Plantagenbäume müssen älter werden

Einen wesentlichen Einfluss auf die Holzeigenschaften haben das Baumalter und damit die forstliche Umtriebszeit, d. h. die Zeitspanne, die ein Baum im Wald wächst, bis er zur Verarbeitung des Holzes genutzt wird. Holz, das in der Jugendwachstumsphase des Baumes gebildet wird, weist häufig ungünstigere verwendungsrelevante Eigenschaften auf als das Holz, das von älteren Bäumen gebildet wird. Aufgrund der gängigen Praxis, Forstplantagen, auch für die Produktion von hochwertigen Holzarten, in sehr kurzen Umtriebszeiten zu betreiben, steigt der Anteil juvenilen Holzes mit den ungünstigeren Holzeigenschaften deutlich an.

Forstplantagen werden mit dem Ziel angelegt, durch intensive Bewirtschaftung die Rentabilität der Holzproduktion zu verbessern und den Nutzungsdruck auf die verbliebenen Naturwälder der Erde zu vermindern. Die Neuanlage von Forstplantagen wird ferner durch die intensiven Bemühungen zur langfristigen Bindung von Kohlenstoff zur Verminderung des klimarelevanten CO2-Gehaltes in der Atmosphäre gefördert (Handel mit CO2-Emissionszertifikaten).

Traditionell wurden Forstplantagen überwiegend mit dem Ziel der Massenholzproduktion (Zellstoff/Papier, Holzwerkstoffproduktion) angelegt. Bedingt durch den starken Trend zu ausdrucksstarken dunkleren Hölzern für den Möbel- und Innenausbau sowie die zunehmende Verwendung sehr dauerhafter Hölzer für den Außenbereich (z. B. Terrassendielen), hat die Nachfrage nach hochwertigen Hölzern, insbesondere aus den Tropen und Subtropen, wieder deutlich zugenommen. Traditionell für diese Verwendungsbereiche hoch geschätzte Holzarten wie Palisander- und Mahagoniarten oder Teak sind aufgrund starker Übernutzung in der Vergangenheit in Naturwäldern nicht mehr oder nur noch in sehr begrenztem Umfang verfügbar. Handelsbeschränkungen (CITES – Convention on International Trade of Endangered Species of wild fauna and flora) sowie die aufgrund des verstärkten ökologischen Bewusstseins der Verbraucher höhere Marktakzeptanz zertifizierter Hölzer (z. B. FSC-Zertifikate) fördern darüber hinaus die Produktion von Werthölzern in Forstplantagen.

Von den Verwendern werden allerdings bisher häufig die Eigenschaften von Plantagenhölzern kritisch beurteilt. Für hochwertige Nischenhölzer sind aber die besonderen Eigenschaften ein ganz wesentliches, wenn nicht das alleinige Argument sich für den Rohstoff Holz und nicht für einen alternativen Werkstoff zu entscheiden.

Wie nun kommt es zu einer verminderten Qualität dieser Hölzer? Im Folgenden werden nach einer kurzen Darstellung der Waldfläche und des Holzaufkommens in Plantagen, wesentliche Aspekte, die die Holzeigenschaften von Plantagenhölzern beeinflussen am Beispiel Teak (Tectona grandis, Abb. 1) und Mahagoni (Swietenia macrophylla, Abb. 2) beschrieben.

Ca. 23 Prozent der Landfläche der Erde sind mit Wäldern bedeckt. Die Wälder verteilen sich zu nahezu gleichen Anteilen auf die temperierte/boreale Klimazone und die Tropen/Subtropen (Tabelle 1). Trotz einer in der Literatur nicht einheitlichen Definition des Begriffes „Forstplantage“ wird deutlich, dass Plantagen für die Holzproduktion mit einem Anteil von 4 – 6 Prozent lediglich einen geringen Anteil an der Gesamtwaldfläche der Erde einnehmen. 87 Prozent der Plantagenfläche konzentrieren sich auf 18 Länder. Die wichtigsten sind hierbei in der temperierten/borealen Zone China, USA, Russland, Japan und die Ukraine, in den Tropen/Subtropen Indien, Brasilien und Indonesien. In allen Klimazonen dominieren schnellwüchsige Baumarten für die Massenholzproduktion (Kiefern/Fichten, Eucalyptusarten). Hochwertige Holzarten nehmen lediglich ca. 12 Prozent der gesamten Plantagenfläche weltweit ein. Von den tropischen Werthölzern sind hierbei Teak und – in deutlich geringerem Umfang – Mahagoni von besonderer Bedeutung.

Trotz des flächenmäßig geringen Anteils von Plantagen an der Gesamtwaldfläche, sind Plantagen für die Holzproduktion von herausragender Bedeutung (Tendenz steigend). 59 Prozent des jährlichen Holzeinschlags (ohne Brennholz; ca. 50 Prozent der Holzproduktion werden weltweit als Brennholz eingesetzt) resultieren aus Plantagen. Allerdings ist dieser Anteil bei den hochwertigen Holzarten deutlich geringer. Ca. 28 Prozent der Teakholzproduktion stammen derzeit aus Plantagen, für die übrigen tropischen Werthölzer liegt dieser Anteil deutlich darunter.

Was sind nun die Charakteristika einer Plantage, die einen Einfluss auf die Qualität von Werthölzern haben könnten?

Grundsätzlich werden Holzeigenschaften wesentlich durch zwei physiologische Prozesse innerhalb des Baumes bestimmt (Abb. 3): (1) Ausgehend vom Bildungsgewebe zwischen Rinde und Holz, dem Kambium, werden neue Rinden- (nach außen) und Holzzellen (nach innen) gebildet. Die neu gebildeten Holzzellen übernehmen im Stamm Leitungs-, Speicher- und Festigkeitsfunktion (Splintholz). Im Laufe der Zeit unterliegen die Holzzellen unter Aufgabe ihrer Leitungs- und Speicherfunktion nachträglichen Veränderungen, wobei aus Sicht der Holzeigenschaften und Holzverwendung (2) die Verkernung in der Splint-Kernübergangszone von besonderer Bedeutung ist (Kernholzfarbe, Dauerhaftigkeit). Die Umwandlung von Splint- in Kernholz erfolgt bei kernholzbildenden Baumarten je nach Baumart nach 2 bis ca. 45 Jahren.

Ein besonderes Charakteristikum der meisten Forstplantagen ist ihre häufig sehr kurze Umtriebzeit, die sich besonders stark an einem raschen „return of investment“ (Rückfluss der eingesetzten Finanzmittel) und dem Volumenzuwachs des Bestandes orientiert. Selbst in Plantagen, die für die Produktion hochwertiger Hölzer angelegt wurden, sind Rotationszeiten von mehr als 30 Jahren die absolute Ausnahme. Das heute am Markt angebotene Teakholz aus Plantagen stammt häufig von Bäumen mit einem Alter zwischen 12 und 20 Jahren, Mahagoni aus Plantagen stammt in der Regel von Bäumen mit einem Alter von 26 – 35 Jahren.

Bäume zeigen in Abhängigkeit von ihrem Alter einen unterschiedlichen Wachstumsverlauf. Die Jugendwachstumsphase (= juvenile Phase), die je nach Baumart ca. 5-30 Jahre umfassen kann, ist durch ein sehr rasches Wachstum gekennzeichnet, das in Plantagen häufig zur Erzielung eines hohen Volumenzuwachses zusätzlich durch Düngungsmaßnahmen noch gefördert wird. Mit zunehmendem Baumalter nimmt der Zuwachs deutlich ab (= adulte Phase). Hohe Wachstumsraten führen bei Nadelbäumen in der Regel zu einer Abnahme der Rohdichte des Holzes und damit zu verminderten Festigkeiten. Bei ringporigen Laubbäumen (wie Teak) steigt hingegen die Rohdichte mit zunehmender Jahrringbreite häufig leicht an, was die zum Teil leicht erhöhte Holzdichte von Teak aus Plantagen erklärt (Abb. 1 b/c). Bei zerstreutporigen Laubbäumen, wie Mahagoni, besteht kein Zusammenhang zwischen der Jahrringbreite und der Holzdichte, weshalb keine Unterschiede in der Rohdichte des Holzes von Mahagoni aus Plantagen und aus Naturwäldern zu erwarten sind (Abb. 2 b/c).

Neben der hohen Wachstumsgeschwindigkeit weisen Holzzellen, die während der Jugendwachstumsphase gebildet werden, weitere strukturelle Besonderheiten auf, die sich negativ auf die Holzeigenschaften auswirken können. Insbesondere sind die Holzzellen, die in der Jugendphase gebildet werden, kürzer und die Mikrofibrillen verlaufen innerhalb der Zellwand flacher als im Holz, das von älteren Bäumen gebildet wird, was sich negativ auf das Quell- und Schwindverhalten des Holzes auswirkt.

Neben dem Einfluss auf die Zellbildung hat das Baumalter auch eine besondere Bedeutung für die Kernholzbildung. Anteilig nimmt mit zunehmendem Baumalter der Anteil des Kernholzes am Stammholz zu. Bei einigen hochwertigen Hölzern, wie auch bei Teak und Mahagoni, findet die Kernholzbildung bereits nach wenigen Jahren statt (3 – 12 Jahre) und fällt damit noch in die Jugendwachstumsphase des Baumes. Im Rahmen eines durch die Deutsche Gesellschaft für Holzforschung geförderten Forschungsvorhabens konnte gezeigt werden, dass insbesondere stark lichtbedürftige Baumarten wie Teak und Mahagoni, aber auch die Robinie, in der Jugendwachstumsphase anteilig wenig Baustoffe für die Bildung von Kerninhaltsstoffen bereitstellen und der Großteil der Baustoffe für das rasche Wachstum verbraucht wird. Der niedrigere Gehalt an Kerninhaltsstoffen im marknahen Stammbereich (= juveniles Holz) wirkt sich häufig negativ auf die optischen Eigenschaften des Kernholzes sowie die Dauerhaftigkeit des Holzes aus. In Übereinstimmung mit Beobachtungen aus der Praxis haben Holzabbauversuche ergeben, dass das juvenile Kernholz von Teak lediglich in die Dauerhaftigkeitsklasse 3 (= mäßig dauerhaft) eingestuft werden kann, während adultes Kernholz in Dauerhaftigkeitsklasse 1 (= sehr dauerhaft) eingestuft ist (analoge Ergebnisse liegen für Mahagoni und Robinie vor). Der hohe Anteil juvenilen Kernholzes bei Teak aus Plantagen mit sehr kurzen Umtriebszeiten wirkt sich deshalb sehr nachteilig auf die Dauerhaftigkeit des Holzes aus. Bei Baumarten, in denen die Kernholzbildung erst nach Abschluss der Jugendwachstumsphase beginnt, finden sich die oben beschriebenen Unterschiede zwischen marknahem und markfernem Kernholz nicht.

Neben dem Baumalter und der Wuchsgeschwindigkeit hat die genetische Ausstattung des Baumes einen wesentlichen Einfluss auf die Holzeigenschaften. Für Plantagen werden selektierte Saatgut-Herkünfte bzw. Klone verwendet, so dass häufig das in Plantagen verwendete Pflanzmaterial sehr hochwertig ist. Ein weiteres Risiko für die Holzeigenschaften von Plantagenhölzern erwächst allerdings aus einer erhöhten Anfälligkeit von Plantagen gegenüber Kalamitäten, d. h. der Massenerkrankung von Waldbäumen. So befällt in Mahagoniplantagen der Triebbohrer Hypsipyla sp. besonders häufig die Knospen der Bäume, was als Stress-Reaktion die Bildung von Harzkanälen und Harztaschen im Holz der Bäume auslöst, die für die weitere Verwendung sehr nachteilig sind. Ein weiteres Problem stellt die mangelnde Erfahrung für die waldbauliche Behandlung tropischer Werthölzer dar (z. B. Ästung), was ebenfalls dazu beiträgt, dass zum Teil die Holzeigenschaften von hochwertigen Holzarten aus Plantagen hinter den Erwartungen zurückbleiben.

Um insbesondere die Nachfrage nach tropischen Werthölzern für die hochwertige Innen- und Außenanwendung in ausreichender Qualität befriedigen zu können, muss also längerfristig gedacht werden. Ziel muss es sein, für die Wertholzproduktion in Plantagen die forstlichen Umtriebszeiten deutlich zu verlängern, um Plantagenhölzer als echte Alternative zu Holz von Altbäumen aus Naturbeständen oder auch als Alternative zu Nicht-Holzprodukten zu etablieren. ■