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BÄUME Die tragenden Balken & das Kronendach

Bäume sind außergewöhnliche Lebewesen, die den Säugetieren in Aspekten wie Alter, Größe und Gewicht weit überlegen sind. Der aktuell höchste Baum ist der 115,5m hohe Küstenmammutbaum „Hyperion“ in Kalifornien. Der älteste lebende Baum ist wahrscheinlich bis zu 4905 Jahre alt. Den größten Stammumfang hat die Mexikanische Sumpfzypresse "El Gigante“ mit 58m. [1]

Bäume sind ein wichtiger Bestandteil vieler Ökosysteme. Sie binden Kohlenstoffdioxid, bieten Lebensraum für Wildtiere und werden für eine Vielzahl von menschlichen Zwecken verwendet. Pflanzen bestehen typischerweise aus drei Organen: der Wurzel, der Sprossachse und den Blättern. Da Bäume aber größer werden als andere Pflanzen, muss die Sprossachse viel stabiler sein, um die Last der Blattmasse zu tragen und Hebelwirkungen Stand zu halten. Dafür bildet sich mit zunehmendem Alter verholztes, starres Gewebe in den Wurzeln und in der Sprossachse aus. Ein Baum ist also eine mehrjährige Pflanze mit einer einzigen verholzten Sprossachse (Stamm), die nur im oberen Teil verzweigt (Krone). [2]
Baumrinde mit Efeu
Die Wurzel einer Pflanze ist der unterirdische Teil, der die Pflanze im Boden verankert, Wasser und Nährstoffe aufnimmt und Fotosynthese-Produkte speichert (z. B. Kartoffeln, Möhre, Zuckerrübe). Es gibt verschiedene Wurzeltypen:
  1. Flachwurzeln
    Bei diesem Wurzelsystem gibt es mehrere starke, waagerecht wachsende Hauptwurzeln, von denen kleinere Senkerwurzeln nach unten abzweigen. Es entstehen breite, oberflächennahe Wurzelteller. Dieses Wurzelsystem hat Vorteile auf sehr nassen oder verdichteten Böden, ist allerdings auch sehr windwurfgefärdet. Beispiele für Bäume mit Flachwurzeln sind Gemeine Esche, Fichte, Zitter-Pappel und Eberesche.
  2. Herzwurzeln
    Dieser Wurzeltyp hat mehrere schräg wachsende dominante Wurzeln, von denen jeweils mehrere kleinere Wurzeln abzweigen. So entsteht eine Form, die der eines menschlichen Herzens ähnelt. Beispiele für Bäume mit Herzwurzel sind Ahorne, Birken, Hainbuche, Rot-Buche, Schwarz-Erle, Europäische Lärche, Douglasie und Linden.
  3. Pfahlwurzeln
    Diese Wurzeln haben eine dicke Hauptwurzel, die gerade nach unten geht und von der kleinere Wurzeln abzweigen. Dieses Wurzelsystem kann sehr tief in den Boden vordringen und hat somit Vorteile an trockenen Standorten, in Felsspalten und bei Bodenverdichtung. Beispiele für Bäume mit Pfahlwurzel sind Weiß-Tanne, Wald-Kiefer, Stiel-Eiche. [3]
Der Stamm verbindet das Wurzelsystem mit der Krone und ist neben der Stütz- und Speicherfunktion auch für die Leitung der Nährstoffe von und zu der Wurzel zuständig. Der Stamm ist der wichtigste Teil für die menschliche Verwendung. Aus ihm gewinnen wir Holz, welches als vielseitiger nachhaltiger Rohstoff verwendet werden kann. Die Holzgewinnung ist die Aufgabe der Forstwirtschaft. Holz ist überall zu finden: Es wird verwendet als Baustoff, zur Energiegewinnung, zur Möbelherstellung, als Verpackungsmaterial, zur Papierherstellung, als Material für Instrumente, für den Bootsbau, für Werkzeuggriffe, für Küchenutensilien, als Dekoration … Schau Dich einfach mal um!

Ein Baumstamm besteht aus mehreren Schichten. Die äußere Schicht, Rinde genannt, schützt den Baum und ist für den Transport der Fotosynthese-Produkte zu den Speicherorten zuständig. Unter der Rinde befindet sich die Kambium-Schicht

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, die für das Wachstum des Baumes verantwortlich ist. Das Kambium stellt mittels Zellteilung neue Zellen her und gliedert diese abwechselnd nach innen und nach außen ab. Die nach innen abgegebenen Zellen bilden das Holz (sog. sekundäres Xylem), welches dem Wasser- und Nährstofftransport von der Wurzel zu den Blättern dient. Der innere Holzteil unterteilt sich in Splint

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 und Kern

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, das Kernholz besteht aus toten Zellen und bietet dem Baum strukturelle Unterstützung. Die nach außen abgegebenen Zellen bilden den Bast (sog. sekundäres Phloem)

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, dem Bast schließt sich die Borke

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 an, welche aus abgestorbenen Zellen besteht. Bast und Borke bilden zusammen die Rinde. [4]
Ein Blatt ist ein abgeflachtes, grünes Organ, das für den Prozess der Fotosynthese verantwortlich ist. Blätter gibt es in vielen verschiedenen Formen, Größen und Farben und sie sind ein wichtiger Teil der Anatomie der Pflanze. Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Lichtenergie in chemische Energie in Form von Glukose (einem Zucker) umgewandelt wird. Dieser Prozess findet in den Chloroplasten von Pflanzenzellen statt, hauptsächlich in den Blättern. Während der Fotosynthese dringt Kohlendioxid durch kleine Öffnungen, die Stomata genannt werden, in die Pflanze ein, während Wasser von den Wurzeln aufgenommen wird und durch ein Röhrensystem zu den Blättern gelangt. In den Chloroplasten wird die Energie des Sonnenlichts genutzt, um Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) in Glukose (C6H12O6) und Sauerstoff (O2) umzuwandeln. Dieser Prozess ist für das Überleben von Pflanzen und für die Produktion von Sauerstoff für andere Organismen lebenswichtig. [12]

Baumarten-Memory
Blätter sind das Aushängeschild der Bäume. Mit ihrer Hilfe lassen sich Baumarten am einfachsten bestimmen und unterscheiden, denn sie sehen sehr unterschiedlich aus. Teste Dein Wissen: Zu welchen Baumarten gehören die abgebildeten Blätter? Als Hinweis sind zusätzlich die Früchte bzw. Samen abgebildet. Klicke auf die Bilder, um die Lösungen zu sehen. Du kannst die Bilder auch ausdrucken und daraus ein Memory basteln.

Die vollständige Anleitung als PDF zum runterladen
[13]
Was hat CO2 mit dem Klimawandel zu tun?
Die wichtigsten Klimafaktoren externer Link(AutorIn: ZDF et al./CC BY 4.0. externer Link) [5]
Bei der Fotosynthese wird Kohlenstoffdioxid in Glucose umgewandelt, diese wird unter anderem zu Cellulose verarbeitet (C12H20O10), dem Hauptbestandteil der Zellwände. Insgesamt besteht Holz zu ca. 46% aus Kohlenstoff. Der Baum entzieht also durch die Holzbildung CO2 aus der Atmosphäre und lagert den darin enthaltenen Kohlenstoff in gebundener Form dauerhaft in die Zellwände ein. Dort ist er so lange gespeichert, bis er wieder oxidiert wird, also bis der Baum stirbt und zersetzt oder verbrannt wird. Zur Erinnerung: Der älteste Baum ist über 4.000 Jahre alt! Wälder sind also natürliche Kohlenstoffsenken. Bäume können nicht viel höher als 100m wachsen, sie können also in ihrer Lebenszeit nur eine begrenzte Menge Kohlenstoff verwerten. In einer 100-jährige Fichte sind etwa 1,8 Tonnen CO2 gebunden. Je älter der Baum wird, desto geringer ist der Biomassezuwachs pro Jahr. Junge und schnell wachsende Bäume binden also pro Jahr mehr CO2 als ältere Bäume. Im Schnitt werden in Deutschland pro Hektar Waldfläche 11 Tonnen CO2 pro Jahr gebunden. Wird nun ein alter, ausgewachsener Baum vor Ablauf seiner Lebenszeit gefällt und z.B. zu einem Stuhl verarbeitet, verlängert diese Nutzung den Kohlenstoffspeicher um potentiell mehrere hundert Jahre. Der Stuhl wird ja nicht von Mikroorganismen zersetzt, solange er hauptsächlich in der Wohnung genutzt wird. [6]
Bauen mit Holz?
Klimafreundlich bauen mit Holz externer Link(AutorIn: ZDF et al./CC BY 4.0. externer Link) [7]
Der Holzstuhl – Rechenaufgabe
Ein Holzstuhl wiegt etwa 4 Kilogramm, Holz besteht zu 46% aus Kohlenstoff (C). Ein Auto stößt 95 Gramm Kohlenstoffdioxid (CO2) pro Kilometer aus [8]. Wie viele Kilometer muss man damit fahren, um dieselbe Menge CO2 auszustoßen, die in dem Holzstuhl gebunden ist? Hinweis: Ein Kohlenstoff-Molekül (C) hat die Atommasse 12, ein Sauerstoff-Molekül (O) hat die Atommasse 16 (ohne Maßeinheit).

Der CO2-Fußabdruck – Rechenaufgabe
Der Kohlenstoff- Fußabdruck in Deutschland beträgt rund 11 Tonnen CO2 pro Person pro Jahr [9]. Ein durchschnittlicher Hektar Wald bindet 11 Tonnen CO2 pro Jahr [6]. 84,3 Mio Menschen leben in Deutschland [10]. Die Waldfläche Deutschlands beträgt 11.419.124 ha, die gesamte Fläche von Deutschland ist 35.720.780 ha groß [11]. Wie viel Prozent des CO2-Fußabdrucks der deutschen Bevölkerung wird vom gesamten deutschen Wald kompensiert? Wie viel Fläche Wald wäre nötig, um den CO2-Fußabdrucks der deutschen Bevölkerung zu kompensieren?
Du kannst auch deinen eigenen CO2-Fußabdruck mit dem CO2-Rechner des Umweltbundesamtes externer Link berechnen.
Durchschnittlicher CO2-Fußabdruck pro Kopf in Deutschland externer Link(AutorIn: Kompetenzzentrum Nachhaltiger Konsum/CC BY-SA 4.0 externer Link) [9]
Was kann ich tun?
Du kannst zum Kohlenstoffspeicher beitragen, indem Du Holzprodukte kaufst oder wiederverwendest. Achte dabei aber auf das Herkunftsland, nicht in jedem Land der Welt wird das Prinzip der Nachhaltigkeit konsequent verfolgt. Besonders tropische Regenwälder sind dabei problematisch. Strategien zur nachhaltigen Forstwirtschaft verfolgen z.B. die EU Mitgliedsländer. Der beste Anhaltspunkt für nachhaltige Waldbewirtschaftung sind aber Zertifikate, also eine freiwillige Selbstverpflichtung, die über die gesetzlichen Mindestanforderungen in Bezug auf Nachhaltigkeit sowie Natur- und Artenschutz hinausgehen. Die drei wichtigsten Siegel sind der PEFC externer Link, der FSC externer Link und Naturland externer Link. Abgesehen davon kannst Du natürlich auch versuchen, deine CO₂-Bilanz in anderen Bereichen zu verbessern und Dich für den Umweltschutz engagieren.
Warum geht die Regenwald-Fläche zurück?
Die klimatische Funktion des Regenwaldes externer Link(AutorIn: ZDF et al./CC BY 4.0. externer Link)
Wassertransport der Bäume
Ausschnitt ausSo trinken Bäume externer Link(AutorIn: ZDF et al./CC BY 4.0. externer Link) [14]
Tulpenwald: Wassertleitungsexperiment

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Fülle mehrere Gläser mit Wasser und färbe es mit Tinte in den Farben deiner Wahl. Am besten funktionieren Tintenfüller-Patronen. Beobachte dann, wie sich Tinte und Wasser von ganz alleine vermischen, diesen Vorgang nennt man Diffusion.

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Nun werden die Tulpen in das gefärbte Wasser gestellt. Nach einigen Stunden beginnen sich die Blütenblätter zu färben. Du kannst auch den Stiel einer Tulpe halbieren und sie in zwei verschiedenfarbige Gläser gleichzeitig stellen. Dadurch wird die Blüte zweifarbig gefärbt.

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Nach ca. 12h sind die Blüten vollständig gefärbt, auch die Laubblätter und der Stiel haben etwas Farbe angenommen. Blütenblätter (Kronblätter) sind übrigens auch eine Form von Blättern und besitzen wie die grünen Laubblätter ebenso Spaltöffnungen und Blattadern. Du kannst die Blütenblätter anschließend pressen und damit weiter basteln oder Du machst einer lieben Person eine Freude mit dem frisch gefärbten Strauß. Viel Spaß!
[15]
Hinweis: Bitte verwende eine wasserabweisende Unterlage, wenn Du Tinte verwendest, damit Deine Möbel geschützt sind. Achte darauf, dass die Gläser mit dem bunten Wasser an einem sicheren Ort stehen und nicht umfallen können.


Die vollständige Anleitung als PDF zum runterladen
Mikrohabitat-Bingo
Mikrohabitate sind sehr kleine Lebensräume, in diesem Fall geht es um die Habitate, die einzelne Bäume bieten können. Tiere und andere Lebewesen wie Pflanzen und Pilze können nämlich sehr klein sein, wodurch auf einem einzigen Baum ein hoher Artenreichtum zu finden sein kann. Mach Dich selber auf die Suche! Gehe mit einer oder mehreren anderen Personen in den Wald oder in einen Park. Jeder braucht mindestens ein Bingo-Blatt, ausgedruckt oder auf dem Smartphone/Tablet. Auf dem Papier könnt Ihr jedes Mikrohabitat, was ihr findet, mit einem Stift ankreuzen, auf dem Smartphone/Tablet könnt Ihr einfach draufklicken. Wer zuerst eine Dreierreihe voll hat, ruft „Bingo“ und hat diese Runde gewonnen. Die Reihen können horizontal, vertikal und schräg sein. Zeigt Euch nachher zum Beweis die gefundenen Mikrohabitate. Wenn alle drei Mikrohabitate auf einem einzigen Baum zu finden sind, gibt es doppelte Punktzahl. Überlegt Euch, welche Bäume besonders viele Mikrohabitate aufweisen: Alte oder junge Bäume, gesunde oder geschädigte Bäume, Stadtbäume oder Waldbäume? Ihr könnt mehrere Runden an verschiedenen Orten spielen und am Ende Eure Punkte vergleichen. Tipp: Ein Fernglas verschafft Dir einen Vorteil bei der Suche ;)

Das Bingo-Blatt als PDF zum runterladen
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Hinweis: Gehe nicht in den Wald bei oder nach Sturm und Gewitter, bei Schneebruch- oder Waldbrandgefahr! Verhalte Dich achtsam, wenn Du in den Wald gehst: Sei ruhig und leise, bleibe auf den Waldwegen, beachte forstwirtschaftliche Sperrungen, nimm Deinen Müll wieder mit, mache kein Feuer und parke Dein Auto nur auf den dafür vorgesehenen Parkplätzen. Denke an wetterfeste Ausrüstung (z.B. regenfeste Jacke oder Regenschirm, festes Schuhwerk, lange Hose, Sonnenschutz, Trinkwasser).
[1]Westdeutscher Rundfunk Köln (WDR) (2022): Baumrekorde. Online im Internet: LINK externer Link [Stand: 23.01.2023]
[2]Braun, Helmut J. (1992): Bau und Leben der Bäume. 3.Aufl. Rombach. Freiburg: S. 17.
[3]Roloff, Andreas (2010): Bäume. 2.Aufl. WILEY-VCH. Weinheim: S. 196.
[4]Weiler, Elmar & Nover, Lutz (2008): Allgemeine und molekulare Botanik. Thieme. Stuttgart: S. 171-179.
[5]ZDF/Terra X/Story House Productions/Gruppe 5/Luise Wagner, Jonas Sichert, Andreas Hougardy, Rudi Kirschen (2019): Die wichtigsten Klimafaktoren. Lizenziert unterCC BY 4.0. externer Link Online im Internet: LINK externer Link [Stand: 23.01.2023]
[6]Matyssek, Rainer (2010): Biologie der Bäume. Von der Zelle zur globalen Ebene. Ulmer. Stuttgart: S. 328.
[7]ZDF/Terra X/J. Kneser/J. Balducci/A. Laugier/Maximilian Mohr (2023): Klimafreundlich bauen mit Holz. Lizenziert unterCC BY 4.0. externer Link Online im Internet: LINK externer Link [Stand: 23.01.2023]
[8]Statista GmbH (2022): So viel CO₂ stoßen Autos aus. Online im Internet: LINK [Stand:23.01.2023]
[9]Kompetenzzentrum Nachhaltiger Konsum/ Umweltbundesamt/ BMUV (2022): Kohlenstoffdioxid-Fußabdruck pro Kopf in Deutschland. Lizenziert unterCC BY-SA 4.0. externer Link Online im Internet: LINK externer Link [Stand:23.01.2023]
[10]Statistisches Bundesamt (Destatis) (2022): Bevölkerungsstand: Amtliche Einwohnerzahl Deutschlands 2022. Online im Internet: LINK externer Link [Stand:10.02.2023]
[11]Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) (2018): Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. 3.Aufl. Zarbock. Berlin: S. 1. Online im Internet: LINK externer Link [Stand:23.01.2023]
[12] Böhlmann, Dietrich (2009): Warum Bäume nicht in den Himmel wachsen. Quelle & Meyer. Wiebelsheim. S.248-249.
[13]Spohn, Margot & Roland (2011): Kosmos-Baumführer Europa. Kosmos. Stuttgart.
[14]ZDF/TerraX/Colourfield Tell A Vision/Petra Höfer, Freddie Röckenhaus/Tobias Kaufmann/422 south/Johannes Fritsche/Jochen Schmidt (2022): So trinken Bäume. Lizenziert unterCC BY 4.0. externer Link Online im Internet: LINK externer Link [Stand: 23.01.2023]
[15]Molisch, Hans & Dobat, Klaus (1997): Botanische Versuche und Beobachtungen mit einfachen Mitteln. 5.Aufl. Fischer. Stuttgart: S. 81-82.
[16]Kraus, D. et al. (2016): Katalog der Baummikrohabitate. Referenzliste für Feldaufnahmen. European Forest Institute. Online im Internet: LINK externer Link [Stand:16.01.2023]

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