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Vertikale Landwirtschaft spart keinen Platz

Tue, 16 Feb 2021 00:00:00 +0000

Die urbane Landwirtschaft in vertikalen Haus-“Farmen” ist auf dem Vormarsch. Mit elektrischem Licht können die Pflanzen das ganze Jahr hindurch in Schichten übereinander angebaut werden. Befürworter argumentieren, dass die Landwirte auf diese Weise viel Nutzfläche einsparen können. Weitere Vorteile sind, dass weniger Energie für den Transport von Lebensmitteln benötigt wird (die meisten Menschen leben in einer Stadt) und dass weniger Wasser und Pestizide benötigt werden.

Welche Nutzflanzen?

Die vertikalen Farmen, die bereits seit einigen Jahren kommerziell aktiv sind, konzentrieren sich alle auf die gleichen Nutzpflanzen. Es handelt sich dabei um landwirtschaftliche Produkte mit einem hohen Wassergehalt, wie Salat, Tomaten, Gurken, Paprika und Kräuter. Das sind jedoch keine Feldfrüchte, die eine Stadt ernähren können. Sie enthalten kaum Kohlenhydrate, Proteine oder Fette. Um eine Stadt zu ernähren, braucht es Getreide, Hülsenfrüchte, Wurzelgemüse und Ölfrüchte. Diese werden heute weltweit auf 16 Millionen Quadratkilometern Ackerland angebaut - fast so groß wie Südamerika. ¹

Weizen vertikal anbauen

Eine Kunstinstallation, die derzeit in Brüssel präsentiert wird - The Farm - erforscht, was es bedeuten würde, Weizen in einer vertikalen Farm anzubauen. Für das Experiment wurde 1 m2 Weizen in einer komplett künstlichen Umgebung ausgesät. Durch die Messung des Einsatzes von Rohstoffen wie Energie und Wasser zeigt das Projekt, inwieweit natürliche Ökosysteme unsere Nahrungsmittelproduktion unterstützen. Wenn Weizen im Boden nebeneinander statt übereinander gepflanzt wird, liefert die Sonne kostenlose Energie und die Wolken kostenloses Wasser.

Ein Laib Brot für 345 Euro

Das Experiment zeigt, dass der Anbau von 1 Quadratmeter Weizen in einer künstlichen Umgebung 2.577 Kilowattstunden Strom und 394 Liter Wasser pro Jahr kostet. Die für die Hardware-Produktion benötigte Energie (wie die Beleuchtung) ist in diesen Ergebnissen nicht enthalten, so dass dies eine Unterschätzung ist. Die Energiekosten des Gebäudes sind ebenfalls nicht berücksichtigt, und das betrifft sowohl den Bau als auch die Nutzung, zum Beipsiel für Heizung, Kühlung und das Pumpen von Wasser.

In der Kostenkalkulation ist der Preis für die Ausrüstung (1.227 Euro) enthalten. Die Lebensdauer der Infrastruktur wird auf 8 Jahre geschätzt. Umgerechnet kostet die Produktion von 1 m2 Weizen in einer künstlichen Umgebung 610 Euro pro Quadratmeter und Jahr (einschließlich Infrastruktur, Strom und Wasser). Davon entfallen 412 Euro auf den Stromverbrauch und nur 1 Euro auf den Wasserverbrauch. Diese Berechnung kann eine Überschätzung sein, da die Anlage in einem Ausstellungsraum aufgebaut ist.

Die “Farm” produziert vier Ernten pro Jahr. Mit jeder Ernte wird genug Weizen angebaut, um einen Laib Brot (580 Gramm) herzustellen, der mindestens 345 Euro kostet. Jeder Laib enthält 2.000 Kilokalorien, die Menge, die ein durchschnittlicher Mensch pro Tag benötigt. Daraus ergibt sich, dass für jede Person 91 Quadratmeter künstlich erzeugter Weizen notwendig sind, mit Gesamtkosten von 125.680 Euro pro Jahr.

Das Paradoxon der vertikalen Landwirtschaft

Künstliche Beleuchtung spart Land, weil Pflanzen übereinander angebaut werden können, aber wenn der Strom für die Beleuchtung von Solarzellen kommt, werden die Einsparungen durch das Land, das für die Installation der Module benötigt wird, zunichte gemacht. Die vertikale Farm ist ein Paradoxon, es sei denn, fossile Brennstoffe liefern die Energie. ² In diesem Fall gibt es nicht viel Nachhaltiges daran.

Berechnet mit einem Ertrag von 175 Kilowattstunden pro Quadratmeter Solarpanel pro Jahr, erfordert der Indoor-Anbau von 1 m2 Weizen 20 m2 Solarzellen. Dies ist eine Unterschätzung, da die Berechnungen auf dem durchschnittlichen Ertrag eines Solarmoduls basieren. Im Winter gibt es viel weniger Sonnenlicht als im Sommer. In Wirklichkeit benötigt die vertikale Farm viel mehr Module, um das ganze Jahr über in Betrieb zu sein. Außerdem wird eine Energiespeicherinfrastruktur benötigt, die ebenfalls Geld und Energie kostet. Schließlich erfordert auch die Produktion von Modulen Energie, was noch mehr Platz erfordern würde, wenn der Produktionsprozess selbst mit Solarzellen laufen würde.

Neuerung?

All diese Kritik gilt auch für vertikale Farmen, in denen Salat und Tomaten angebaut werden. In diesem Fall ist der Wasserverbrauch deutlich geringer. Diese Betriebe sind profitabel, aber nur, weil sich das Verfahren auf eine Versorgung mit billigen fossilen Brennstoffen verlässt. Würden Solarzellen die Energie liefern, würden die zusätzlichen Kosten und der Platz für die Energieversorgung die Einsparungen in Bezug auf Platz und Kosten wieder aufheben. Der einzige Vorteil einer vertikalen Farm wären dann die kürzeren Transportwege. Dennoch könnten wir den Transport zwischen Stadt und Land genauso gut nachhaltiger gestalten.

Das Problem mit der Landwirtschaft ist nicht, dass sie auf dem Land stattfindet. Das Problem ist, dass sie stark auf fossilen Brennstoffe aufbaut. Die vertikale Farm ist nicht die Lösung, da sie, wieder einmal, die kostenlose und erneuerbare Energie der Sonne durch teure Technologie ersetzt, die von fossilen Brennstoffen abhängig ist (LED-Lampen + Computer + Betongebäude + Solarzellen). Unser Lebensstil wird immer weniger nachhaltig und zunehmend abhängig von Rohstoffen, Infrastruktur, Maschinen und fossiler Energie. Das gilt leider für fast alle Technologien, die wir heute als nachhaltig bezeichnen.

Mehr Informationen: Solar Share (The Farm), von Disnovation.org (Maria Roszkowska, Nicolas Maigret) und Baruch Gottlieb.

Smil, Vaclav. “It’ll be harder than we thought to get the carbon out [Blueprints for a Miracle]."(Es wird schwieriger, als wir dachten, den Kohlenstoff herauszubekommen [Blaupausen für ein Wunder].) IEEE Spectrum 55.6 (2018): 72-75. ↩︎
Atomkraft und Windräder sind weitere Optionen. Siehe die englischsprachigen Kommentare. ↩︎

Wie man wieder nachhaltig Energie aus Biomasse bekommt

Sun, 20 Sep 2020 00:00:00 +0000

Abbildung: Kopfbäume in Deutschland. Bild: René Schröder (CC BY-SA 4.0).

Wie soll das Fällen von Bäumen nachhaltig sein?

Das Befürworten von Biomasse als erneuerbare Energiequelle, welche fossile Brennstoffe ersetzen soll, ist ein umstrittenes und kontroverses Thema unter Umweltschützern geworden. Die Kommentare unter dem letzten Artikel, welcher die Nutzung thermoelektrischer Öfen als Inhalt hatte, illustrieren dies gut:

“Wie der neue Film ‘Planet of the Humans’ gezeigt hat, ist Biomasse - auch genannt: tote Bäume - überhaupt keine erneuerbare Energiequelle, auch wenn die EU diese als solche deklariert.”
“Wie soll das Fällen von Bäumen nachhaltig sein?”
“Der Artikel versäumt es anzumerken, dass ein Holzofen mehr CO2 produziert als ein Kohlekraftwerk für jede Tonne Holz/Kohle, die verbrennt wird.”
“Das ist purer Wahnsinn. Bäume zu verbrennen um unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren ist ein Oxymoron.”
“Nur der CO2-Fußabdruck für sich ist schon entsetzlich.”
“Das größte Problem daran, etwas zu verbrennen, ist: Einmal verbrannt, ist es für immer weg.”
“Die einzige naive Frage die ich zu diesem lächerlichen Artikel hinzufügen kann ist: Wo soll all das Holz herkommen?”

Anders als die Kommentare vermuten lassen, versucht der Artikel nicht zu befürworten, Biomasse als Energiequelle weiter auszubauen. Stattdessen legt er dar, dass bereits brennende Biomassefeuer - benutzt von rund 40% der heutigen Weltbevölkerung - Elektrizität als Nebenprodukt produzieren könnten, sofern sie mit thermoelektrischen Modulen ausgerüstet würden.

Gleichwohl sind mehrere Kommentatoren bei ihrer Kritik geblieben, nachdem sie den Artikel nochmal genauer gelesen hatten. Einer von ihnen schrieb: “Wir sollten versuchen das Verbrennen von Biomasse weltweit zu beseitigen, anstatt es attraktiver zu machen.”

Scheinbar hat sich die Hightechdenkweise in den Köpfen (urbaner) Umweltschützer so weit ausgebreitet, dass sie Biomasse als inhärent bedenkliche Energiequelle ansehen - ähnlich wie fossile Brennstoffe. Nur damit keine Missverständnisse aufkommen, die Kritiker sind durchaus im Recht nicht nachhaltige Praktiken in der Biomasseproduktion anzuprangern. Diese sind aber das Ergebnis eines relativ jungen, “industriellen” Ansatzes der Forstwirtschaft. Wenn wir hingegen historische Praktiken in der Forstwirtschaft betrachten, sehen wir, dass Biomasse potentiell eine der nachhaltigsten Energiequellen auf diesem Planeten ist.

Der Niederwald: Holz ernten, ohne Bäume zu töten

Heutzutage wird das meiste Holz geerntet, indem Bäume getötet werden. Vor der industriellen Revolution wurde viel Holz von lebenden Bäumen geerntet, indem diese geschneitelt wurden. Das Prinzip hinter der Schneitelung basiert auf der natürlichen Fähigkeit von vielen Laubbaumarten aus beschädigten Stämmen oder Wurzeln neu auszutreiben - Schäden wegen Feuer, Wind- oder Schneebruch, Tieren wie Biber, Krankheiten oder (an Hängen) Steinschlag. Forstwirtschaft auf Basis der Schneitelung beinhaltet, Bäume nahe dem Boden abzuschneiden (“Auf den Stock setzen”), welche dann an dem Stumpf (der dann Stock genannt wird) mehrere neue Austriebe entwickelt (der Stockausschlag) und so einen vielstämmigen neuen Baum wachsen lassen. Ein Wald der auf diese Weise gewachsen ist, nennt man Niederwald.

Abbildung: Stockausschlag. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Abbildung: Ein frisch geschneiteltes Stück Eichenwald. Bildquelle: Henk vD. (CC BY-SA 3.0)

Abbildung: Niederwald in Surrey, England. Bildquelle: Martinvl (CC BY-SA 4.0)

Wenn wir an forstwirtschaftlich genutzte Wälder denken, stellen wir uns einen Wald mit dicht gestellten, hohen Bäumen vor. Allerdings waren, bis zum Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts, mindestens die Hälfte der Wälder in Europa Niederwälder, mit einem eher buschartigem Erscheinungsbild. ¹ Das Schneiteln von Bäumen kann man bis in die Steinzeit zurück verfolgen, als Menschen Pfahlbauten und Holzstege quer durch prähistorische Moorlandschaften errichteten und dabei tausende Äste und Stämme gleicher Größe benutzten - etwas das man nur mit Niederwald erreichen kann ²

Karten: Die ungefähre historische Ausbreitung von Niederwäldern in der Tschechischen Republik (oben) und Spanien (unten). Quelle: \"Coppice forests in Europe\", siehe [^1]

Seitdem war diese Technik die Standardvorgehensweise um Holz zu produzieren - nicht nur in Europa, sondern praktisch auf der ganzen Welt. Während dem 18. und 19. Jahrhundert breiteten sich, mit dem Beginn industrieller Aktivitäten (Glas-, Eisen-, Ziegel und Kalkproduktion) und dem damit verbundenen steigenden Druck auf die Holzreserven, Niederwälder stark aus.

Kurze Erntezyklen

Weil die jungen Triebe des Stockausschlags auf ein bereits gut ausgebildetes Wurzelsystem zurück greifen können, produziert Niederwald Holz schneller als einzelne, hohe aus Kernwuchs gewachsene Stämme. Beziehungsweise etwas genauer: Obwohl die Effizienz der Photosynthese gleich ist, produziert ein hoher Stamm mehr Biomasse unter dem Boden (in den Wurzeln), während ein geschneitelter Baum mehr Biomasse über dem Boden produziert (im Stockausschlag) - was offensichtlich sinnvoller für die Ernte ist. ³ Auch deswegen wurden beim Schneiteln für gewöhnlich kurze Erntezyklen benutzt, meist zwischen zwei und vier Jahren, wobei auch jährliche Ernten und Zyklen bis zu 12 Jahren vorgekommen sind.

Bilder: Niederwald mit unterschiedlichen Erntezyklen. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Aufgrund dieser kurzen Zyklen war Niederwald eine sehr schnelle, regelmäßige und verlässliche Quelle von Feuerholz. Oft wurde er in die gleiche Anzahl an Parzellen geteilt, wie die vorgesehenen Jahre des Erntezyklus. Falls zum Beispiel alle drei Jahre Holz geerntet werden soll, wurde der (Nieder-)Wald in drei Teile geteilt, von denen einer jedes Jahr abgeerntet (geschneitelt) wurde. Kurze Erntezyklen bedeuteten auch, dass es nur wenige Jahre benötigt hat um das CO2, welches beim Verbrennen des Holzes frei wird, mit dem vom neu wachsenden Holz aufgenommenem CO2 zu kompensieren, wodurch der Niederwald tatsächlich klimaneutral wurde. In sehr kurzen Zyklen konnte das neue Holz bereits geerntet werden, wenn die letzte Ernte gerade trocken genug für den Ofen geworden ist.

Manche Baumarten verlieren ihre Regenerationsfähigkeit am Stock mit dem Alter. Nach mehreren Ernten konnten diese Bäume entweder komplett gefällt und durch einen neuen Baum ersetzt, oder zu einem Niederwald mit längerem Erntezyklus gemacht werden. Andere Baumarten behalten ihre Fähigkeit zum Stockausschlag ihr ganzes Leben und können so für Jahrhunderte, vor allem auf guten Böden und mit guter Bewässerung, Triebe zur Verfügung stellen. Lebende Stöcke können über 1.000 Jahre alt werden.

Biodiversität

Ein Niederwald könnte als “Wald” oder “Plantage” bezeichnet werden, aber tatsächlich ist es weder noch - eher irgendetwas dazwischen. Obwohl sie von Menschen bewirtschaftet werden, sind Niederwälder nicht umweltunverträglich. Ganz im Gegenteil: Das Ernten von Holz von lebenden Bäumen anstelle vom Fällen und damit Töten der Bäume ist nützlich für die Lebensformen, die von den Bäumen abhängen. Niederwälder können eine höhere Biodiversität haben als unbewirtschaftete Wälder, da sie stets Bereiche unterschiedlicher Stufen von Licht und Entwicklung haben. Nichts davon trifft auf industrielle Holzplantagen zu, welche wenig bis gar keine anderen Pflanzen oder Tiere beheimaten können und lange Erntezyklen von mindestens zwanzig Jahren haben.

Abbildung: Niederwald in den Niederlanden. Bildquelle: K. Vliet (CC BY-SA 4.0)

Abbildung: Niederwald aus Edelkastanien im Flexham Park, Sussex, England. Bildquelle: Charlesdrakew, public domain.

Unsere Vorfahren haben ebenfalls einzelne, hohe Stämme mit großem Stammumfang gefällt - nur eben nicht für Feuerholz. Hohe Stämme wurden nur “getötet”, wenn großes Bauholz notwendig war, z.B. für den Bau von Schiffen, Gebäuden, Brücken oder Windmühlen. ⁴ Es gab auch Niederwälder, in denen man einzelne, hohe Stämme mehrere Jahrzehnte alt werden ließ, während das umgebende Unterholz des Niederwalds regelmäßig geerntet wurde (ein sogenannter “Mittelwald”, eine Mischung aus Niederwald und Hochwald). Allerdings konnten auch diese einzelnen, hohen Stämme teilweise geschneitelt werden, zum Beispiel indem die Seitenäste geerntet wurden, während sie noch am Leben waren (Astschneiteln).

Mehrzweckbäume

Die archetypische Holzplantage, angepriesen von der industriellen Welt, beinhaltet regelmäßig angeordnete Reihen von Bäumen gleichen Alters in Monokultur, mit einem einzigen Endprodukt - Bauholz, Papierholz oder Brennholz. Im Gegensatz dazu hatten geschneitelte Bäume in vorindustriellen Niederwäldern mehrere Zwecke. Sie lieferten Brennholz, aber auch Bauholz und Tierfutter.

Die gewünschte Holzdimension, festgelegt durch die geplante Nutzung der Triebe, legte die Länge des Erntezykluses fest. Und da nicht jede Art von Holz sich für jede Art der Benutzung eignet, bestanden Niederwälder häufig aus mehreren Baumarten unterschiedlichen Alters. Mehrere Altersklassen von Stämmen konnten sogar am gleichen Stock geerntet werden (“selektives Schneiteln”), und auch die Längen der Erntezyklen konnten sich im Laufe der Zeit auch an die Bedürfnisse und Prioritäten der ökonomischen Aktivitäten anpassen.

Abbildung: Ein kleines Waldstück mit einer vielfältigen Mischung aus Niederwald, Kopfbäumen und normalen Stämmen. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Geschneitelte Triebe konnten für beinahe alles verwendet werden, was von einer Gemeinschaft benötigt wurde. ⁵ Junge Weidentriebe zum Beispiel, welche sehr biegsam sind, wurden zu Körben und Kisten geflochten, während Edelkastanienäste für alle Arten von Fässern benutzt wurden, da sich diese nach dem Schnitt weder ausdehnen noch eingehen. Eschen und Palmweiden, mit ihrem geraden, festen Holz wurden für Griffe von Besen, Äxten, Schaufeln, Rechen und anderem Werkzeug benutzt.

Junge Haselnussruten wurden über ihre gesamte Länge gespalten und zwischen die hölzernen Balken von Gebäuden geflochten, um diese dann mit Lehm oder Kuhdung zu verschließen - sogenannte Flechtwerkwände, bzw. Gefach, welches sich später zum Fachwerk weiterentwickelte. Haselnussruten hielten auch Strohdächer zusammen. Erle und Weide, welche beinahe endlose Haltbarkeit unter Wasser haben, wurden als Pfahlfundament oder Flussuferverstärkung benutzt. Das Bauholz, das aus einem Niederwald geerntet wurde, hat nicht seine Energielieferung reduziert, da die gebauten Gegenstände für gewöhnlich lokal benutzt wurden, und am Ende ihrer Lebensdauer immer noch als Feuerholz verbrannt werden konnten.

Abbildung: Astschneiteln für Tierfutter in der Leikanger Kommune, Norwegen. Bildquelle: Leif Hauge. Quelle: [^19]

Niederwälder lieferten auch Nahrung. Auf der einen Seite versorgten sie Menschen mit Früchten, Beeren, Trüffeln, Nüssen, Pilzen, Kräutern, Honig und Wild. Auf der anderen Seite waren sie eine wichtige Quelle von Winterfutter für Nutztiere. Vor der industriellen Revolution wurden viele Schafe und Ziegen mit sogenanntem “Schaflaub”, “Futterlaub”, bzw. “Laubheu” gefüttert - Blätter mit oder ohne Zweige. ⁶

Ulme oder Esche zählten zu den nahrhaftesten Arten, aber Schafe bekamen auch Birke, Haselnuss, Linde, Traubenkirsche und sogar Eiche, während Ziegen auch Erle zugefüttert wurde. In bergigen Regionen wurden auch Pferden, Rindern, Schweinen und Seidenraupen Laubheu gegeben. Futterlaub wurde in Erntezyklen von drei bis sechs Jahren geschnitten, wenn die Zweige das höchste Verhältnis von Laub zu Holz aufweisen. Wenn das Laub von den Tieren gegessen wurde, konnte das verbleibende Holz immer noch verbrannt werden.

Kopfbäume & Hecken

Geschneitelte Stöcke sind vor grasenden Tieren ungeschützt, vor allem wenn der Stockausschlag noch sehr jung ist. Um den Niederwald vor Tieren zu schützen, wurden daher für gewöhnlich Zäune, Hecken oder Gräben um ihn herum angelegt. Im Gegensatz dazu war es mit Kopfbäumen (entstanden durch Kopfschneitelung) möglich, Tiere und Bäume auf der gleichen Fläche zu halten. Kopfbäume werden auch geschneitelt, aber auf einer Höhe von mindestens zwei Metern, um die jungen Triebe außer Reichweite grasender Tiere wachsen zu lassen.

Illustration: Verschiedene Arten der Schneitelung. Bildquelle: Helen J. Read, siehe [^1]

Abbildung: Kopfbäume in Segovia, Spain. Bildquelle: [Ecologistas en Acción](https://www.ecologistasenaccion.org/35724/).

Bewaldete Wiesen und Weiden - ein Mosaik aus Weide und Wald - vereinte das Grasen von Tieren mit der Produktion von Futter, Brennholz und/oder Bauholz mit Kopfbäumen. Bei der “Eichelmast” wurden Schweine im Herbst in einen Kopfbaumwald aus Eichen geschickt, damit sie die heruntergefallenen Eicheln fressen konnten. Dieses System war die Hauptsäule der Schweinefleischproduktion in Europa für Jahrhunderte. ⁷ Die Streuobstwiese vereinte den Obstanbau mit Weidelandhaltung – kopfgeschneitelte Obstbäume boten den Tieren Schatten, während diese außer Reichweite des Obstes waren, aber die Bäume düngten.

Abbildung: Wald oder Wiese? Etwas zwischen drin. Eine \"Dehesa\" (beweideter Eichenhain einer Schweinefarm) in Spanien. Bildquelle: Basotxerri (CC BY-SA 4.0).

Abbildung: Rinder grasen zwischen Kopfbäumen in Huelva, Spanien. (CC BY-SA 2.5)

Abbildung: Eine Streuobstwiese umgeben von einer Lebendhecke in Rijkhoven, Belgien. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Während Landwirtschaft und Forstwirtschaft heutzutage strikt getrennte Aktivitäten sind, war in früheren Tagen der Bauernhof der Wald und der Wald der Bauernhof. Es würde viel Sinn ergeben, diese beiden wieder zusammen zu führen, da die Land- und Viehwirtschaft - nicht die Holzwirtschaft - der Hauptverantwortliche für Entwaldung und Abholzung ist. Solange Bäume Tierfutter liefern, sollte Fleisch- und Milchproduktion nicht zu einer Abholzung führen. Wenn Getreide im gleichen Feld angebaut werden können wie Bäume, so sollte auch die Landwirtschaft nicht zu einer Abholzung führen. Bewaldete Bauernhöfe würden auch zu einer artgerechteren Tierhaltung, fruchtbareren Böden und besserem Erosionsschutz führen.

Streifenbepflanzungen

Aufwändige Plantagen konnten aus Niederwald oder Kopfbäumen bestehen, und wurden häufig als Gemeingut gepflegt. Allerdings wurde die Schneitelung nicht nur bei großflächigen Waldplantagen benutzt. Kleine Wäldchen zwischen Feldern, oder neben einem ländlichen Haus wurden ebenfalls von einem einzelnen Haushalt geschneitelt und gepflegt. Größere Mengen Holz wuchs auch in linienförmiger Bepflanzung um das Hofgelände, Felder und Wiesen, neben Gebäuden, entlang von Wegen, Straßen und Wasserläufen. Geschneitelte Bäume und Büsche konnten so Baumreihen wie Halballeen, Alleen oder auch eine dichte Hecke bilden (Anm. des Übersetzers: Im Deutschen gibt es hier noch die Unterscheidungen “Niederhecke”, “Hochhecke” und “Baumhecke”). ⁸

Abbildung: Heckenlandschaft in der Normandie, Frankreich, ca. 1940. Bildquelle: W Wolny, public domain.

Abbildung: Streifenbepflanzungen in Flandern, Belgien. Ausschnitt aus der Ferraris Karte, 1771-78.

Obwohl Streifenbepflanzung für gewöhnlich mit englischen Hecken assoziiert wird, waren sie in weiten Teilen Europas verbreitet. Im Jahre 1804 brachte der englische Historiker Abbé Mann seiner Verwunderung Ausdruck, als er über seinen Besuch in Flandern (heutiger Teil Belgiens) schrieb: “Alle Felder sind umgeben von Hecken, und dicht besetzt mit Bäumen, in einem solchen Maße, dass die gesamte Landschaft, von einer kleinen Erhöhung aus betrachtet, wie ein großer, ununterbrochener Wald erscheint.”. Typisch für diese Region war die große Anzahl an Kopfbäumen. ⁸

Wie Niederwälder waren Streifenbepflanzungen vielfältig und versorgten die Menschen mit Brennholz, Bauholz und Laubheu. Im Gegensatz zu Niederwäldern, hatten diese allerdings noch eine zusätzliche Funktion, abhängig von ihrem Standort. ⁹ Eine davon waren Grundstücksgrenzen: um Nutzvieh drinnen und wilde Tiere oder Rinder auf Gemeineigentum draußen zu halten. Es gab viele verschiedene Techniken um Hecken undurchdringlich zu machen, selbst für kleine Tiere wie Hasen oder Kaninchen. Um Weiden herum konnten Hecken oder Reihen von dicht gepflanzten Kopfbäumen, größere Tiere wie Kühe aufhalten. Wenn Weidenruten eingeflochten wurden, konnten solche Bepflanzungen auch kleine Tiere stoppen (“Gebück”). ⁸

Abbildung: Ausschnitt eines Eibengebücks. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Abbildung: Eine Hecke. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Abbildung: Kopfbaumhecke in Nieuwekerken, Belgien. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Abbildung: Niederwaldstöcke in einer Weide. Bildquelle: Jan Bastiaens.

Streifenbepflanzungen boten auch Schutz gegen das Wetter. Hecken schützten Felder, Streuobstwiesen und Gemüsegärten gegen Wind, welcher den Boden erodieren und die Ernte beschädigen konnte (Anm. des Übersetzers: diese werden heutzutage auch Windschutzstreifen genannt). In wärmeren Gefilden schützten Bäume Getreide vor der Sonne und düngten die Böden. Kopfgeschneitelte Linden (Kopflinden), die ein sehr dichtes Blätterdach haben, wurden oft direkt neben Fachwerkhäuser gebaut, um sie vor Wind, Regen und Sonne zu schützen. ¹⁰

Misthaufen wurden von einem oder mehreren Bäumen geschützt, damit die wertvolle Ressource nicht wegen Wind und Sonne verdunsten konnte. Im Hof einer Wassermühle wurde das hölzerne Wasserrad von einem Baum überdacht, um ein Eingehen oder Ausdehnen des Holzes in Zeiten der Dürre oder Inaktivität zu vermeiden. ⁸

Abbildung: Ein Kopfbaum schützt ein Wasserrad. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Abbildung: Kopflinden schützen ein Bauernhofgebäude in Nederbrakel, Belgien. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Der Standort zählt

Entlang von Wegen, Straßen und Wasserläufen hatten Streifenbepflanzungen die meisten der standortspezifischen Funktionen wie auf Höfen. Rinder und Schweine wurden entlang bestimmter, von Hecken oder Gebück gesäumter Wege getrieben. Mit dem Erscheinen der Eisenbahn, halfen Hecken Kollisionen mit Tieren zu vermeiden. Sie schützten Reisende vor Wetter und kennzeichneten die Route, so dass Menschen und Tiere in verschneiten Landstrichen nicht vom Weg abkamen. Sie verhinderten auch Erosion an Flussufern und Hohlwegen.

Alle Aufgaben von Linienbepflanzung konnte auch von toten Holzzäunen geleistet werden, die leichter bewegt werden können, weniger Platz verbrauchen, keine Licht- und Nährstoffkonkurrenz zur Ernte bilden, und in kurzer Zeit errichtet werden können. ¹¹ Allerdings wurden lebende Hecken in Zeiten und Orten mit Holzmangel bevorzugt (und manchmal vorgeschrieben), da sie eine andauernde Holzquelle darstellen, während Holzzäune ein andauernder Holzverbraucher waren. Ein Holzzaun mag kurzfristig Platz und Zeit sparen, aber er setzt voraus, dass sein Holz für Errichtung und Instandhaltung woanders im Umland angebaut und geerntet werden muss.

Abbildung: Kopfbaumhecke in Belgien. Bildquelle: Geert Van der Linden.

Die Benutzung lokaler Holzreserven wurde maximiert. Zum Beispiel war der Baum, der neben ein Wasserrad gepflanzt wurde nicht irgendein Baum. Es war Hartriegel oder Ulme, deren Holz am Besten geeignet für das Getriebe der Mühle war. Wenn ein Ersatzteil für eine Reparatur benötigt wurde, konnte das Holz direkt neben der Mühle geerntet werden. Ebenso wurden Hecken entlang von Straßen dazu benutzt, um diese Instand zu halten. Die jungen Triebe wurden zu Bündeln zusammengebunden und als Fundament benutzt, oder um Schlaglöcher zu stopfen. Da die Bäume geschneitelt und nicht gefällt wurden, ging keine Funktion je auf Kosten einer anderen.

Wenn heutzutage für das Pflanzen von Bäumen plädiert wird, so sind die Ziele in Begriffen von Waldfläche oder Baumanzahl verfasst, aber es wird kaum auf ihren Standort geachtet - welcher sogar am anderen Ende der Welt sein könnte. Wie aber die obigen Beispiele zeigen, kann das Pflanzen von Bäumen in der Nähe und am richtigen Standort ihr Potential deutlich optimieren.

Geformt durch Grenzen

In industriellen Gesellschaften ist das Schneiteln weitestgehend verschwunden, obwohl man noch Kopfbäume entlang von Straßen oder in Parks antreffen kann. Ihr Gehölzschnitt, welcher früher ganze Gemeinschaften versorgt hat, wird heute als Abfallprodukt angesehen. Aber wenn es doch so gut funktioniert hat, warum wurde der Niederwald als Quelle für Energie, Materialien und Nahrung aufgegeben? Die Antwort ist kurz: fossile Brennstoffe. Unsere Ahnen setzten auf Schneitelung, weil sie keinen Zugang zu fossilen Brennstoffen hatten, und wir setzen nicht auf Schneitelung, weil wir ihn haben.

Unsere Ahnen setzten auf Schneitelung, weil sie keinen Zugang zu fossilen Brennstoffen hatten, und wir setzen nicht auf Schneitelung, weil wir ihn haben

Am offensichtlichsten haben fossile Brennstoffe Holz als Energie- und Materialquelle abgelöst. Kohle, Gas und Öl übernahmen die Rolle von Brennholz für Kochen, Heizen von Räumen und Wasser, sowie industrieller Prozesse, die auf thermischer Energie angewiesen sind. Metall, Beton und Ziegel - Materialien, die es seit Jahrhunderten gibt - wurden erst weit verbreitete Alternativen zu Holz, nachdem diese mit fossilen Brennstoffen hergestellt werden konnten, welche uns auch Plastik brachten. Kunstdünger - Produkt fossiler Brennstoffe - steigerte den globalen Handel mit Tierfutter, und machte Laubheu überholt. Die Motorisierung der Landwirtschaft - getrieben von fossilen Brennstoffen - führte zu immer größeren Äckern, zusammen mit der Beseitigung von Bäumen und Hecken auf Bauernhöfen.

Weniger offensichtlich, aber mindestens genau so wichtig, haben fossile Brennstoffe die Forstwirtschaft transformiert. Heutzutage hängt das Fällen, Weiterverarbeiten und Transportieren von Holz stark von fossilen Brennstoffen ab, während in der Vergangenheit Menschen und Tiere diese Leistung erbrachten - welche ihrerseits von Biomasse getrieben werden. Es waren die Grenzen dieser Arbeitskraft, die den Niederwald auf der ganzen Welt entstehen ließen und geformt haben.

Abbildung: Holzernte von Kopfbäumen in Belgien, 1947. Credit : Zeylemaker, Co., Nationaal Archief (CCO)

Abbildung: Brennholztransport im Baskenland. Quelle: Notes on pollards: best practices' guide for pollarding. Gipuzkoaka Foru Aldundía-Diputación Foral de Giuzkoa, 2014.

Holz wurde von Hand, mit einfachen Werkzeugen wie Messern, Macheten, Hippen bzw. Praxen, Äxten und (später) Sägen geerntet und weiterverarbeitet. Da der Arbeitsaufwand vom Fällen mit der Hand abhängig vom Stammdurchmesser war, war es billiger und praktikabler viele dünne Äste und Ruten zu ernten als einige wenige dicke Stämme zu fällen. Zusätzlich war es nicht nötig die geschneitelten Äste noch zu spalten. Die Äste und Ruten wurden auf eine Länge von etwa einem Meter geschnitten und zu Holzbündeln zusammengebunden, welche einfach zu handhaben waren.

Es waren die Grenzen menschlicher und tierischer Arbeitskraft, die den Niederwald auf der ganzen Welt entstehen ließen und geformt haben

Um Brennholz zu transportieren, griffen unsere Vorfahren auf Kutschen zurück, die von Tieren über oft sehr schlechte Straßen gezogen wurden. Daher musste Brennholz, sofern es nicht über Wasserwege transportiert werden konnte, in einem Radius von 15-30 km um den Zielort gefällt werden. ¹² Bei Distanzen darüber hinaus benötigte die menschliche und tierische Arbeitskraft mehr Energie für den Transport als das Brennholz lieferte, und es wäre daher sinnvoller gewesen, das Brennholz auf der Weide der Zugtiere anzubauen, anstatt diese darauf grasen zu lassen. ¹³ Es gab allerdings einige Ausnahmen von dieser Regel. Manche industrielle Vorgänge, wie Eisen- oder Pottascheproduktion, konnten in entfernter gelegene Wälder verlegt werden - der Transport von Eisen oder Pottasche war ökonomisch sinnvoller als der Transport von Brennholz zu den Produktionsstätten. Im Allgemeinen waren Niederwälder (und natürlich auch Streifenbepflanzungen) aber in der unmittelbaren Umgebung der Stätte angesiedelt, die das Holz benötigte.

Kurz gesagt trat die Schneitelung im Kontext von Grenzen auf. Da sie mit einem schnelleren Wuchs und einer vielseitigeren Platznutzung einher geht, maximierte sie die lokale Holzversorgung einer Region. Durch die dünnen Äste wurde die Ernte von Hand und der Transport so ökonomisch und praktikabel wie möglich.

Kann maschinell Geschneitelt werden?

Ab dem zwanzigsten Jahrhundert wurde mit Motorsägen geerntet und seit dem 1980ern wurde Holz zunehmend von leistungsfähigen Maschinen geerntet, die einen ganzen Baum fällen und direkt vor Ort in Minuten zersägen können. Mit fossilen Brennstoffen kam auch eine bessere Transportinfrastruktur, welche Waldreserven zugänglich gemacht hat, die zuvor den Menschen verschlossen waren. Infolgedessen kann Brennholz heutzutage auf einer Seite des Planeten angebaut werden und auf der anderen Seite konsumiert.

Die Benutzung fossiler Brennstoffe führen nun zu Kohlenstoffdioxidemissionen bei einer bis dato klimaneutralen Tätigkeit, aber noch wichtiger haben sie die Holzproduktion zu einem deutlich größeren - nicht mehr nachhaltigen - Ausmaß anschwellen lassen. ¹⁴ Der, von fossilen Brennstoffen getriebene, weite Transport hat die Verbindung zwischen Angebot und Nachfrage zerstört, welche die lokale Forstwirtschaft bis dahin geregelt hat. Wenn Holzangebot begrenzt ist, hat eine Gemeinschaft keine andere Wahl als sicher zu stellen, dass die Rate von Holzernte und Holzregeneration im Gleichgewicht sind. Ansonsten riskiert die Gemeinschaft, dass ihr Brennholz, Bauholz und Tierfutter ausgeht und sie würde aufgegeben werden müssen.

Abbildung: Maschinell geernteter Weideniederwald. Kurz nach der Schneitelung (rechts) , dreijähriges Wachstum (links). Bildquelle: Lignovis GmbH (CC BY-SA 4.0).

Ebenso hat die rein maschinelle Ernte die Forstwirtschaft auf ein Ausmaß anwachsen lassen, das inkompatibel mit nachhaltigem Waldmanagement ist. Unsere Vorfahren haben keine großen Bäume für Brennholz gefällt, weil es nicht ökonomisch sinnvoll war. Heute macht die Forstwirtschaft genau das, weil es mit den eingesetzten Maschinen der profitabelste Weg ist. Im Vergleich zur industriellen Forstwirtschaft, in der ein Arbeiter bis zu 60 m3 Holz pro Stunde ernten kann, ist der Niederwald extrem arbeitsintensiv. Folglich kann er nicht in einem ökonomischem System konkurrieren, das es fördert menschliche Arbeitskraft durch Maschinen zu ersetzen, die mit fossilen Brennstoffen angetrieben werden.

Der Niederwald kann nicht in einem ökonomischem System konkurrieren, das es fördert menschliche Arbeitskraft durch Maschinen zu ersetzen, die mit fossilen Brennstoffen angetrieben werden

Einige Wissenschaftler und Ingenieure haben versucht dieses Problem zu lösen, indem sie maschinelle Schneitelmaschinen vorgestellt haben. ¹⁵ Allerdings begibt man sich mit der Mechanisierung auf dünnes Eis. Die Maschinen sind nur auf größeren Waldgebieten (>1 ha), bestehend aus geschneitelten Bäumen der gleichen Art, gleichen Alters und gleichem Verwendungszweck (meist Brennholz), praktikabel und ökonomisch sinnvoll. Wie wir gesehen haben, schließt diese Art der Nutzung ältere Formen der Niederwaldnutzung aus, wie Mehrzweckbäume und Heckenpflanzung. Kommt noch der Transport via fossiler Brennstoffe hinzu, ist das Endresultat eine Art der industriellen Niederwaldnutzung, die nur wenige Verbesserungen mit sich bringt.

Abbildung: Niederwald entlang eines Bachlaufs in 's Gravenvoeren, Belgien. Credits: Geert Van der Linden.

Nachhaltige Forstwirtschaft ist in erster Linie lokal und Handarbeit. Das bedeutet nicht, dass wir die Vergangenheit kopieren müssen um Biomasse wieder zu einer nachhaltigen Energiequelle zu machen. Zum Beispiel kann der Radius der Holzversorgung mit Hilfe von energieeffizienten Transportmöglichkeiten, wie Lastenräder oder Seilbahnen, vergrößert werden, die sehr viel effizienter als Pferde- oder Ochsenkarren über schlechte Straßen sind und ohne fossile Brennstoffe betrieben werden können. Manuelle Werkzeuge sind auch deutlich effizienter und ergonomischer geworden. Wir könnten sogar Motorsägen benutzen, die mit Biokraftstoffen betrieben werden - eine deutlich realistischere Nutzungsmöglichkeit als in Automotoren. ¹⁶

Die Vergangenheit lebt weiter

Dieser Artikel hat die industrielle Biomasseproduktion mit historischen Formen der Forstwirtschaft in Europa verglichen, aber tatsächlich besteht keine Notwendigkeit in der Vergangenheit nach Inspiration zu suchen. Die 40% der Weltbevölkerung, die in ärmeren Gesellschaften leben und immer noch Holz zum Kochen und Heizen von Wasser und Wohnraum verbrennen müssen, sind keine Kunden der industriellen Forstwirtschaft. Stattdessen bekommen sie ihr Brennholz auf so ziemlich die gleiche Weise wie wir in früheren Zeiten, auch wenn die Baumarten und Umweltbedingungen sehr unterschiedlich sein können. ¹⁷

Eine Studie aus dem Jahre 2017 berechnete, dass der Holzverbrauch von Menschen in “Entwicklungsländern” - ca. 55% der weltweiten Holzernte und 9-15% des gesamten, weltweiten Energieverbrauchs - nur 2-8% der menschengemachten Klimaeinwirkung ausmachen. ¹⁸ Warum so wenig? Weil, so schreiben die Wissenschaftler, ungefähr zwei Drittel der Holzernte von Entwicklungsländern auf nachhaltige Weise geerntet wird. Menschen sammeln hauptsächlich Totholz, bauen viel Nutzholz außerhalb des Waldes an, sie Schneiteln und sie bevorzugen Mehrzweckbäume, die zu wertvoll sind um sie zu fällen. Die Gründe sind die gleichen wie die unserer Vorfahren: die Menschen haben keinen Zugang zu fossilen Brennstoffen und sind daher an die lokale Holzversorgung gebunden, die von Hand geerntet und transportiert werden muss.

Abbildung: Afrikanische Frauen tragen Feuerholz. (CC BY-SA 4.0)

Diese Zahlen bestätigen, dass es nicht die Biomasse ist, die nicht nachhaltig ist. Wenn die gesamte Menschheit so leben würde, wie die 40% die immer noch regelmäßig Biomasse verbrennt, wäre der Klimawandel kein Thema. Was wirklich schädlich ist, ist unser energieverschwenderischer Lebensstil. Wir können offensichtlich keine Hightech-Industrienation mit Niederwald und Heckenpflanzungen erhalten. Aber das Gleiche trifft auf jede andere Energiequelle zu, Uran und fossile Brennstoffe eingeschlossen.

Mehrere Quellen: Unrau, Alicia, et al. Coppice forests in Europe. University of Freiburg, 2018. // Notes on pollards: best practices’ guide for pollarding. Gipuzkoako Foru Aldundia-Diputación Foral de Gipuzkoa, 2014. // A study of practical pollarding techniques in Northern Europe. Report of a three month study tour August to November 2003, Helen J. Read. // Aarden wallen in Europa, in “Tot hier en niet verder: historische wallen in het Nederlandse landschap”, Henk Baas, Bert Groenewoudt, Pim Jungerius and Hans Renes, Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed, 2012. ↩︎
Logan, William Bryant. Sprout lands: tending the endless gift of trees. WW Norton & Company, 2019. ↩︎
Holišová, Petra, et al. “Comparison of assimilation parameters of coppiced and non-coppiced sessile oaks”. Forest-Biogeosciences and Forestry 9.4 (2016): 553. ↩︎
Perlin, John. A forest journey: the story of wood and civilization. The Countryman Press, 2005. ↩︎
Die meisten Informationen stammen aus belgischen Publikationen (in Niederländisch): Handleiding voor het inventariseren van houten beplantingen met erfgoedwaarde. Geert Van der Linden, Nele Vanmaele, Koen Smets en Annelies Schepens, Agentschap Onroerend Erfgoed, 2020. For a good (but concise) reference in English, see Rotherham, Ian. Ancient Woodland: history, industry and crafts. Bloomsbury Publishing, 2013. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Obwohl Laubheu in ganz Europa genutzt wurde, war es besonders in bergigen Regionen verbreitet, wie Skandinavien, den Alpen oder den Pyrenäen. Zum Beispiel haben 1850 in Schweden 1,3 Millionen Schafe und Ziegen 190 Millionen Laubheubündel jährlich gefressen, für die mindestens 1 Millionen Hektar Laubwald benutzt wurde, meist als Kopfbäume. Die Ernte von Laubheu wurde schon vor der Nutzung von Heu als Winterfutter gemacht. Äste konnten mit Steinwerkzeug geschnitten werden, während das Schneiden von Gras Bronze- oder Eisenwerkzeug benötigt. Obwohl die Kopf- und Stockschneitelung meist im Winter gemacht wurde, muss Laubschneitelung logischerweise im Sommer erfolgen. Laubheubündel wurden oft in den Kopfbaum zum Trocknen gehängt. Quellen: Logan, William Bryant. Sprout lands: tending the endless gift of trees. WW Norton & Company, 2019. // A study of practical pollarding techniques in Northern Europe. Report of a three month study tour August to November 2003, Helen J. Read. // Slotte H., “Harvesting of leaf hay shaped the Swedish landscape”, Landscape Ecology 16.8 (2001): 691-702. ↩︎
Wealleans, Alexandra L. “Such as pigs eat: the rise and fall of the pannage pig in the UK”. Journal of the Science of Food and Agriculture 93.9 (2013): 2076-2083. ↩︎
Diese Informationen beziehen sich auf mehrere niederländische Publikationen: Handleiding voor het inventariseren van houten beplantingen met erfgoedwaarde. Geert Van der Linden, Nele Vanmaele, Koen Smets en Annelies Schepens, Agentschap Onroerend Erfgoed, 2020. // Handleiding voor het beheer van hagen en houtkanten met erfgoedwaarde. Thomas Van Driessche, Agentschap Onroerend Erfgoed, 2019 // Knotbomen, knoestige knapen: een praktische gids. Geert Van der Linden, Jos Schenk, Bert Geeraerts, Provincie Vlaams-Brabant, 2017. // Handleiding: Het beheer van historische dreven en wegbeplantingen. Thomas Van Driessche, Paul Van den Bremt and Koen Smets. Agentschap Onroerend Erfgoed, 2017. // Dirkmaat, Jaap. Nederland weer mooi: op weg naar een natuurlijk en idyllisch landschap. ANWB Media-Boeken & Gidsen, 2006. // Für eine gute Quelle auf Englisch, siehe: Müller, Georg. Europe’s Field Boundaries: Hedged banks, hedgerows, field walls (stone walls, dry stone walls), dead brushwood hedges, bent hedges, woven hedges, wattle fences and traditional wooden fences. Neuer Kunstverlag, 2013. // Wenn Streifenbepflanzungen zur Holzproduktion benutzt wurden, wurde mit etwas größerem Abstand voneinander gepflanzt, was mehr Licht durchlässt und dadurch die Holzproduktion erhöht. War ihr Hauptzweck die Abgrenzung, wurden die Pflanzen dichter gepflanzt. Das reduziert die Holzausbeute, aber führt zu einem dichteren Wuchs. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Tatsächlich konnte Niederwald auch eine standortspezifische Funktion haben: Er konnte um eine Stadt oder Siedlung gepflanzt werden um ein undurchdringliches Hindernis für Angreifer zu bilden, sei es zu Fuß oder zu Pferde. Dieses Hindernis konnte nicht leicht zerschossen werden, wie es bei Mauern der Fall ist. Quelle: ⁵ ↩︎
Linden wurden sogar zum Feuerschutz benutzt. Sie wurden direkt neben Backhäuser gepflanzt um den Funkenflug auf Holzstapel, Heuhaufen oder Strohdächer zu verhindern. Quelle: ⁵ ↩︎
Die Tatsache, dass lebende Hecken und Bäume schwerer zu bewegen sind als Holzzäune und Pfosten hat auch praktische Vorteile. In Europa bis zur Franzosenzeit gab es keine Grundbücher und Grundstücksgrenzen wurden physisch durch die Landschaft gekennzeichnet. Die Arbeit des Landvermessers wurde mit dem Pflanzen eines Baumes besiegelt, der viel schwerer heimlich zu bewegen ist, als ein Pfosten oder Zaun. Quelle: ⁵ ↩︎
Falls es über Wasser weitere Strecken transportiert werden konnte, so musste dennoch in einem Radius von 15-30 km um den Fluss oder die Küste gefällt werden. ↩︎
Sieferle, Rolf Pieter. The Subterranean Forest: energy systems and the industrial revolution. White Horse Press, 2001. ↩︎
Für Informationen bzgl. unterschiedlicher Größenordnungen der Holzproduktion, siehe auch: Jalas, Mikko, and Jenny, Rinkinen. “Stacking wood and staying warm: time, temporality and housework around domestic heating systems”, Journal of Consumer Culture 16.1 (2016): 43-60. // Rinkinen, Jenny. “Demanding energy in everyday life: insights from wood heating into theories of social practice.” (2015). ↩︎
Vanbeveren, S.P.P., et al. “Operational short rotation woody crop plantations: manual or mechanised harvesting?” Biomass and Bioenergy 72 (2015): 8-18. ↩︎
Allerdings haben Motorsägen nachteilige Effekte auf manche Baumarten, wie ein verringerter Wuchs oder höhere Krankheitsanfälligkeit. ↩︎
Mehrere Quellen, die sich mit traditionellen Forstpraktiken in Afrika beschäftigen: Leach, Gerald, and Robin Mearns. Beyond the woodfuel crisis: people, land and trees in Africa. Earthscan, 1988. // Leach, Melissa, and Robin Mearns. “The lie of the land: challenging received wisdom on the African environment.” (1998) // Cline-Cole, Reginald A. “Political economy, fuelwood relations, and vegetation conservation: Kasar Kano, Northerm Nigeria, 1850-1915.” Forest & Conservation History 38.2 (1994): 67-78. ↩︎
Multiple references: Bailis, Rob, et al. “Getting the number right: revisiting woodfuel sustainability in the developing world.” Environmental Research Letters 12.11 (2017): 115002 // Masera, Omar R., et al. “Environmental burden of traditional bioenergy use.” Annual Review of Environment and Resources 40 (2015): 121-150. // Study downgrades climate impact of wood burning, John Upton, Climate Central, 2015. ↩︎

Fruchtgräben: Anbau von subtropischen Pflanzen bei Minusgraden

Thu, 16 Apr 2020 00:00:00 +0000

Image: Ein Fruchtgraben in Touapsé.

Zitrusfrüchte (z.B. Organgen, Mandarinen, Grapefruits, Zitronen, Limetten, Pampelmusen oder Tangerinen) gehören zu den wertvollsten Anbaufrüchten im Welthandel. Da die Pflanzen sehr kälteempfindlich sind, gedeihen sie nur im tropischen oder subtropischen Klima. Außerhalb dieser Klimazonen werden sie heute nur in fossil beheizten Gewächshäusern angebaut.

Anders in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts. In dieser Zeit wurden Zitrusfrüchte in der Sowjetunion weitab der (Sub-)Tropen angebaut. Und zwar ganz ohne Glas oder Beheizung, in Regionen wo es bis zu -30 °C kalt werden kann.

Im Jahr 1950 erstreckten sich die Zitrusplantagen in der Sowjetunion über sage und schreibe 30.000 Hektar und sollen einen jährlichen Ertrag von 200.000 Tonnen Früchten gebracht haben.

Wie kam es zur Ausbreitung der Produktion von Zitrusfrüchten in der UdSSR?

Noch zur Zeit des ersten Weltkrieges wurden im gesamten Zarenreich gerade einmal 160 Hektar Zitruspflanzen bewirtschaftet, größtenteils an den Küsten Westgeorgiens. Die Region verdankt ihre milden Winter der Nähe zum Schwarzen Meer und dem Kaukasus, welcher im Winter die eisigen Winde aus den russischen Ebenen und Westsibirien abschirmt.

Trotz allem ist das Klima dort bei Weitem nicht perfekt für den Anbau von Zitrusfrüchten: Zwar liegt die Durchschnittstemperatur im Winter über 0 °C - Sie fällt aber teils auf Werte zwischen -8 und -12 °C. Doch selbst kurzer Frost stellt eine tödliche Gefahr für Zitruspflanzen dar. In Florida(USA) reichte Ende des 19. Jahrhunderts eine kurze Periode mit Temperaturen zwischen -3 und -8 °C um nahezu alle Zitrusplantagen zu zerstören.

Image: Citrus culture regions in the USSR.

In den 1920er Jahren begann Russland seine Anbauflächen für Zitrusfrüchte in Regionen auszuweiten, die sogar noch weniger geeignet schienen als am Schwarzen Meer. Anfangs wurde begonnen weiter westlich der Küste anzubauen, obwohl die Temperatur dort auf bis zu -15 °C sinken kann, da der Schutz des Kaukasus wegfällt. So gelangte man bis an die Südküste der Krim und nach Sotschi, was viele vielleicht noch von den Olympischen Winterspielen 2014 kennen. Zeitgleich wurde Richtung Osten, bis an das Kaspische Meer in Aserbaidschan expandiert.

Als nächstes wurde der Anbau in Regionen vorangetrieben, in denen es im Winter bis zu -20 °C kalt werden kann und der Boden bis in 20 - 30 cm Tiefe frieren kann, wie z.B. Dagestan, Turkmenistan, Tadschikistan, Usbekistan und südliche Teile der Ukraine und Moldawiens. Und nicht genug, zum Ende wurden Zitruspflanzen auch nördlich der obigen Gebiete angebaut, obwohl dort Temperaturen auf -30 °C fallen und der Boden einen halben Meter tief gefroren sein kann.

Und Frost war nicht das einzige Widrigkeit, der getrotzt werden musste. Hinzu kamen extreme Hitze und trockene Winde im Sommer .

Von Importabhängigkeit zur Selbstversorgung

Vor dem ersten Weltkrieg importierte Russland nahezu alle Zitrusfrüchte. Zitronen kamen zum Großteil aus Sizilien, Orangen aus Palästina. Dies summierte sich zu circa 20 bis 30 Tausend Tonnen Früchte pro Jahr, ein Drittel davon Zitronen, die in Russland traditionellerweise zum Tee serviert werden.

Im Anschluss an den Bürgerkrieg und die Russische Revolution 1925 wurde der Zitrusfrucht-Anbau Aufgabe der Planwirtschaft. Es entstanden mehrere Forschungseinrichtungen und -gärten sowie Testfelder in über 50 Regionen, da die Kommunistische Partei entschlossen war unabhängig von Zitrusfruchtimporten zu werden.

So wuchs die Anbaufläche bis 1940 auf 17.000 Hektar, die einen Ertrag von 40.000 Tonnen pro Jahr lieferten. Die früheren Importe beliefen sich damals auf ca. die Hälfte dessen. Bis zum Jahr 1950 hatte sich die Fläche auf 30.000 Hektar erhöht (davon 56% Mandarinen-, 28% Zitronen- und 16% Orangenbäume) und der Ertrag auf 200.000 Tonnen pro Jahr verfünffacht.

Abbildung: Eine Zitronenplantage in Krasnodar

Der hohe Anteil an Mandarinenbäumen erklärt sich dadurch, dass diese besonders unempfindlich gegen Kälte sind. Sie halten Frost bis zu -2 °C aus - im Gegensatz zur Zitrone, der kälteempfindlichsten der Zitrusfrüchte.

Es gab drei entscheidende Gründe, warum es trotzdem gelungen ist, Zitrusfrüchte in Regionen anzubauen die als vollkommen ungeeignet betrachtet wurden (und werden): Erstens wurden gezielt besonders kälteresistente Pflanzen gezüchtet. Zweitens wurden die Pflanzen ohne Kompromisse zurück gestutzt, um Kälte, Hitze und Wind besser widerstehen zu können, was schlussendlich zu kriechenden Zitrusbäumen führte, die bloß 25 cm hoch wurden. Drittens wurden auch außergewöhnliche Anbauorte genutzt; nennenswert ist hier der Anbau in zwei Meter tiefen Gräben.

“Progressive Frostanpassung

Importierte Zitruspflanzen überlebten in Russland nur an wenigen isolierten Orten entlang des Schwarzen Meeres, da dort ein besonders mildes Klima herrschte. Um die Pflanzen an die Kälte anzupassen, nutzten die sowjetischen Zitrologen eine Methode, die “Progressive Frostanpassung“ (progressive cold-hardening)[^1] genannt wird. Mit dieser Strategie die ursprünglich für Aprikosen und Wein entwickelt wurde, konnten sie neue Variationen züchten die an die lokalen Umweltbedingungen angepasst waren.

Die Methode bestand darin, die Samen von besonders geeigneten Bäumen ein kleines Stück weiter nördlich einzupflanzen und wiederum darauf zu warten, dass diese Samen trugen. Durch stetige Wiederholung dieses Prozesses gelang es langsam aber sicher, die Züchtungen unter immer schwierigeren klimatischen Bedingungen gedeihen zu lassen. So gelang es, in Rostow heimische Aprikosen auch im 650 km nördlich gelegenen Mitschurinsk anzubauen, indem Samen gezüchtet wurden die speziell an das dort herrschende Mikroklima angepasst waren. Versuche, die Samen aus Rostow direkt in Mitschurinsk zu pflanzen, verliefen hingegen erfolglos.“

Abbildung: Zitronen

Die Beobachtung, dass junge Pflanzen sich nach der Aussaat an die herrschenden Bedingungen anpassen, wurde auch auf Zitrusfrüchte angewandt. Die Erfolge ließen sich sehen: Die Pflanzen lieferten weiterhin gute Erträge und qualitativ hochwertige Früchte. Neben dem Progressiven Frostanpassen sammelten russische Zitrologen ab 1929 systematisch kälteresistente Varianten die sie dann mit lokal ansässigen Pflanzen kreuzten. Ermöglicht wurde dies durch eine umfangreiche Saatbank, die nahezu alle Pflanzen der Gattung Zitrus enthielt.

Zwerg- und Halbzwerg-Zitrusbäume

In den weltweit üblichen Anbaugebieten wurden Zitrusfrüchte so gut wie nie gestutzt. Renommierte Botaniker wie z.B. Harold Hume rieten stark davon ab, Heckenscheren auch nur in die Nähe dieser Pflanzen zu lassen.

Für den Anbau in Russland hingegen, war das Stutzen wichtige Voraussetzung. Dadurch konnten die sonst fünf Meter großen Zitronen- oder 12 Meter großen Orangenbäume auf eine geringere Höhe gebracht werden. Schon vor den 1920er Jahren arbeiteten die Russen mit Zwerg- und Halbzwerg-Zitronenbäumen, die gerade einmal ein bis zwei Meter groß waren. Diese wurden weiter gestutzt um noch kompaktere Kronen zu haben.

Davon versprachen sich zwei Vorteile: Erstens sind Temperaturschwankungen und Windgeschwindigkeiten am Boden bedeutend niedriger und zweitens lassen sich kleine Bäume besser vor Witterungseinflüssen schützen. Zu Beginn der Kultivierung wurde auf den meisten Plantagen in Terrassen- oder Stufenfeldern angebaut.

Abbildung: \"Sammeln von Tangerinen auf der staatlichen Chavka Farm\", ein Gemälde von Mikhail Beringov, um 1930

Im Winter mussten die einzelnen Zitronenbäume mit einem Gestell aus kleinen Pfählen, an denen Mulltuch oder Strohmatten angebracht waren, geschützt werden. Außerdem wurde die gesamte Plantage mit Windschutzvorhängen umgeben, um die im Winter kalten und im Sommer trockenen und heißen Winde abzuschwächen. Die Vorhänge sorgten zusätzlich dafür, dass kühlere Luft aus bergigen Gebieten oberhalb der Pflanzungen um diese herum wehte.

Um noch besseren Schutz gegen Kälte und Wind zu erreichen, wurden die Zitrusbäume sehr nah beieinander gepflanzt - bis zu 3000 auf einem Hektar Land. Der extrem starken sommerlichen Hitze wurde begegnet, indem die obersten Blätter mit weißer Kalkfarbe besprüht wurden, was deren Temperatur um 4 °C absenkte. All diese Methoden würden auch bei größeren Zitrusbäumen funktionieren. Aber wenn die Pflanzen nur ein bis zwei Meter groß sind ist die Umsetzung dementsprechend weitaus einfacher und günstiger.

Kriechende Zitrusbäume

Um den Anbau von Zitrusfrüchten an der gesamten Küste des Schwarzen Meeres zu ermöglichen, war es nötig, die Pflanzen besonders flach wachsen zu lassen. Dies wurde erreicht, indem die Bäume in eine kriechende Form gestutzt wurden, sodass sie lediglich 25 cm groß wurden.

Es gab zwei Wege, die Krone von kriechenden Zitruspflanzen zu formen. Entweder war der Stamm bereits schräg geneigt, wenn er den Boden verließ. Dann formten die Hauptäste der Krone eine Art Fächer der samt den Früchten den Boden berührte. Oder es wurde ein zehn bis 15 cm großer Stamm senkrecht stehen gelassen um den herum die Hauptäste parallel zum Boden wuchsen, was dem Ganzen ein spinnenartiges Aussehen gab. In diesem Fall berührten die Früchte nicht den Boden, was sich als die erfolgreichste Methode zeigte.

Abbildung: Kriechende Baumart, hier am Beispiel eines Apfelbaums. [Quelle](https://frukti-yagodi.ru/formirovanie-kroni-molodoj-yabloni-sxema/).

Kriechende Zitronenbäume boten noch besseren Schutz gegen Wind und Wetter als Zwerg- und Halbzwergbäume, da unter der niedrigen Krone ein Mikroklima entstand, das die Hitze im Sommer ebenso wie die Kälte im Winter abmilderte. Tests über einen Zeitraum von zehn Jahren zeigten, dass im Winter die Luft auf Höhe der kriechenden Krone im Durchschnitt 2,5 °C bis 3 °C wärmer war als die Luft zwei Meter höher. Umgekehrt konnte es in heißen Sommern am Boden teils bis zu 20 °C kühler sein als über der Krone.

Genauso effektiv zeigte sich der Schutz vor dem Wind. Die Windgeschwindigkeiten in zwei Metern Höhe betrugen im Schnitt 10,4 Meter pro Sekunde; im Gegensatz zu durchschnittlich 1,8 Metern pro Sekunde auf Höhe der kriechenden Zitronenbäume. Dadurch konnte der Austrocknung der Krone entgegen gewirkt werden, was auch zu geringerem Wasserverbrauch führte.

Abbildung: Beispiele für kriechende Pflanzen

Die winzige Größe der kriechenden Pflanzen machte es logischerweise um einiges einfacher sie gegen die Elemente zu schützen. Dies zeigte sich erfolgreich im Winter 1942/43, als die Temperaturen an der Küste des Schwarzen Meeres auf -15 °C sanken. Während kriechende Bäume, umgeben von zwei Lagen Mulltuch und Windschutzvorhängen, keinerlei Schaden nahmen froren ähnlich geschützte Bäume mit größerem Stamm bis zu den Wurzeln ein.

Überraschenderweise hatten die kriechenden Zitronenbäume höhere Erträge als die Halbzwerg-Varianten. Die Zitronen wurden schneller reif und die Pflanze trug, insbesondere in den ersten Jahren, mehr Früchte.

Anbau von Zitrusbäumen in Gräben

Trotz aller Bemühungen war keine der oben beschriebenen Methoden ausreichend, um Zitrusfrüchte in Regionen anzubauen wo der Boden gefroren war und winterliche Temperaturen von unter -15 °C herrschen konnten. Deshalb wurden Zitruspflanzen dort in Gräben angebaut, wodurch Bodenwärme die Pflanzen vor Frostschäden schützte. Dies war natürlich nur mit Zwergpflanzen und kriechenden Pflanzen praktikabel, wobei letztere häufiger genutzt wurden.

Die Tiefe der Gräben variierte abhängig von der Temperatur im Winter, wie tief der Boden einfror und dem Grundwasserpegel zwischen 0,8 und 2,0 Metern. Es gab ein- und doppelreihige Gräben. Die einfach bepflanzten Gräben waren unten ca. 2,5 und oben 3,0 Meter breit, bei den doppelt bepflanzten waren es ca. 3,5 und 4,0 Meter. Die sich ergebene Trapezform wurde fast überall gebaut, da so mehr Licht an die Pflanzen gelangte.

Abbildung: Anbau von Zitronenbäumen in Gräben

Manchmal war es notwendig die Wände mit Lehm, Backstein oder Feldsteinen zu verstärken. Innerhalb der Gräben hatten die Pflanzen 1,5 Meter Abstand zueinander; bei doppelreihiger Pflanzung wurden sie versetzt gepflanzt. Die Länge der Gräben wurde von den Untergrundgegebenheiten abhängig gemacht und betrug maximal 50 Meter.

Die Gräben wurden auf ebenerdigen Flächen oder leichten Hängen und von Osten nach Westen angelegt, um in den Wintermonaten eine möglichst optimale Sonneneinstrahlung zu erreichen. Der Abstand zwischen den Gräben betrug drei bis fünf bzw. vier bis sechs Meter, je nachdem ob ein- bzw. doppelreihig gepflanzt wurde. Verbindungsgänge zwischen den Gräben erleichterten die Arbeit an den Pflanzen.

Abbildung: Zitronenanbau in Gräben, Odessa, 1956.

Der Platz zwischen den Gräben konnte zum Aufstellen von Sonnensegeln oder schattenspendenden Pflanzen genutzt werden, um die Austrocknung der Gräben zu verringern und die Zitruspflanzen im Sommer vor zu großer Hitze zu schützen.

Abdeckung der Gräben

Während des Sommers erfuhren die Pflanzen im Graben keine besondere Behandlung. Im Winter wurden die Gräben mit zwei Zentimeter dicken Holzplanken und, je nach klimatischen Bedingungen, ein oder zwei Lagen Strohmatten abgedeckt. So blieb die Bodenwärme innerhalb und der Niederschlag außerhalb der Gräben. Wenn eine Schneedecke auf den Brettern lag, wurde sie dort belassen, was für zusätzliche Isolation sorgte. Die Bretter waren in einem Winkel von 30° - 35° geneigt. Wenn die Temperaturen im Winter über den Gefrierpunkt stiegen, wurden die Planken an der Südseite angehoben oder tagsüber ganz entfernt.

Diese Methode kann aber nicht bei allen Pflanzen angewandt werden. Doch Zitruspflanzen tolerieren die Dunkelheit für drei bis vier Monate pro Jahr, solange die Luft in der Krone zwischen ein bis vier Grad kalt ist. Bei dieser Temperatur fährt der Stoffwechsel der Pflanzen herunter, was die Widerstandskraft gegen Kälte stärkt.

Abbildung: Ein Zwerg-Zitronenbaum in einem Graben

Abbildung: Zitronenbäume in Gräben

Glas wurde nur selten genutzt, da Holzbretter besser gegen die Kälte schützten, günstiger und lokal verfügbar waren. Weil die Pflanzen trotzdem etwas Licht benötigten, bestand bis zu ein Viertel der Abdeckungen aus Glas, das mit Strohmatten sowie einer Schicht Erde und Lehm bedeckt wurde. Nur einige wenige Öffnungen hier und da sorgten für Licht und Belüftung.

Der Anbau von kriechenden Zitruspflanzen in Gräben war zwar arbeitsintensiv, dafür aber eine einfache Methode ohne teure Anfangsinvestitionen. Sie versprach gute Erträge von 80 bis 200 qualitativ hochwertigen tropischen Früchten pro Pflanze. Mit ihr wurden alle Sorten von Zitrusfrüchten angebaut.

Andere Anbaumöglichkeiten

Neben Gräben wurden in der Sowjetunion noch weitere Methoden genutzt, um Zitruspflanzen geschützt anzubauen. Alle ließen sich effektiver auf kleinwüchsige Zitruspflanzen, meist Zwerg-Varianten, anwenden. Manche nutzten fossile Brennstoffe, aber normalerweise nur in geringen Maßen.

Zum Beispiel wurden manche Pflanzen jährlich umgepflanzt: Im Sommer standen sie draußen, doch bevor der Winter anbrach wurden sie mitsamt der umgebenen Erde zum Überwintern in einen Schuppen gebracht. Dort blieben die Pflanzen solange der Frost anhielt, bis sie im Frühling wieder an ihren ursprünglichen Ort unter freiem Himmel verpflanzt wurden. In Regionen mit mildem Winter reichte es die Pflanzen in unbeheizte Holzschuppen zu bringen, in kälteren Regionen wurden halb im Boden versenkte, gemauerte Schuppen mit Heizanlagen verwendet.

Abbildung: Ein \"Limonarium\"

Eine weite Möglichkeit war der Anbau in unbeheizten Gewächshäusern, genannt „Limonarium“. An der Küste des Schwarzen Meeres fanden sich halbkreisförmige Glashäuser auf Terrassen an sonnigen Hügeln. Die Bäume wuchsen im Spalier - eine Methode die an die Wandgärten in Nordeuropa erinnert, bei der Pfirsiche und andere Mittelmeerpflanzen auch auf höheren Breitengraden angebaut werden konnten .

Beheizte Gewächshäuser mit durchgehender elektrischer Temperatur-, Kohlenstoffdioxid- und Feuchtigkeitskontrolle wurden nur in Industriezentren nördlich des Polarkreises genutzt. Schlussendlich wurden Zitrusfrüchte überall in der Sowjetunion als Kübelpflanzen in Wohnungen, Schulen, öffentlichen Gebäuden und sogar Fabrikhallen und Werkstätten angebaut, wo sich bei letzteren die Nutzung von Restwärme anbot.

Wenige dieser Methoden wären unter dem Regime des freien Marktes durchführbar. Es brauchte erheblichen Forschungsaufwand um die Pflanzen lokal zu domestizieren und obwohl die meisten Methoden keine fossilen Brennstoffe benötigten sowie mit lokalen und günstigen Materialien arbeiteten, benötigten sie einiges an menschlicher Arbeit. Die lokale Erzeugung von Zitrusfrüchten war nur unter geschützten Bedingungen möglich - nicht nur vor der Kälte, sondern auch vor auswärtiger Konkurrenz.

Quellen

Les Agrumes en U.R.S.S., Boris Tkatchenko, in Fruits, vol.6, nr.3, pp.89-98, 1951. http://www.fruitiers-rares.info/articles21a26/article24-agrumes-en-URSS-1-Citrus.html & http://www.fruitiers-rares.info/articles51a56/article53-agrumes-en-URSS-2-Citrus.html

М. А. КАПЦИНЕЛЬ, ВЫРАЩИВАНИЕ ЦИТРУСОВЫХ КУЛЬТУР В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ РОСТОВСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО Ростов-на-Дону —1953. (“Growing citrus cultures in the Rostov region”, M.A. Kaptsinel). http://homecitrus.ru/books.html

Katkoff, V. “The Soviet Citrus Industry.” Southern Economic Journal (1952): 374-380. https://www.jstor.org/stable/1054452?seq=1. Full version here: https://sci-hub.tw/https://www.jstor.org/stable/1054452?seq=1

Volin, Lazar. A survey of Soviet Russian agriculture. No. 5. US Department of Agriculture, 1951. https://archive.org/details/surveyofsovietru05voli/page/n3/mode/2up. See page 151.

Мандарин – туапсинский господин?, СВЕТЛАНА СВЕТЛОВА, 16 ДЕКАБРЯ 2018 https://tuapsevesti.ru/archives/40995

http://www.agrumes-passion.com/plantation-entretien-f49/topic4913.html

https://www.supersadovnik.ru/text/yablonya-neobychnye-sposoby-formirovaniya-1003334

https://selskoe_hozyaistvo.academic.ru/2847/стелющаяся_культура

http://viknaodessa.od.ua/old-photo/

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