Städtische Straßenbäume sind mehr als nur schmückendes Beiwerk – sie sind grüne Lungen und Klimaanlagen zugleich. Schon ein einziger großer Straßenbaum kühlt seine Umgebung um mehrere Grad ab und steigert die Luftfeuchtigkeit um bis zu zehn Prozent. Zudem reinigen Bäume die Stadtluft von Staub und geben Sauerstoff an die Luft ab. Für die Luftqualität ist das Stadtgrün demnach eine gute Sache – so die gängige Annahme.
Doch die Realität ist offenbar nicht ganz so simpel, wie Xianjun He von der Jinan-Universität in Guangzhou und seine Kollegen herausgefunden haben. Sie wollten wissen, woher die Vorläufersubstanzen des gesundheitsschädlichen Ozonsmogs in Ballungsräumen wie Peking stammen. Bekannt ist, dass bodennahes Ozon (O3) entsteht, wenn Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen (VOC) unter Sonneneinfluss miteinander reagieren. Dabei bilden sich Hydroxylradikale, die den Luftsauerstoff in gesundheitsschädliches Ozon umwandeln können.
Woher kommen die städtischen VOC-Emissionen?
Bekannt ist auch, dass die meisten VOC-Emissionen in Großstädten aus dem Straßenverkehr stammen, aber auch aus Haushaltsabgasen und chemischen Ausdünstungen von Lösungsmitteln, Lacken oder Reinigungsmitteln. Um den Ozonsmog zu bekämpfen, gelten daher inzwischen strenge Umweltvorgaben für Fahrzeuge und andere anthropogene VOC-Emissionen. Das Merkwürdige jedoch: Obwohl diese Emissionen gesunken sind, hat die städtische Ozonbelastung nicht in gleichem Maße abgenommen.
Woran dies liegt, haben He und sein Team deshalb im Sommer 2021 durch nahezu kontinuierliche Luftmessungen untersucht. Ihr Messsystem analysierte alle zehn Sekunden den „chemischen Atem“ Pekings. Dies ergab: Von den flüchtigen organischen Verbindungen in der Pekinger Stadtluft stammen gut 24 Prozent aus dem Verkehr, 15 Prozent aus Haushalten und rund zehn Prozent von Pflanzen. Einen Großteil dieser biogenen VOC-Emissionen machte der von Bäumen freigesetzte Kohlenwasserstoff Isopren aus.
Anteil von Ozonvorläufersubstanzen pflanzlicher Herkunft (biogenen VOC) an der Gesamtbelastung der Stadtluft (links) und ihr Anteil an der für die Ozonbbildung entscheidenden Hydroxylradikal-Reaktivität. — © He et al./ Science Advances, CC-by 4.0
Stadtbäume entpuppen sich als VOC-Schleudern
Das Entscheidende zeigte sich jedoch erst, als He und seine Kollegen die sogenannte Hydroxylradikal-Reaktivität der verschiedenen VOC-Emissionen ermittelten. Dieser Wert beschreibt, wie effizient die verschiedenen VOC-Verbindungen ozonerzeugende Radikale bilden können. Die Analysen enthüllten: „Die biogenen VOC-Emissionen sind die wichtigste Quelle dafür: Sie machen im Schnitt 52 Prozent der Hydroxylradikal-Reaktivität aus“, berichten die Forschenden. Den größten Effekt hat dabei das von Stadtbäumen freigesetzte Isopren.
Das bedeutet: Die eigentlich als grüne Lungen geltenden Stadtbäume können der Luftqualität in Ballungsräumen schaden. „Diese Ergebnisse unterstreichen, dass biogene Emissionen eine wichtige Quelle der städtischen Luftverschmutzung in Peking darstellen“, so He und sein Team. Und Peking ist kein Einzelfall: „Die Isopren-Emissionen vieler Städte in Asien und Ozeanien sind wahrscheinlich sogar höher als in Peking“, berichten die Forschenden.
Auf die Baumart kommt es an
Doch nicht jeder Baum fördert den urbanen Ozonsmog – es kommt auf die Baumart an, wie He und sein Team herausfanden. So gehören die in Peking besonders oft gepflanzten Trauerweiden und Chinesischen Weißpappeln (Populus tomentosa) zu den Baumarten, die besonders viel Isopren freisetzen. Auch einige Eichenarten sowie der in Australien als Stadtbaum gängige Eukalyptus sind Isopren-Emitter.
„In europäischen Städten finden wir dagegen deutlich weniger Baumarten, die Isopren abgeben“, erklärt Co-Autor Thomas Karl von der Universität Innsbruck. „Heimische Baumarten emittieren häufig Monoterpene, die zwar ebenfalls ozonbildend sind, jedoch in geringeren Mengen als Isopren abgegeben werden.“ In Berlin machen Isopren-emittierende Baumarten beispielsweise rund 30 Prozent der Stadtbäume aus, in Innsbruck rund 20 Prozent und in Helsinki sogar nur gut fünf Prozent.
Trauerweiden, wie hier in Peking, sehen schön aus, setzen aber besonders viel Isopren frei – und dieses fördert die Bildung bodennahen Ozons. — © Jinan University
Was kann man tun?
Was aber bedeutet dies konkret für die Luftreinhaltung in städtischen Ballungsräumen? „Die Ergebnisse sind kein Aufruf zu weniger städtischer Begrünung oder zur Entfernung ausgewachsener Bäume“, betont Karl. „Stattdessen sprechen sie dafür, künftig das biogene VOC-Emissionspotenzial als zusätzliches Kriterium bei der Baumauswahl zu berücksichtigen.“ So könnte man beispielsweise dann, wenn ein Stadtbaum ohnehin ausgetauscht werden muss, als Nachfolger eine Baumart wählen, die wenig Isopren emittiert.
„Am Beispiel von Peking bedeutet dies: Würde man zehn Prozent der Isopren-emittierenden Stadtbäume durch Baumarten ersetzen, die kein oder nur wenig Isopren freisetzen, könnte dies die Isopren-Emissionen Pekings um mindestens 29 Prozent verringern“, erklären He und seine Kollegen. Im Zuge des Klimawandels könnten solche Anpassungsmaßnahmen künftig noch wichtiger werden. Denn je größer die Hitze in der Stadt, desto mehr Isopren geben die Bäume ab.
Quelle: Xianjun He (Jinan University, Guangzhou, China) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aee5583
