter angekohlt war. An einigen dieser Exemplare konnten senkrecht verlaufende weiße Bastzonen nachgewiesen werden, teilweise mit Verbindung zu intakten Bastabschnitten oberhalb der angekohlten Bereiche (Abb. 4. a/b ). Die “Kambialbrücken” befanden sich meist in den tiefer liegenden Kehlen der Wurzelanläufe. In diesen Kehlen war nicht verbrannter Humus vorhanden. Außerdem besaßen diese Kiefern noch einen Grünnadel-Anteil von 50 bis 80 Prozent. Aus den Kambialbrücken und dem hohen Grünnadel-Anteil lässt sich folgern, dass die erzeugte Wärmemenge nicht für eine umfassende Bast-Schädigung ausgereicht hat.
Abb. 2. Nach einem Großbrand im Baumholz verbliebene mittlere Humusauflage (Pot. = potenzielle Fkt.) und Höhe des angekohlten Stammes (Poly. = polynomi-sche Fkt.) unter Berücksichtigung des verbliebenen Grünnadel-Anteils (NP = Nadelprozent)
"Patchwork" der Schäden auf der Fläche und an den Bäumen
Die meisten Kiefern mit gesunden Bastanteilen waren im Feuersaum zu finden. Hier handelte es sich vor allem um Bäume, die den Flammen nur einseitig ausgesetzt waren. Der überwiegende Teil der Kiefern wies jedoch neben der vollumfänglichen Verkohlung am Stammfuß einen auf einer Seite hoch reichend angekohlten Stamm auf. Das ist auf die bei einer horizontalen Brandausbreitung entstehende Wärmekonvektion zurückzuführen, die sich in Windrichtung verstärkt und entgegen der Windrichtung vermindert [8], das heißt, die größten Rinden- und Bastschäden werden auf der windabgewandten Seite verursacht. An den untersuchten Kiefern in Treuenbrietzen waren die hoch reichenden angekohlten Stammabschnitte häufig auf der dem Brandzentrum zugewandten Seite der Stämme zu finden.
Abb. 3. a/b Angekohlte Rinde mit geschädigtem Bast (weiß = gesund, braun = abgestorben, Höhe: 20 bis 30 cm) Foto: M. Wenk (LFB).
Abb. 4. a/b Gesunder weißer Baststreifen zwischen zwei Wurzelanläufen oberhalb einer Stammkehle. Foto: M. Wenk (LFB).
Von Waldbränden ist bekannt, dass die Brandintensität durch verfügbare Biomasse, Struktur, lokale Windsituation, Geländeausformung sowie Sauerstoffzufuhr mit gesteuert wird und eine räumliche Variabilität (Patchwork) unterschiedlich stark betroffener Areale entsteht [9]. So ist es durchaus möglich, dass dickborkige Baumarten wie Kiefer, Lärche, Eiche und Birke Bodenfeuer überleben [10]. Die Überlebenswahrscheinlichkeit ist jedoch von der Brandintensität des Feuers abhängig, das heißt, sie wird von der durch die Brandgutmenge freigesetzten Hitzestrahlung (kW/m) bestimmt [9]. Bei dem untersuchten Großbrand hatten die Kiefern aufgrund von Branddauer und Brandintensität in den seltensten Fällen eine Überlebenschance. Bei den meisten Bäumen ließ sich anhand der angekohlten Rindenoberfläche auf den geschädigten Anteil des darunter befindlichen Kambiums schließen.
Intakte Bastabschnitte sind für Kiefern noch kein Überlebensgarant. Sie sind aber ein Indiz für eine geringere Hitzeeinwirkung und damit eine möglicherweise geringere Schädigung des Baumes. Kiefern können überleben, wenn der überwiegende Anteil der lebenswichtigen Organe, wie Wurzeln und Nadeln, kaum geschädigt wird. In Einzelfällen konnte eine Regeneration von Kiefern nachgewiesen werden.
Zusammenfassung
Zur Beurteilung der Überlebenswahrscheinlichkeit der Kiefer (Pinus sylvestris L.) nach einem Waldbrand ist es nicht ausreichend, den Schädigungsgrad der Nadeln in der Baumkrone heranzuziehen. Entscheidender ist die Beurteilung des Schädigungsgrades des Kambiums/Bastes oberhalb des Mineralbodens. Ist der Anteil des weißen, gesunden Kambiums/Bastes – bezogen auf den Stammumfang – geringer als 30 Prozent, so ist ein Überleben des Baumes eher unwahrscheinlich. Daran ändern in der Regel auch eine (teilweise) grüne Krone und eine ggf. geringe Verkohlung des Stammes nichts.
Allerdings kann die Höhe des angekohlten unteren Stammabschnitts als Weiser für den Schädigungsgrad des Kambiums/Bastes herangezogen werden. Ist der angekohlte Bereich einseitig und dessen Höhe unter einem Meter, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für ein Überleben. Zur Einschätzung der Situation im Bestand kann am Einzelbaum der Bast auf Höhe des Wurzelansatzes partiell freigelegt oder angerissen werden.
Zur Beurteilung der Schädigung des Bestandes kann zudem der Anteil des verbrannten Rohhumus herangezogen werden. Ist dieser, wie in Treuenbrietzen, vollständig verbrannt und der Stammumfang vollumfänglich angekohlt, ist von einer stammumfassenden Schädigung des Kambiums auf Höhe der Wurzelanläufe auszugehen und eine Regeneration der Kiefer ausgeschlossen. Ebenso ist der Baum nicht mehr regenerationsfähig, wenn die Nadeln der Kiefer vollständig verbrannt sind oder sich durch die Brandhitze rotbraun verfärbt haben.
Fortsetzung: Holz- und rindenbrütende Käfer an waldbrandgeschädigten Kiefern
Insbesondere in den ersten zwei Jahren nach dem Brandereignis besitzen holz- und rindenbrütende Käfer einen starken Einfluss auf die Überlebens-und Regenerationsfähigkeit brandgeschädigter Kiefern. Darauf wird in einem zweiten Beitrag eingegangen.
Für weitere Informationen und Quellenangaben lesen Sie bitte den Originalartikel.
