Wie Bäume auf metallbelastete Böden reagieren

Seit Jahrhunderten sind Böden durch Schwermetalle verunreinigt, die in handwerklichen und industriellen Aktivitäten anfallen. Damit Zink, Blei oder Kupfer nicht ins Grundwasser gelangt, sich im Ökosystem verbreitet und Schäden an Mensch und Umwelt anrichtet, müssen belastete Böden bewirtschaftet werden, solange die Flächen nicht saniert wurden. Das Forschungsprojekt der WSL (Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft) untersuchte die Phytostabilisierung dieser Flächen. Dabei soll unter Einsatz von Pflanzen die Verbreitung der Schadstoffe verringert werden.

Wegen der langen Lebensdauer und ihres Wurzelsystems sind Bäume für die Phytostabilisierung prädestiniert. Die Forscher der WSL und der ETH Zürich haben deshalb sieben mitteleuropäische Baumarten fünf Jahre lang in Böden wachsen lassen, deren Schwermetallkonzentrationen kontaminierten Standorten ähneln. Die Forschenden massen die Konzentration von Schwermetallen in den Wurzeln, den Stämmen und den Blättern der Bäume. Als Vergleichswert dienten Werte aus Bäumen, die auf nicht kontaminierten Böden wuchsen.

Bäume speichern Schwermetalle unterschiedlich

Die für das Experiment ausgewählten sieben Baumarten verfolgten teils eine akquisitive Wachstumsstrategie (Grauerle, Zitter-Pappel, Korb-Weide und Hänge-Birke) und teils eine konservative Wachstumsstrategie (Fichte, Rot-Buche und Berg-Ahorn). Akquisitive Baumarten benötigen grosse Mengen an Nährstoffen und wachsen normalerweise schneller, wohingegen konservative Baumarten weniger Nährstoffe brauchen, mehr Kohlenstoff binden und grundsätzlich länger leben.

Das Experiment zeigte, dass sich akquisitive und konservative Arten auch hinsichtlich der Bindung von Schwermetallen unterschieden. In den Wurzeln war die Schwermetallkonzentration noch über beide Strategien vergleichbar. Doch die akquisitiven Arten transportierten wesentlich mehr Zink und Cadmium in ihre Stängel und ihr Laub. Die Forscher führen diesen Umstand auf den erhöhten Nährstoffbedarf zurück. Die konservativen Arten hatten geringere Konzentrationen in Stämmen und Laub. In einigen Fällen wurde sogar das Zink in spezialisierten Wurzelstrukturen gespeichert. Das Holz konservativer Arten hatte demnach eine vergleichbare Belastung mit Schwermetallen wie Holz, das auf unbelasteten Böden wuchs.

Konservative Wachstumsstrategie im Vorteil

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass es sich lohnen könnte, kontaminierte Böden mit Bäumen zu bepflanzen, die eine konservative Wachstumsstrategie haben. Dadurch werden die Schwermetalle länger gebunden, da sie nicht durch herabfallendes und verrottendes Laub wieder in den Kreislauf zurück gelangen. Des Weiteren könnten die Bäume unbelastetes Rohholz liefern und die kontaminierten Flächen wieder in den Wirtschaftskreislauf eingebunden werden.

Link: WSL