Hoe hoog wordt een boom

De hoogste boom van Nederland is ruim 50.5 meter hoog. Het is een Douglas (Pseudotsuga menziesii) die staat op het Loo bij Apeldoorn. Vergeleken bij de enorme bomen in Californië is het echter een dreumes.

Onlangs kwam hij tijdens een uitzending van de Slimste mens weer voorbij. Met de naam Hyperion is deze mammoetboom  (Sequoia sempervirens) met ruim 115 meter hoog de hoogste boom ter wereld. Hij staat langs de kust in  het Redwood National Park in het Noordwesten van Californië. En hij groeit nog steeds, ongeveer 25 cm per jaar. Gaat dat dan maar eindeloos door?

Nee, zeiden onderzoekers die hierover publiceerden in het Amerikaanse tijdschrift Nature. Hoge bomen leveren een gevecht met de zwaartekracht, De sapstroom bezwijkt op een gegeven moment onder zijn eigen gewicht. Onder de huidige omstandigheden kan de hoogste boom ter wereld nog een kleine twintig meter hoger groeien.

Metingen aan de toppen van de hoogste bomen ter wereld, de sequoia’s langs de Amerikaanse westkust in Noord-Californië, maken duidelijk waarom bomen niet hoger kunnen groeien dan 130 meter. De watertoevoer op die hoogte blijkt de bottleneck, zo schrijven vier Amerikaanse biologen. Het drukverschil in de houtvaten neemt met de hoogte steeds verder toe. Zo ver dat de waterkolom in de vaten op een gegeven moment ‘breekt’, er ontstaan luchtbellen waardoor de sapstroom stokt en de hoger gelegen delen verstoken blijven van water en mineralen. De hoogste takken lopen het grootste risico. Daarnaast leidt het watertekort tot sluiting van de huidmondjes in de te hoog gelegen bladeren, waardoor de fotosynthese stil komt te liggen, en verdere groei onmogelijk wordt.

De Amerikanen bestudeerden tientallen sequoia’s (Sequoia sempervirens), inclusief de hoogste boom op aarde: de Hyperion. Deze sequoia is net een kop groter dan de Utrechtse Domtoren. In het  Redwoods National Park, waar de studie plaatsvond, staan 89 van de 116 hoogste bomen op aarde (hoger dan 107 meter).

George W. Koch van de Northern Arizona University in Flagstaff, eerste auteur van het artikel, vertelt hoe hij en zijn medewerkers de boomtoppen bereikten. ,,Met pijl en boog schoten we vanaf de grond een dunne vislijn over een dikke tak. Aan de vislijn hesen we een dun touw omhoog dat stevig genoeg was om uiteindelijk ook een dik klimtouw over de tak te trekken. Met behulp van professioneel klimmateriaal konden we onszelf vervolgens langs het touw omhoog hijsen. Eenmaal boven klommen we langs de stam verder naar de top.”

Koch en zijn medewerkers namen hoog in de bomen monsters, en ze deden ook metingen ter plekke, met draagbare apparatuur. In vijf sequoia’s van 110 meter hoog maten zij de waterdruk in de houtvaten. Die bleek voor zonsopgang vrijwel gelijk aan de waarde die op grond van de zwaartekracht was berekend. Op dat tijdstip was er geen verdamping. Met elke meter hoger nam de onderdruk van de sapstroom (t.o.v. het drukniveau op de grond) toe, tot een verschil van -1,4 megapascal (-14 atmosfeer) aan de top.

In de middag, als de zon op volle sterkte scheen en de bomen flink water verdampten, nam de onderdruk in de sapstroom nog verder af. Aan de top was de waarde nu gedaald tot -1,9 megapascal, tot net iets boven de grens waarbij cavitatie zou kunnen optreden. Bij dat effect dat planten moeten vrezen, breekt de waterkolom in de vaten. Door luchtbellen raakt de sapstroom geblokkeerd. Sequoia’s hebben veel dode takken in de top, mogelijk veroorzaakt door cavitatie, zegt Koch. ,,Hoewel infecties en blikseminslag dat kunnen veroorzaken, denk ik dat droogte ook een rol speelt.”

In de studie betrokken Koch en zijn team niet alleen de hoogste boom op aarde, maar ook nummer twee, vier, zes en acht, stuk voor stuk reuzen van meer dan honderd meter. Bij zulke indrukwekkende bomen horen indrukwekkende getallen. De bomen zijn meer dan 2000 jaar oud, en hebben aan de voet een stamdiameter van meer dan 5 meter. Eerdere metingen aan het watertransport van deze reuzen maakten al duidelijk dat een sequoia van ‘slechts’ 45 meter hoog al 600 liter water per dag gebruikt, en dat getal is nog veel groter bij hogere en dikkere bomen. Het water dat de sequoia’s via hun wortels opzuigen doet er soms wel 24 dagen over om de top te bereiken.

Volgens Koch is het hoogste punt nog niet bereikt. Als hij de grafieken voor waterstress, efficiëntie van de fotosynthese, koolstofdioxide-voorziening van het blad en bladdichtheid extrapoleert, komt hij uit op een fysiologisch bepaalde maximumhoogte van 122 tot 130 meter. ,,De hoogste sequoia’s groeien nu nog steeds 25 centimeter per jaar, dus het kan zeker nog hoger. Maar op een gegeven moment is het plafond bereikt.”

Koch: ,,Aan het eind van de zomer valt er gedurende een paar maanden vrijwel geen regen, maar dan komt er wel vaak mist opzetten vanuit de oceaan en dat zorgt voor aanvullend vocht. De bomen kammen de waterdamp letterlijk uit de atmosfeer. De mist condenseert op de bladeren en de stam en druppelt vervolgens op de grond. Zonder mist zouden deze bossen überhaupt niet kunnen bestaan.”

In Nederland staan verschillende familieleden van deze reus. Zo staat er een Sequoiadendron giganteum in Brummen bij huize Veldzicht. Dat is weliswaar niet de hoogste boom van Nederland, maar wel de dikste.

Jeroen Philippona (contactpersoon van de landelijke bomenstichting    meet hier samen met de eigenaars de omtrek van de boom. (Op 1.30 mtr uiteraard).

foto de Stentor