Dendrochronologische Betrachtung der Jahresringe verschiedener Nadelbäume auf den Marburger Lahnbergen

Diplomarbeit von Jens Willuhn

Einleitung:

Die Dendrochronologie beschäftigt sich mit der Datierung und Ableitung vergangener Ereignisse durch die Analyse von Jahrringbreiten und -mustern. Hierbei steht die Altersbestimmung von Hölzern im Vordergrund, von wesentlicher und zunehmender Bedeutung sind aber auch die Teilgebiete Dendroklimatologie und Dendroökologie.

Die Bestimmung des Alters erfolgt durch Vergleich der Jahresringe der zu datierenden Probe mit Ringen bekannten Alters (genaueres im folgenden Kapitel). Die angewandte Dendrochronologie ist die derzeit einzige Methode, die eine jahrgenaue Datierung ermöglicht. Die Anwendungsgebiete der dendrochronologischen Altersbestimmung sind vielfältig: So erlaubt z.B. verbautes Holz die Rekonstruktion von Hausbau- und Siedlungsgeschichte in historischer und prähistorischer Zeit; antike Bilderrahmen und Möbel sind wertvolle Informationsträger für die Datierung in der Kunstgeschichte und selbst die Kriminalistik kann in manchen Fällen ihren Nutzen aus der jahrringanalytischen Altersbestimmung ziehen.

Erwähnenswert ist die Eichung der Radiocarbondatierung durch die Dendrochronologie. Die rein theoretische Basis der Radiocarbonmethode, bestehend in der Annahme eines Gleichgewichtszustandes zwischen Bildungs- und Zerfallsrate des instabilen Kohlenstoffisotops i4C bei einer Halbwertszeit von 5570 Jahren, musste durch jahrringanalytische Absolutdatierungen korrigiert werden: Die Abnahme der 14C-Konzentration in abgestorbenen Geweben verläuft wider Erwarten nicht völlig linear, woraus z.T. maßgebliche Fehler in Datierung und Geschichtsschreibung resultierten.

Auch in der Klimatologie wird die Jahrringforschung zur Klärung zahlreicher Fragestellungen herangezogen. Insbesondere ist hier die zeitliche Rückwärtsverlängerung der meteorologischen Aufzeichnungen zu erwähnen. Diese erlaubt die Relativierung unserer neuzeitlich gemessenen Klimadaten und kann so wesentlich zum Verständnis langfristiger Klimaschwankungen und -entwicklungen beitragen.

Hilfreich ist die Dendrochronologie auch bei der Erforschung der Veränderungen der Erdoberfläche (Geomorphologie): Ereignisse wie Vulkanismus, Gletscherbewegungen, Lawinen, Flussverlagerungen, -überflutungen und Änderungen des Grundwasserspiegels hinterlassen verschiedene Spuren im Jahrringbild betroffener Bäume.

In den Bereich der Dendroökologie fällt z.B. der dendrochronologische Nachweis von periodisch auftretenden Insektenkalamitäten. Solche verursachen u.a. der Graue Lärchenwickler (Zeiraphera diniana) und der Maikäfer (Melolontha melolontha u. M. hippocastani). Die Jahrringbreite nimmt in den Befallsjahren ab. Durch Vermessung der Ringe wird der Insektenbefall in seiner Stärke, zeitlichen Lage und geographischen Ausdehnung quantifizierbar, was populationsdynamische Studien ermöglicht.

Ein weiterer Aspekt ist die Erforschung der Waldbrandgeschichte: Waldbrände als wichtiger ökologischer und ökonomischer Faktor lassen sich in ihrer Häufigkeit und flächenhaften Ausdehnung durch Jahrringanalyse quantifizieren. Dies kann die Artzusammensetzung bestimmter Biozönosen erklären helfen und ermöglicht Aussagen über die potentielle Brandgefährdung von Waldgebieten.

Ebenfalls im Übergangsbereich zwischen Ökologie und Ökonomie ist die Erfassung von Schädigungen von Bäumen durch Luftverunreinigungen und Beeinträchtigungen im Wurzelraum angesiedelt. Jahrringbreiten dienen hier als Indikatoren für die anthropogene Belastung von Waldbeständen und Straßenbäumen. Entsprechende dendrochronologische Gutachten haben juristisches Gewicht und werden häufig zur Festlegung von Ersatzleistungen herangezogen. Besondere Aktualität erlangt diese Forschungsrichtung durch die Problematik des „Sauren Regens“.

Von ökonomischem Nutzen ist die Anwendung der Jahrringforschung in der Forstwirtschaft. Verschiedene Maßnahmen zur Steigerung der Quantität und Qualität des Holzzuwachses lassen sich in ihrer Wirkung beurteilen.

Schon Leonardo da Vinci fertigte Aufzeichnungen über eine Beziehung zwischen der Jahrringbreite und den Niederschlägen an. Diese, verfasst im 15. Jahrhundert, mussten noch rein spekulativer Art sein. Viele Schritte, von der Erfindung des Mikroskops bis zur Klärung der Physiologie des Kambiums, waren noch notwendig, um die Dendrochronologie als eigenständige Forschungsrichtung entstehen zu lassen.

Als ihr Begründer gilt der amerikanische Astronom Andrew E. Douglas (1867-1962). Er suchte um die Jahrhundertwende am Lowell-Observatorium in Flagstaff, Arizona, nach Beziehungen zwischen dem terrestrischen Klima und der 11jährigen Sonnenflecken-Periodizität. Wenn diese ersten Versuche auch nicht von Erfolg gekrönt waren, so legte er doch in seinem weiteren Wirken an der Universität von Arizona die Grundsteine für die gesamte Dendrochronologie.

Erst 1937 begann die Jahrringforschung in Europa Fuß zu fassen. Es ist dies das Verdienst des deutschen Forstbotanikers Bruno Huber (1899-1969), der in Tharandt und später in München die Dendrochronologie unter mitteleuropäischen Klimaverhältnissen ausbaute. Er prägte die europäische Jahrringforschung bis in die heutige Zeit hinein.

Einen entscheidenden Fortschritt erzielte Harold C. Fritts 1963 am erfolgreichen „Tree Ring Laboratory“ in Tucson (sprich „Tußon“), Arizona. Durch Einführung moderner statistischer Methoden und den Einsatz von Computern stand der Dendrochronologie von nun an eine neue Dimension von Möglichkeiten offen, die heute von allen Jahrringlaboratorien genutzt werden.

Jahrringlaboratorien breiteten sich zur Schaffenszeit Bruno Hubers von Skandinavien, Russland und Deutschland über die Nordhalbkugel aus; heute ist die Dendrochronologie zu einer - mit Ausnahme der polaren und tropischen Regionen - weltumspannenden Wissenschaft geworden.

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einleitung	1
1.1	Dendrochronologie	1
1.1.1	Definition, Aufgaben und Geschichte	1
1.1.2	Grundlegende Verfahrensweisen	4
1.2	Jahresringe	8
1.3	Kurze Charakterisierung der untersuchten Baumarten	10
1.3.1	Die Lärche	11
1.3.2	Die Kiefer	12
1.3.3	Die Fichte	13
1.4	Fragestellungen	13
2.	Material und Methoden	15
2.1	Die untersuchten Bäume	15
2.2	Der Standort	16
2.3	Durchführung	18
2.3.1	Vorarbeiten	18
2.3.2	Vermessung	20
2.3.3	Auswertung	21
3.	Ergebnisse	29
3.1	Statistische Beschreibung der Ringbreiten	29
3.2	Die Mittelkurven	32
3.2.1	Die Lärchenkurve	32
3.2.2	Die Kiefernkurve	38
3.2.3	Die Fichtenkurve	40
3.2.4	Interspezifische Vergleiche	42
3.3	Der Einfluss des Klimas auf die Jahrringbreite	48
3.4	Die Beeinflussung durch verschiedene Lokalisation im Bestand	54
3.5	Jahrringgrößen in verschiedenen Stammhöhen	56
3.6	Intraanuelle Dichteschwankungen	59
4.	Diskussion	64
4.1	Diskussion der Methodik	64
4.2	Diskussion der Ergebnisse	67
5.	Anhang	74
6.	Literaturverzeichnis	77