Baumkronenforschung

Die Baumkronenforschung (englisch Canopy research) ist ein noch recht junges Teilgebiet der Biologie, deren Hauptziel es ist, die ökologischen Zusammenhänge in den obersten Etagen der Wälder zu erforschen.

Mit Hilfe von alpiner Kletterseiltechnik, Hängebrücken, hohen Gerüsten, mobilen Hebebühnen, großen Kränen oder ähnlichen Konstruktionen werden die Baumkronen zugänglich gemacht. Gelegentlich wurden auch Luftschiffe eingesetzt (siehe Heißluft-Luftschiff#Umweltbeobachtung). Mit unterschiedlichen Methoden werden zum Beispiel Tier- und Pflanzenarten, Pilze und Mikroorganismen, deren Häufigkeit, Individuenzahl und vertikale Verbreitung erfasst. Vor allem in den Tropen gilt den auf Ästen und Zweigen des Kronenraums aufsitzenden Pflanzen, so genannten Epiphyten (zum Beispiel Orchideen, Ananasgewächse, Aronstabgewächse, aber auch Moose und Flechten) besondere Aufmerksamkeit. Ferner werden physiologische Daten der Bäume (z. B. Transpiration und Photosyntheseraten) ermittelt. Den Rahmen für derartige Studien bilden begleitende meteorologische Untersuchungen, wie beispielsweise die Erfassung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Strahlung und Windgeschwindigkeit in vertikaler Abfolge vom Waldboden bis zum Kronenraum und darüber hinaus. Durch diese Untersuchungen wurden in jüngerer Zeit vor allem in tropischen Wäldern Hunderte neue Arten entdeckt, die den Augen der Forscher zuvor entgangen waren.

Ein Hauptinteresse der Baumkronenforscher gilt u. a. den Wechselwirkungen zwischen „oben“ und „unten“. In den obersten Etagen der Wälder kann nämlich die Energie der Sonne von den Bäumen besonders intensiv genutzt werden, um zum Beispiel Blätter zu erzeugen, die nach dem Laubfall am Boden den Tieren und Mikroorganismen als Nahrungsgrundlage dienen können: Der Kronenraum ist in einigen Wäldern das produktivste Stockwerk des Waldes. In den Tropen kann der obere Kronenraum jedoch auch wüstenartige Verhältnisse aufweisen, da bei voller Sonneneinstrahlung die Luftfeuchte, im Gegensatz zum beschatteten Waldinneren, deutlich abnehmen kann. An diese zum Teil sehr stark ausgeprägten Unterschiede müssen sich die Organismen des Waldes anpassen. Dies ist einer der Gründe, weshalb vor allem in hohen und alten Wäldern im Kronenraum zum Teil ganz andere Arten angetroffen werden als am Waldboden.

Durch genaue und lang andauernde Beobachtung einzelner Baumgruppen kann ferner das Breitenwachstum der Kronen von unterschiedlichen Arten in einem Mischwald untersucht werden. Zwar ist seit langem bekannt, dass ein Wald kein einheitlich hohes Dach besitzt, sondern dass unterschiedliche Arten ihre Kronen in unterschiedlichen Höhen – also gestaffelt – entwickeln. Hingegen geht ein seitlicher Zuwachs stets zu Lasten benachbarten Bäume, und bis heute ist völlig unbekannt, welche Baumarten eines Waldes besonders durchsetzungsfähig sind.

Auf Initiative von Wilfried Morawetz wurde im März 2001 ein Kran errichtet, der im naturnahen Leipziger Auenwald im Nordwesten Leipzigs im Naturschutzgebiet „Burgaue“ steht. Der Kran steht auf Schienen und kann 120 Meter weit bewegt werden. Durch ihn eröffnete sich einem interdisziplinären Forscherteam von Botanikern, Zoologen, Meteorologen, Ökologen und Forstwissenschaftlern die Möglichkeit, den gesamten Wald bis in etwa 35 Meter Höhe zu studieren und neue Einblicke in die Tier- und Pflanzenwelt der Baumkronen zu gewinnen (Stand: Oktober 2025).^[1] Dabei hielt der Leipziger Auwald einige Überraschungen bereit: Mit Fröschen in ostdeutschen Baumkronen hatten Wissenschaftler beispielsweise nicht gerechnet.

Untersucht wurde u. a. auch die Regenerationsfähigkeit des Waldes, ferner wurden Arbeiten zum zeitlichen Ablauf von Blühphasen, Blattaustrieb und Fruchtreife in Abhängigkeit von Baumart und Position in der Krone durchgeführt. Untersuchungen zum Blattfraß und zur „Schmackhaftigkeit“ von Blättern brachten neue Erkenntnisse über das Ernährungsverhalten von Spinnen und Insekten, wobei die Ergebnisse der Studien deutlich machten, dass viele Arten zum langfristigen Überleben auf einen naturnahen Wald mit hohem Totholzanteil angewiesen sind.^[2]

Im Raum Demmin (Mecklenburg-Vorpommern) wurde ein 45 Meter hoher Drehkran aufgebaut, der den Kronenraum eines Altbaumbestandes (Buche, Eiche, Lärche, Douglasie und Fichte, insgesamt 308 Bäume) zugänglich macht, um beispielsweise durch Probennahmen und Messungen die Vitalität einzelner Bäume zu analysieren. Hinzu kommen Messungen mit Hilfe von Fernerkundungssensoren (Drohne, Satellit), mit dem Ziel, die Schlussfolgerungen aus der Auswertung von Fernerkundungsdaten mit den am Baum gemessenen Stresssignalen zu korrelieren und zu eichen. Das Projekt trägt den Namen „Fernerkundungsbasiertes Monitoringverfahren auf Grundlage einer physiologisch fundierten Vitalitätsbewertung von Hauptbaumarten in Mischbeständen“ (FeMoPhys) und läuft von Anfang Oktober 2022 bis Ende September 2027.^[3]

Im Forst von Kranzberg, ca. 35 km nordöstlich von München, besteht seit 1992 eine Dauerbeobachtungsfläche von rund einem halben Hektar, auf der seit 1998 mehrere Großprojekte durchgeführt wurden. Forscher der Technischen Universität München untersuchen beispielsweise von 1998 bis 2010 im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 607 der Deutschen Forschungsgemeinschaft, ob Steigerungen des Wachstums von Pflanzen – eine Voraussetzung um in der Konkurrenz mit Nachbarpflanzen bestehen zu können – gleichzeitig zu einer Einschränkung der Fähigkeit zur Abwehr von Parasiten führt. Ferner infizierten die Forscher beispielsweise Buchenzweige aus Sonnen- und Schattenkronen mit dem Pilz Apiognomonia errabunda (dem Erreger der „Apiognomonia-Blattbräune“ der Buche) und setzten die Blätter danach einer erhöhten Ozon-Konzentration aus. So konnte analysiert werden, wie die pilzinfizierten Blatttypen auf unterschiedlich hohe Ozonbelastungen reagieren.^[4] Gerüstartige Plattformen machten die Kronen eines Buchenbestands in 27 Meter Höhe zugänglich. Seit 2001 ermöglicht ein Kran (45 m Höhe, Kranausleger 50 m) den Zugang zu noch höheren Kronenbereichen. Aktuell (Stand: Oktober 2025) finden mehrere Forschungsprojekte unter dem gemeinsamen Titel „KROOF – Kranzberg Forest Roof Project – Interaktionen zwischen Buche und Fichte in Abhängigkeit von Trockenheit“ statt.^[5]

Christian Körner, Botaniker an der Universität Basel, untersuchte ab 1999 mit Hilfe eines 45 Meter hohen Krans im Forst von Hofstetten-Flüh (Kanton Solothurn), wie Waldbäume auf eine erhöhte Zufuhr von Kohlendioxid (CO₂) reagieren. Wachsen sie womöglich schneller, wenn sie einer Kohlendioxid-Konzentration ausgesetzt sind, die im Jahr 2080 in der Erdatmosphäre auftreten könnte? Ähnliche Versuche wurden damals in Panama durchgeführt. Hofstetten war aufgrund der dort vorhandenen Vielzahl an Baumarten als Versuchsstandort ausgewählt worden.

Von der Krangondel aus wurden in die Kronen von 12 ausgewählten Laubbäumen pro Baum ca. 1000 Meter dünne Spezialschläuche geflochten, ohne die Bäume zu verletzen. Die Schläuche wiesen Poren auf, durch die Kohlendioxid mit hohem Druck freigesetzt und dann innerhalb weniger Zentimeter mit der umliegenden Luft verwirbelt wurde. Ergebnis: Im Gegensatz zu zahlreichen Experimenten mit jüngeren Bäumen zeigt dieses erste und bisher einzige Anreicherungsexperiment mit erwachsenen Waldbäumen in natürlicher Umgebung nicht die erwartete markante Wachstumsstimulierung. 2018 wurde der Kran abgebaut.^[6][7]

Von 2003 bis 2006 untersuchte eine Göttinger Geobotanikerin im größten zusammenhängenden Laubwaldgebiet Deutschlands, dem nordöstlich von Eisenach gelegenen Hainich, mit Hilfe eines so genannten Hubsteigers, wie verschiedenartige Bäume den Kronenraum unter sich aufteilen. Ihre Befunde aus bis zu 30 Metern Höhe deuten darauf hin, dass sich Bäume nicht allein durch die Abschattung anderer Pflanzen in eine vorteilhafte Position bringen können, sondern auch durch robuste Äste: Wenn ein Waldbaum seine Krone durch starkes Wachstum ausdehnt, stößt er stets und rasch in den Kronenbereich von Nachbarbäumen vor. Bei Sturm schlagen dann die Äste der konkurrierenden Bäume oft heftig aneinander, was regelmäßig Beschädigungen zur Folge hat; je robuster das Astwerk ist, desto vorteilhafter wirkt sich dies bei Sturm aus.^[8][9]

Der Baumkronenpfad Hainich ist sein 2005 eine überregionale Touristenattraktion, jedoch keine Forschungseinrichtung (Stand: Oktober 2025).

• Nalini Nadkarni erforscht seit Anfang der 1980er-Jahre das Kronendach der Regenwälder in Costa Rica.^[10][11]
• Unweit des Daintree Rainforest Observatory wurde 1998 im Daintree-Nationalpark (Australien) ein Kran errichtet,^[12] der seitdem insbesondere die Erforschung baumlebender Ameisen ermöglicht (Stand: Oktober 2025).^[13]
• Margaret Lowman ist Direktorin des Marie Selby Botanical Gardens in Florida, der sich auf tropische Pflanzen spezialisiert hat. Sie untersucht vor allem die Ökologie der Baumkronen und die Beziehung zwischen Pflanzen und Insekten (Stand: Oktober 2025).^[14]
• Stephen Stillett von der Humboldt State University erforscht u. a. die Wipfelregionen kalifornischer Riesenmammutbäume und Küstenmammutbäume im Redwood-Nationalpark und in anderen kalifornischen Schutzgebieten (Stand: Oktober 2025).^[15]
• Forschungsprojekte auf der Feldstation SMEAR II der Universität Helsinki untersuchen in einem borealen Nadelwald unter anderem die Atmosphärenchemie im Bereich der Wipfelregion (Stand: Oktober 2025).^[16]
• Zwei Baumkronendach-Kräne des Smithsonian Tropical Research Institute in Panama, rund 100 Kilometer nördlich von Panama City.^[17]
• COPAS-System für Regenwaldforschung, Universität Ulm

• Till-Hendrik Macher et al.: It's raining species: Rainwash eDNA metabarcoding as a minimally invasive method to assess tree canopy invertebrate diversity. In: Environmental DNA. Band 5, Nr. 1, 2023, S. 3–11, doi:10.1002/edn3.372 (freier Volltext).
• Liang Song et al.: Research progress and prospects of forest canopy science based on canopy cranes. In: Biodiversity Science. Band 31, Nr. 12, 2023, 23363, doi:10.17520/biods.2023363.
• Margaret Lowman: Life in the treetops – An overview of forest canopy science and its future directions. In: Plants People Planet. Band 3, Nr. 1, 2021, S. 16–21, doi:10.1002/ppp3.10125 (freier Volltext).
• Florian Zellweger et al.: Forest microclimate dynamics drive plant responses to warming. In: Science. Band 368, Nr. 6492, 2020, S. 772–775, doi:10.1126/science.aba6880, Volltext.
• Nalini M. Nadkarni, Geoffrey G. Parker und Margaret D. Lowman: Forest canopy studies as an emerging field of science. In: Annals of Forest Science. Band 68, 2011, S. 217–224, doi:10.1007/s13595-011-0046-6.
• Martin Unterseher, Wilfried Morawetz, Stefen Klotz, Erik Arndt (Hrsg.): The canopy of a temperate floodplain forest - Results from five years of research at the Leipzig canopy crane. Universität Leipzig, Universitätsverlag, Leipzig 2007, ISBN 978-3-934178-61-8. Zugang zum Volltext.

• Das Global Canopy Programme. Oxford, UK.
• The Canopy Database Project.
• The International Canopy Network. Selbstdarstellung des (ehemaligen) Dachverbands International Canopy Network.
• Biologie: Leben in den Wipfeln. Auf: geo.de vom 8. November 2004.
• Christoph Leuschner: Lebensraum Baumkrone: Schatzkiste der Biodiversität. (PDF; 3,00 MB). In: Forschung in Göttingen, 2002.

1. ↑ Leipziger Auwaldkran: Geschichte. Auf: leipziger-auwald.de, abgerufen am 10. Oktober 2025.
2. ↑ Martin Unterseher: Schmackhaftigkeit der Blätter. In: Universität Leipzig (Hrsg.): Journal. Heft 4/2007, S. 25.
3. ↑ Webseiten von FeMoPhys auf dem Server der TU Berlin.
   Über den Bäumen – mit dem Kran auf Forschungsreise. In: AFZ-DerWald, 18/2025, S. 42–45.
4. ↑ TUM - Mitteilungen der Technischen Universität München. Heft 3/2007, S. 47.
5. ↑ KROOF – Kranzberg Forest Roof Project. Webseiten der Professur für Land Surface-Atmosphere Interactions der Technische Universität München.
6. ↑ Der Wald in einer CO2-reichen Welt. Auf: waldwissen.net, abgerufen am 10. Oktober 2025.
7. ↑ Waldversuch in Hofstetten-Flüh: Die Verbindung nach Panama wurde abgebaut. Auf: srf.ch vom 30. April 2018.
8. ↑ Walddynamik in Mischwäldern des Nationalparks Hainich. Promotionsprojekt von 2003 bis 2006.
9. ↑ Annika Frech: Walddynamik in Mischwäldern des Nationalparks Hainich: Untersuchung der Mechanismen und Prognosen der Waldentwicklung. In: Berichte des Forschungszentrums Waldökosysteme. Band 196. Georg-August-Universität, Göttingen 2006, ISSN 0930-7044.
10. ↑ nalininadkarni.com – abgerufen am 12. Oktober 2025.
11. ↑ Nalini M. Nadkarni: Canopy Roots: Convergent Evolution in Rainforest Nutrient Cycles. In: Science. Band 214, Nr. 4524, 1981, S. 1023–1024, doi:10.1126/science.214.4524.1023.
12. ↑ Errichtung des Krans im Daintree Rainforest
13. ↑ The Daintree Canopy Crane: Conception, Installation and Operation.
14. ↑ Join canopymeg! missions.
15. ↑ www.humboldt.edu (Memento vom 4. Januar 2013 im Internet Archive) Webseite von Stephen Stillett, Kenneth L. Fisher Chair in Redwood Forest Ecology, Humboldt State University, bis 2016. aktuelle Webseite (Stand: Oktober 2025).
    Richard Preston, James Balog: Spitzenforschung. In: GEO. 04/2008, S. 92–111.
16. ↑ Übersicht über die Forschungsprojekte der Feldstation SMEAR II der Universität Helsinki. Auf: atm.helsinki.fi, abgerufen am 11. Oktober 2025.
    R. L. Mauldin III et al.: A new atmospherically relevant oxidant of sulphur dioxide. In: Nature. Band 488, Nr. 7410, 2012, S. 193–196, doi:10.1038/nature11278.
17. ↑ Canopy Access Cranes. Informationen des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) zu zwei Kränen in Panama.