Holzproduktion auf kontaminierten Böden durch gezielte Baumartenwahl
Waldbäume besitzen das Potenzial, Schwermetalle in belasteten Böden zu binden. Eine aktuelle Untersuchung der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) analysierte, wie sieben mitteleuropäische Baumarten auf metallbelastete Standorte reagieren und welche sich für eine nachhaltige Holzproduktion eignen.
Ergebnisse der Studie
- Alle sieben getesteten Baumarten zeigten vergleichbare Fähigkeiten zur Bindung von Schwermetallen im Boden.
- Baumarten mit einem niedrigen Nährstoffbedarf vermeiden die Aufnahme überschüssiger Metalle in Holz und Laub, wodurch unbelastetes Holz erzeugt werden kann.
- Durch die gezielte Auswahl geeigneter Baumarten lassen sich brachliegende, kontaminierte Flächen wieder nutzbar machen und gleichzeitig Schadstoffe im Boden stabilisieren.
Historisch bedingt sind viele Böden durch industrielle und handwerkliche Tätigkeiten mit Schwermetallen wie Zink, Cadmium, Kupfer und Blei belastet. Diese Kontaminationen stellen eine erhebliche Gefahr für Umwelt und Gesundheit dar. Die Sanierung solcher Flächen ist häufig aufwendig und teuer, weshalb alternative Bewirtschaftungsstrategien gefragt sind, die eine Ausbreitung der Schadstoffe verhindern.
Phytostabilisierung als Lösungsansatz
Die Phytostabilisierung nutzt Pflanzen, um Schadstoffe im Boden zu binden und deren Mobilität zu reduzieren. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und tiefreichenden Wurzelsysteme sind Bäume hierfür besonders geeignet. In Zusammenarbeit mit der ETH Zürich untersuchte die WSL das Potenzial von sieben mitteleuropäischen Baumarten hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Stabilisierung von Schwermetallen.
Versuchsanordnung und Baumarten
Im Rahmen eines fünfjährigen Experiments wurden die Baumarten in Böden kultiviert, deren Schwermetallkonzentrationen denen kontaminierter Standorte entsprechen. Die Schwermetallgehalte in Wurzeln, Stämmen und Blättern wurden gemessen und mit Proben aus unbelasteten Böden verglichen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Plants veröffentlicht.
Die ausgewählten Baumarten repräsentieren zwei unterschiedliche ökologische Wachstumsstrategien:
- Akquisitive Arten: Grauerle (Alnus incana), Zitterpappel (Populus tremula), Korbweide (Salix viminalis), Silberbirke (Betula pendula) – zeichnen sich durch hohen Nährstoffbedarf aus.
- Konservative Arten: Fichte (Picea abies), Buche (Fagus sylvatica), Bergahorn (Acer pseudoplatanus) – benötigen weniger Nährstoffe.
Unterschiedliche Metallaufnahme und -verteilung
Während alle Baumarten vergleichbare Metallkonzentrationen in den Wurzeln aufwiesen, variierten die Gehalte in den oberirdischen Pflanzenteilen. Die akquisitiven Arten transportierten höhere Mengen von Zink und Cadmium in Stämme und Blätter, was auf ihren gesteigerten Nährstoffbedarf zurückzuführen ist. Im Gegensatz dazu schirmten die konservativen Arten ihre Stämme und Blätter weitgehend von überschüssigen Metallen ab und lagerten überschüssiges Zink teilweise in spezialisierten Wurzelstrukturen ein.
Das Holz der konservativen Baumarten enthielt demnach keine höheren Schwermetallwerte als das von Bäumen aus unbelasteten Böden. Madeleine Günthardt-Goerg, Erstautorin der Studie, betont die klare Differenzierung der Wachstumsstrategien und deren Bedeutung für die Auswahl geeigneter Baumarten auf belasteten Flächen.
Potenziale für die Waldbewirtschaftung
Kontaminierte Flächen werden häufig von Waldbäumen spontan besiedelt. Die gezielte Pflanzung konservativer Baumarten kann dazu beitragen, Schadstoffe im Boden zu halten, die Rückführung von Metallen durch Blattfall zu minimieren und gleichzeitig unbelastetes Holz zu produzieren.
Eine angepasste Forstwirtschaft könnte somit eine kosteneffiziente Möglichkeit bieten, belastete Standorte wieder in den Wirtschaftskreislauf einzubinden. Als nächster Schritt ist die Erprobung dieses Ansatzes unter realen Bedingungen vorgesehen.
Definition der Wachstumsstrategien
- Akquisitive Arten: Charakterisiert durch hohen Nährstoffbedarf, schnelles Wachstum und einen zügigen Lebenszyklus.
- Konservative Arten: Benötigen weniger Nährstoffe, speichern mehr Kohlenstoff und zeichnen sich durch eine längere Lebensdauer aus.
Kontaktinformationen
Dr. Pierre Vollenweider
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Ökosystem-Ökologie
pierre.vollenweider@wsl.ch
+41 44 739 2435
Dr. Madeleine S. Goerg-Günthardt
Gastwissenschaftlerin, Ökosystem-Ökologie
madeleine.goerg@wsl.ch
+41 44 739 2276
Literaturhinweis
Günthardt-Goerg, M.S.; Schulin, R.; Schleppi, P.; Vollenweider, P. (2026): Belowground and Aboveground Responses to Mixed Metal Contamination in Native Central European Trees in Relation to the Species-Specific Autecology. Plants, 15, 1269. https://doi.org/10.3390/plants15081269
