Herbstverfärbung zur Vermeidung von winterlichem Wassermangel

Im Sommer werden bei großen Bäumen mehrere hundert Liter Wasser pro Tag verdunstet. Wenn im Winter der Boden gefriert, bleibt der Wassernachschub aus, die Bäume und Sträucher können nicht mehr genug Wasser aufnehmen und würden vertrocknen. Deshalb entledigen sie sich im Herbst ihrer Blätter und stoppen so die Wasserabgabe. Für das Abwerfen der Blätter braucht es einen niedrigen Sonnenstand und kürzere Tage, nächtliche Temperaturen im einstelligen Bereich und mehrere sehr kühle Nächte hintereinander. Zudem wird der Vorgang auch durch Hormone gesteuert. Das Maximum der Herbstverfärbung ist im Oktober, in höheren Lagen etwas früher, in tiefen Lagen etwas später.

Vorgänge bei der herbstlichen Laubverfärbung

Der stickstoffreiche grüne Blattfarbstoff (Chlorophyll), mit dem die Pflanzen die Energie des Sonnenlichts für die Bildung von Zucker nutzen (Photosynthese), wird bei der Blattverfärbung in seine Bestandteile zerlegt und eingelagert. Im Laufe dieses Prozesses wird sichtbar, dass die Blätter auch orange und gelbe Farbstoffe enthalten: Karotinoide (gelb, orange, rot), Xanthophylle (gelb) und Anthocyane (oft rot). Pappel- und Ahornblätter werden beispielsweise gelb, Roteichen und Essigbäume oft orange bis rot.

Das leuchtende Farbenspiel des Herbstes beruht in erster Linie auf einer Änderung des Mengenverhältnisses dieser Blattfarbstoffe. Im Frühling und Sommer überwiegt der grüne Farbstoff, das für die Photosynthese unabdingbare Chlorophyll. Es überdeckt alle anderen Pigmente. Mit dem Verschwinden des Chlorophylls kommen jetzt die anderen Pigmente voll zur Geltung und verursachen die beeindruckende herbstliche – zumeist gelbliche – Laubfärbung. Der Blattabwurf ist dabei nicht nur ein wirksamer Verdunstungsschutz, sondern hat noch weitere Vorteile für die Pflanzen: Er entsorgt giftige Stoffwechsel-Endprodukte und gespeicherte Umweltgifte. Auch können kahle Bäume im Winter besser grosse Schneelasten aushalten, ohne dass Äste oder sogar Stämme brechen. Ausserdem erhalten die im Frühjahr austreibenden Knospen durch den herbstlichen Laubfall ausreichend Licht für ihre Entwicklung.

Während die meisten Laubbäume ihre Blätter im Herbst abwerfen, ist dies mit Ausnahme der Lärche bei den Nadelbäumen nicht der Fall. Die Blätter der Nadelbäume verfügen nämlich über eine dicke Wachsschicht und eine sehr feste Haut, welche die Verdunstung hemmt. Ausserdem sind die sogenannten Spaltöffnungen, über die der Baum Wasser verdunstet, im Blatt versenkt, sodass die Verdunstung weiter gebremst wird. Hinzu kommt die kleine Oberfläche der Nadeln, wodurch sich die Verdunstung nochmals verringert. Deshalb ist ein herbstlicher Nadelfall nicht nötig. Dies gilt jedoch nicht für die Lärche, die oft in sehr kalten Regionen wächst, sodass die genannten Mechanismen nicht mehr wirken. Damit sie kein Wasser verdunstet, wirft sie im Herbst ihre Nadeln ab.

Warum meist intensivere Verfärbung in Nordamerika?

Besonders intensiv zeigt sich die herbstliche Verfärbung in Nordamerika, hier unter dem Namen „Indian Summer“ bekannt (vgl. Abb. 4). Der Grund liegt darin, dass unsere Bäume weniger Farbstoffe produzieren. Diese sind nämlich auch dazu da, die Wirkung des Sonnenlichtes abzuschirmen, sodass das lichtempfindliche Chlorophyll nicht angegriffen wird. Je sonniger es ist, desto intensiver sind so die Farben. Bei uns ist es durchschnittlich häufiger bewölkt, so dass sich ein intensiverer Sonnenschutz zumeist erübrigt.

Dieses Jahr sehr späte Herbstverfärbung

Dieses Jahr hat die Verfärbung Mühe, in die Gänge zu kommen, dies sowohl in den Bergen, als auch im Flachland. Der Grund liegt am bisher sehr warmen Herbst (im Mittel bis dato 3,8 Grad zu warm und damit bei weitem bisher wärmster Herbst seit Messbeginn) sowie dem in tiefen Lagen bis dato fehlenden Frost und dem Ausbleiben einer längeren Serie von sehr kühlen Nächten.

Sommerlicher Blattfall – Stressreaktion

Insbesondere bei längeren Hitzewellen oder Trockenphasen, wie in diesem Sommer oder 2018, kam es auch bei uns immer wieder zu vorzeitigem Laubfall durch Vertrocknen der Blätter. Solche Ereignisse sind im Zuge der weiteren Klimaerwärmung mit immer längeren Hitzewellen und sommerlichen Trockenphasen in Zukunft immer häufiger zu erwarten.