Wie und wo entsteht ein Nadelwald: Entstehung und Verbreitung

Die Taiga, also der Nadelwald der borealen Ökozone ist der ursprünglichste Nadelwald.

Was ist ein Nadelwald

Ein Nadelwald ist ein Wald, dessen überwiegender Bestandteil an Bäumen aus Nadelbäumen besteht. Im Gegensatz zu Mischwäldern und Laubwäldern wachsen hier keine und nur ein geringer Anteil an Bäumen, die Laub tragen. Die vorherrschenden Baumarten in einem Nadelwald sind in erster Linie Fichten, gefolgt von Kiefern und Tannen.

Wann eine Ansammlung von Bäumen ein Wald ist, wird unterschiedlich definiert. In Deutschland bestimmt das Bundeswaldgesetz darüber, wann die Ausmaße eines Waldes erreicht sind. In dieser Definition wird nicht zwischen einem natürlichen Wald und einem Nutzwald, einem Forst, unterschieden. Jede Fläche, auf der Forstpflanzen wachsen, ist demnach ein Wald. Zum Wald gehören laut Definition alle Lichtungen, Wege, Seen und Flüsse.

Aus ökologischer Sicht zählen zu einem Wald weitere Faktoren. Hier müssen deutliche Unterschiede zu einer waldlosen Fläche erkennbar sein und es muss sich ein eigenständiges Ökosystem ausgebildet haben. Das Ökosystem ist eines der charakteristischen Merkmale, die einen Nadelwald von anderen Wäldern unterscheidet.

Wo kann ein Nadelwald entstehen

Ein Nadelwald kann sich entwickeln und ausbreiten, wenn die Bedingungen für das Wachstum der Nadelbäume passen. Wichtige Aspekte sind der Boden und das Klima. Nadelgehölze bevorzugen einen sauren Boden. Der Potentia Hydrogenii, kurz pH-Wert, gibt an, wie sauer ein Boden ist. Ein pH-Wert von sieben gilt als neutral. Ist der Wert kleiner als sieben, gilt eine Substanz als sauer. In Abhängigkeit vom pH-Wert stellt der Boden bestimmte Nährstoffe zur Verfügung. Bei einem sauren Boden ist das Angebot an Nährstoffen vergleichsweise gering. Verfügbar sind Eisen, Mangan, Bor, Kupfer und Zink. Nadelbäume sind auf dieses Substanzen für ein gesundes Wachstum angewiesen.

Die zweite Voraussetzung für einen Nadelwald sind die klimatischen Bedingungen. Das Klima ist der langfristige Zustand für die Wetterbedingungen. Nadelwälder benötigen lange Kältephasen, wenig Niederschlag, geringe Sonneneinstrahlung und Phasen mit Dauerfrost.

Diese Bedingungen herrschen in der sogenannten borealen Zone. Das Word boreal bedeutet nördlich und beschreibt eine Region der Erde, in der aufgrund des Klima noch Baumwuchs stattfinden kann. Dort, wo die Laubwälder der gemäßigten Breiten nicht mehr wachsen können, schließt sich ein Gürtel an, in dem nur noch Nadelbäume wachsen können. Biologen sprechen von borealen Nadelwäldern und von einer Baumgrenze zwischen Nadel- und Laubbaum. Richtung Norden werden die Nadelwälder lichter und der Baumbestand wird verstärkt von Lerchen bestimmt, der schließlich in eine steppenartige Graslandschaft übergeht.

Boreale Nadelwälder bedecken Flächen in den nördlichsten Regionen von Kanada, Russland, Alaska und Skandinavien, auf einem Streifen, der ungefähr dem 60. Breitengrad entspricht. Der boreale Nadelwald gilt als der größte zusammenhängende Waldkomplex der Erde. Umgangssprachlich hat sich der Begriff Taiga verbreitet. Taiga steht für eine sumpfige Landschaft, die sich entwickelt, wenn im Sommer der Boden auftaut.

Die Temperaturen im borealen Gürtel liegen im Jahresmittel zwischen -5° und +5° Celsius. In den Wintermonaten können Temperaturwerte von -20°c erreicht werden. Die Sommer sind mit +20° C mild. Die Temperaturunterschiede können in den unterschiedlichen Ländern voneinander abweichen und in Skandinavien anders vorkommen als in Russland oder Alaska. Die starken Unterschiede zwischen Sommer und Winter werden als Jahreszeitenklima bezeichnet. Diese Bedingungen setzen sich im Ökosystem Nadelwald fort, können dort jedoch ausgeglichener vorkommen.

Nadelwälder außerhalb der borealen Klimazone

Die Klimabedingungen in den Hochlagen der europäischen Mittelgebirge und in den Alpen sind vergleichbar mit der borealen Zone, sind allerdings sind identisch. Die Wachstumsbedingungen sind zu karg für Laubbäume und ausreichend für Nadelbäume. Die Nadelwälder in den Hochlagen werden häufig als natürliche Wälder angesehen, sind aber vermutlich angebaut worden. Ähnlich verhält es sich mit Kiefernwäldern, die in einigen Regionen des Flachlandes wachsen. Hier gibt es vereinzelte Klimastriche, in denen sich Nadelbäume wohlfühlen. Im Südwesten der USA oder in den Karstgebieten des Balkans gibt es diese Bereiche.

In der Vegetationskunde werden Wälder in einen natürlichen, einen spontanen und einen künstlichen Ursprung unterschieden. Wälder im Flachland lassen sich häufig auf eine Aufforstungsmaßnahme zurückverfolgen. Böden, die durch Raubbau ausgelaugt waren, konnten nur mit anspruchslosen Pflanzen aufgeforstet werden. Dies wurde besonders gegen Ende des 18. Jahrhunderts betrieben und aus dieser Zeit sind die meisten Nadelwälder, die südlich des borealen Gürtels wachsen.

Vom Laubwald zum Nadelwald

Ein Nadelwald kann entstehen, wenn die Vegetationsbedingungen für Laubbäume nicht mehr ausreichen. Nach einem Waldbrand sind die ersten Pflanzen, die neu austreiben, Laubbäume. Die Brandrückstände versorgen die jungen Pflanzen mit sehr vielen Nährstoffen und sorgen für ein schnelles und üppiges Wachstum. Stehen zu viele Bäume auf einer Fläche, so sorgen das Blätterdach für Dunkelheit und niedrige Temperaturen im Wald. Je dichter ein Wald, desto kühler und feuchter ist das Ökosystem und desto besser werden die Bedingungen für das Wachstum von Nadelbäumen. Bleibt ein Wald sich selbst überlassen, kann sich ein typischer Nadelwald ausbilden.

Die Böden im Nadelwald

Charakteristisch für Nadelwälder ist eine dicke Humusschicht. In einem intakten Wald besteht diese Schicht aus abgestorbenen Nadeln. Die Niederschlagsmenge im borealen Nadelwald ist gering. Es sind jedoch Unterschiede bei Wäldern zu beobachten, die an den Küsten oder im Landesinneren liegen. Die Unterschiede werden an der Bodenstruktur deutlich. Bei höheren Niederschlagsmengen ist die Auswaschung des Bodens größer und es bleibt ein nährstoffarmer Boden zurück, der auch als Podsol bekannt ist. Böden, die von einer starken Nadelschicht bedeckt werden, zeigen durch die regelmäßigen Frostperioden und das Auftauen ein charakteristisches Muster. Die Böden werden auch als Frostmusterböden bezeichnet.

Wie können Bäume unter extremen Bedingungen wachsen?

Nadelbäume sind an die Bedingungen der kalt gemäßigten Klimazone optimal angepasst. Bäume verlieren Wasser über Verdunstungsvorgänge. Die Verdunstung erfolgt über die Blätter. Je größer ein Blatt, desto größer ist die Wassermenge, die verdunstet. Über die geringe Oberfläche der kleinen Nadeln ist die Verdunstung gering und ein Nadelbaum verliert über diesen Weg kaum Wasser. Nadelbäume sind im Gegensatz zu Laubbäumen nicht auf eine dauerhafte Wasserversorgung angewiesen. Die Wasserversorgung im Sommer ist ausreichend für die Zeit, in der der Boden gefroren und die Wurzeln keine weiteres Wasser aufnehmen können. Zusätzlich sind die Nadeln mit einer Wachsschicht überzogen, die die Nadelblätter vor Kälteschäden schützt. Die kurze Vegetationsperiode zeigt sich vor allem in der sehr geringen Wachstumszeit, die sich nicht auf den Zustand der Bäume auswirkt.

Wie vermehren sich Nadelbäume

Nadelgehölze vermehren sich in der Natur über Samen. Die Samen sind nicht verborgen, wie bei Blühpflanzen, sondern liegen offen vor. Nadelgehölze werden in der Biologie als Nacktsamige Pflanzen bezeichnet. Neben den Bäumen im Wald zählen zu dieser Pflanzengattung auch Zypressen, Thula und die immergrünen Koniferen. Der Begriff Koniferen stammt aus der lateinischen Sprache und bedeutet Zapfenträger.

Nadelgehölze tragen ihre Samen in Zapfen, die sich aus zuvor gebildeten Knospen ausbilden. Im Zapfen liegen die Samen offen vor. Nacktsamer zeigen damit bis heute die ursprüngliche Form der Samenausbildung. Lange bevor sich die Pflanzenarten mit bedeckten Samen entwickelt haben, bestimmten die Nacktsamer die Vegetation auf der Erde. Die Samen werden durch Wind und Tiere verbreitet. Überall dort, wo passende Wachstumsbedingungen vorherrschen, können die Samen zu einer Pflanze heranwachsen. Für eine gute Keimung ist dabei eine Kälteperiode mit tiefen Temperaturen wichtig. Nur dann kann die Saat keimhemmende Substanzen abbauen und sich zu einer Pflanze entwickeln. Aufgrund der sauren Böden und den speziellen Wetterbedingungen kommen Laubbäume damit nicht zurecht und Nadelbäume haben keine Konkurrenz.

Nadelbäume sind zweigeschlechtlich. Das bedeutet, dass einige Bäume Samen und andere Pollen produzieren. Die Pollen werden über den Wind in die Zapfen getragen und bestäubt das Saatgut. Die unterschiedlichen Nadelbäume haben verschiedene Mechanismen für die Vermehrung. Die Pollen produzierende Kiefer stellt etwa eine große Menge an Pollen zu Verfügung und erhöht damit den Umkreis und die Wahrscheinlichkeit. Die Befruchtung erfolgt dabei an der Knospe, noch bevor sich ein Zapfen bildet. Die Samen von Kiefern, Tannen und Fichten haben kleine Flügel, damit sie im Wind möglichst weit vom Mutterbaum fortgetragen werden können.

Was wächst und lebt im Nadelwald

Ein Nadelwald ist für andere Pflanzen kein optimaler Lebensraum. Die Ursachen dafür sind zum einen der saure Boden und die dicke Humusschicht aus Nadeln. Zum andere sorgt die ganzjährige Benadelung der Bäume für wenig Lichteinfall am Boden. Außer der Lärche verlieren Nadelbäume nur alte Nadeln, die durch nachwachsende Nadeln schnell ersetzt werden. Im Ökosystem Nadelwald herrschen kalte und trockene Bedingungen, die häufig von einem Permafrostboden begleitet werden. Nur sehr wenige Pflanzen kommen mit einem gefrorenen Boden und den extremen Bedingungen zurecht und die botanische Artenvielfalt ist gering. Auf den Waldböden wachsen anspruchslose Kräuter, Sträucher und Moose. Typische Pflanzenarten sind die Drahtschmiele, Sauerklee und verschieden Arten von Farnen. Hinzukommen verschieden Arten von Moosen. In reinen Kiefernwäldern sind die Lichtverhältnisse freundlicher. Hier können sich Heidelbeeren und Heidepflanzen ansiedeln.

In den Sommermonaten schmilzt das Eis und die Nadelwälder zeigen, dass sie ein großes Wasserangebot haben. Das Wasser lockt zahlreiche Insekten an, die wiederum zahlreiche Vögel, darunter auch Zugvögel, in die Nadelwälder locken. In den Wälder Zuhause sind verschiedene Reptilien– und Amphibienarten und Säugetiere, die Winterschlaf halten. Zu den größeren Lebewesen zählen Elche, Luchse, Wölfe, Bären, Hasen und Biber.

Die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf den Nadelwald

Im Hinblick auf die Flächen der Erde, die von einem Baumbestand bedeckt sind, nehmen boreale Nadelwälder knapp ein Drittel ein. Dies ist eine Fläche, die circa 10 % der Erdoberfläche entspricht. In Bezug auf die Fähigkeit der Nadelwälder Kohlendioxid zu speichern, sind sie vergleichbar mit den Regenwäldern der Erde. Daraus folgt, dass Nadelwälder eine wichtige Speicherquelle für CO₂ sind und für das globale Klima eine große Rolle spielen. Ein Absterben der Bäume würde eine große Menge des schädlichen Treibhausgases freisetzen und das Klima zum Nachteil der Erde verändern.

Die globale Erwärmung der Erde, führt dazu, dass die Flächen, die für einen Nadelwald infrage kommen, kleiner werden. Die wichtigen Kälteperioden verkürzen sich in der Dauer und schränken die Ausbreitung von borealen Nadelwäldern ein. Durch eine Ausweitung der südlichen Klimazonen in Richtung Norden verschiebt sich die Baumgrenze, die Mischwälder von Nadelwäldern trennt. Es wird zwar ein Wandern der Baumgrenze in Richtung Norden beobachtet, jedoch verschieben sich die Klimazonen schneller, als die Baumgrenze folgen kann. Ein Nadelwald benötigt einen Zeitraum zwischen 200 und 500 Jahren, um eine Wuchshöhe von 25 Metern zu erreichen. Höhere Temperaturen und hohe Trockenheit fördern die Ausbreitung von Waldbränden, mit denen große Flächen der borealen Nadelwälder zerstört werden. Zusätzlich werden Nadelbäume durch extreme Wetterbedingungen geschwächt und sind anfällig für Schädlingsbefall.

Zusammenfassung

• Nadelwälder wachsen in einer kalten Klimazone zwischen Laubwaldgrenze und Grassteppe.
• Der boreale Nadelwald liegt in einem Gürtel auf der Nordhalbkugel und gilt als das größte Zusammenhängende Waldgebiet der Erde.
• Die vorherrschenden Baumarten sind Fichten, Kiefern und Tannen, die durch Lerchen ergänzt werden.
• Nadelbäume wachsen aus Samen, die in Zapfen heranreifen und unter streng eingegrenzten Bedingungen keimen können.
• Nadelbäume zählen zu wenigen Pflanzen, die sich in einem sauren Bodenmilieu wohlfühlen und mit wenig Wasser und Sonnenlicht auskommen.
• Der Waldkomplex der borealen Zone ist ein wichtiges Element für den Klimahaushalt der Erde.

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