In den vergangenen Jahrzehnten haben sich die Borkenkäfer in Europas Wäldern stark vermehrt, was für den Wald mitunter tragische Konsequenzen hatte: Auf mehreren Kontinenten wurde das größte jemals verzeichnete Baumsterben durch Insektenbefall beobachtet. Die durch den Klimawandel tendenziell trockener, wärmer und länger werdenden Sommer könnten den Käfern noch stärker bei der Vermehrung helfen. Ihre Wirtsbäume dagegen sind durch die Dürre geschwächt und können sich nicht mehr so gut zur Wehr setzen.

Es ist also davon auszugehen, dass sich die Borkenkäfer-Problematik in Europas Wäldern in den kommenden Jahren noch verschärft. Das ist zum einen dramatisch, weil viele Bäume (vornehmlich Fichten) durch den Borkenkäfer abgetötet werden. Darüber hinaus hat das Borkenkäfer-bedingte Baumsterben aber weitreichende Konsequenzen für das Ökosystem. Denn mit dem Absterben der Bäume schwindet eine ihrer wichtigen Ökosystemdienstleitungen: Die Aufnahme von Nitrat aus dem Boden.

Unmittelbar nachdem viele Bäume durch den Borkenkäfer abgestorben sind, nimmt die Nährstoffkonzentration im Boden zu. Die Nährstoffe, von denen sich die Bäume ernährt hatten, bleiben quasi erst einmal übrig, ebenso wie die Feuchtigkeit im Boden, wenn die Wurzeln nicht mehr saugen. Deshalb steigt der Bodenwassergehalt häufig an.

Eine aktuelle Metastudie kommt nun zu dem Ergebnis, dass sich nach dem Absterben der Bäume zuerst der Gehalt an gelöstem organischen Kohlenstoff (engl. dissolved organic carbon, kurz DOC) im Boden zunimmt. Der Waldboden ist einer der wichtigsten Speicher für Kohlenstoff, eine sogenannte Kohlenstoffsenke. Man geht davon aus, dass in Böden insgesamt mehr Kohlenstoff aufgenommen wird, als in der Atmosphäre oder in Wäldern.

Zwei bis drei Jahre nach dem Borkenkäfer-bedingten Baumsterben erreicht die Konzentration an Kohlenstoff im Boden ihre Höchstwerte, danach sinken sie wieder, so die Ergebnisse der Studie von 2023.

Dagegen steigen die Konzentrationen von Nitrat (NO3-) erst ein Jahr nach dem Baumsterben. Nitrat ist zwar nicht per se schädlich, sondern ein wertvoller Nährstoff, den viele Pflanzen nutzen können. Allerdings stößt beispielsweise die Verbrennung fossiler Kraftstoffe auch Stickstoff aus, der wiederum in den Boden übergeht. Deshalb ist mittlerweile in vielen Regionen Deutschlands deutlich mehr Nitrat im Boden, als die Pflanzen aufnehmen können.

Im schlimmsten Fall kann dadurch eine Versauerung unserer Böden entstehen – und der Stoff gelangt ins Grundwasser. Was ohnehin schon jetzt ein Problem ist: Nach Angaben des Umweltbundesamtes wird der gesetzlich festgelegte Schwellenwert von 50 Milligramm pro Liter an circa 17 Prozent der Messstellen überschritten. Das liegt auch an der stickstoffhaltigen Düngung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen. Über das Grundwasser gelangt Nitrat ins Trinkwasser und kann beispielsweise für Säuglinge ernste gesundheitliche Folgen haben.

Im Waldboden erreicht Nitrat nach einem Borkenkäfer-bedingten Baumsterben innerhalb von drei bis zehn Jahren die höchste Konzentration. Im Schnitt werden maximale Werte nach fünf Jahren erreicht. Das zeigt, wie lange das Baumsterben im Boden noch nachwirkt. Die Grenzwerte für Trinkwasser wurden im Waldboden allerdings nicht überschritten. Die aktuelle Studie findet aber auch große regionale Unterschiede in der Zunahme und dem Abbau von Nitrat im Boden nach einem Baumsterben. Möglicherweise können gute Regenerationsstrategien, beispielsweise der gezielte Anbau neuer Baumarten, für den Waldboden hier einen Unterschied machen – dazu forschen die Wissenschaftler gerade in einem Waldgebiet an der Langen Bramke im Harz.