Die im Herbste abfallenden eiförmigen, in der Jugend weißhaarig bewimperten, glatten, leicht gewellten Blätter geben eine gute Streu für den Waldboden. Sie brauchen zu ihrer Verwesung etwa drei Jahre und bilden dann eine schwärzliche, von Pilzfäden durchzogene Modermasse, die von zahllosen Regenwürmern und anderen kleinen Tieren gefressen und verarbeitet wird. An ihrer Auflösung und chemischen Umsetzung arbeiten auch zahlreiche Fadenpilze und Bakterien. Die so zugerichtete Bodenschicht, der Humus, ist der Nährboden für die höheren Pflanzen, für deren Ansiedlungsmöglichkeit die Buche mit ihren abfallenden Blättern einen wichtigen Faktor bildet. In milden, warmen Lagen gewinnen die das Laub schnell zersetzenden Bakterien die Oberhand und reiche Humusböden schaffen üppiges Gedeihen für Feld und Wald. Bei allzuviel Sonne und zuviel Niederschlägen, wenn ihnen der Boden ungeschützt preisgegeben ist, wird ihr Wachstum gehemmt, nur Fadenpilze vermehren sich weiter und durchziehen die oberen Schichten, mit deren Zersetzung sie aber allein nicht fertig werden. So entsteht fester, saurer „Rohhumus“, den die Regenwürmer nicht mehr zu verzehren und in ihrem Darmkanal durchzuarbeiten vermögen, und der einst stämmige Hochwald wird zu unfruchtbarem Heide- und Moorland. Gegen diese Gefahren ist gerade die Buche eine treffliche Pionierin und ihr reichliches Laub ist besonders im Nadelwald ein vortreffliches Material für die Humusbildung. Dabei vermag ihr an der Spitze fein verästeltes und mit zarten Pilzfäden, die ihr zur Gewinnung des Stickstoffs behilflich sind, umsponnenes Wurzelwerk überallhin durch den Boden zu dringen und die zum Gedeihen und Wachstum nötige Nahrung zu schöpfen.[6]
Auch die Buche erträgt wie Stiel- und Traubeneiche bis 31° C. Kälte. Sie findet sich hauptsächlich in Mitteleuropa, geht westwärts bis Mittelspanien und Nordportugal, südlich bis Sizilien und Apulien, östlich bis zum Kaukasus. Hier überall ist sie ein entschiedener Gebirgsbaum, der je südlicher, um so höher hinangeht. Am Ätna steigt sie bis 1880 m, in den bayrischen Alpen bis 1300 m, in den norddeutschen Gebirgen aber bis etwa 650 m. In Norwegen findet sie sich bis zum 59.° nördlicher Breite. Ihre nördliche Grenze berührt die schwedische Westküste von Gothenburg, geht an der Ostküste nur bis Kolmar bei 57° und durchschneidet fast geradlinig den Kontinent von Königsberg aus über Polen bis Podolien und zur Krim. Jenseits dieser Linie würde die Vegetationsperiode auf weniger als fünf Monate beschränkt werden, was die Buche nicht verträgt.
Im Frühjahr zersprengt das Keimpflänzchen die Buchennuß, streckt zuerst das Würzelchen heraus und sucht sich im Boden zu befestigen und Nahrung und Wasser daraus zu holen. Das Öl der zwei zusammengefalteten Keimblätter verwandelt sich zunächst in Zucker und allmählich in neue Pflanzensubstanz. Sobald die Wurzel hinreichend lang ist, entfalten sich die Keimblätter, werfen die sie einzwängende Schale ab, breiten sich aus und werden grün, um mit Hilfe des Chlorophylls neuen Zucker zu bereiten. Bis zum 6. Jahre wächst die Buche langsam, dann aber streckt sie sich bedeutend und nimmt jährlich 16–24 cm an Länge zu. Vor dem 60. Jahre blüht sie selten. Die Blüten finden sich an heurigen Trieben und entfalten sich gleichzeitig mit dem Ausbruch des Laubes. Seitensprosse haben fast nur langgestielte, hängende, kugelige, männliche Blütenstände in Form von Kätzchen, der Gipfeltrieb trägt männliche und weibliche Blüten, wobei wiederum die männlichen am unteren, die weiblichen dagegen am oberen Teil des Sprosses sich befinden. Mit 120–150 Jahren vollendet die Buche gewöhnlich ihr Wachstum und kann dann bei 0,9–1,25 m Stammdurchmesser über 30 m hoch sein. Sie liebt volle, geschlossene Bestände und gedeiht nur, wenn der Boden vollständig gedeckt ist. Sie war einst mit der Eiche im ganzen westlichen und in ausgedehnten Waldgebieten des südlichen und mittleren Deutschland der herrschende Baum. Seit 1780 ist sie aber vielfach den rascher wachsenden und früher einen nutzbaren Holzertrag liefernden Nadelhölzern gewichen. Die Begründung von Beständen erfolgt unter dem Schatten der den Samen abwerfenden Mutterbäume. Man erzieht die Buchen leicht in Saatbeeten und verpflanzt sie drei- bis vierjährig zu mehreren zusammen ins Freie, wo sie aber gegen Sonnenbrand geschützt werden müssen. Gegenwärtig erzieht man nicht reine Buchen-, sondern aus Eichen, Buchen, Ahorn, Eschen usw. gemischte Bestände, in welchen die Buche den Boden schützt und ihn durch reichlichen Blattfall verbessert, daneben auch die genannten Nutzholzarten durch kräftigen Bestandsschluß zu günstiger Stammausbildung zwingt. Die Buche ist auch wichtig als Bodenschutz oder Treibholz im älteren Eichen- und Kiefernbestand und gibt bis 10 Prozent der gesamten Holzmasse als Nutzholz. In guten Jahren sammelt man pro Hektar etwa 100 Scheffel Buchnüsse im 120jährigen Betrieb.
Eine sehr große Anzahl Insekten und Pilze leben auf der Buche, doch lange nicht so viel als auf der Eiche, die darin weitaus an erster Stelle unter allen Holzgewächsen steht. Obgleich die Rotbuche nicht im alten Griechenland vorkam, kannte sie doch Theophrast als oxýa. Auf den Gebirgen Norditaliens wuchs sie dagegen häufig und wird von den römischen Autoren mehrfach als fagus erwähnt, eine Bezeichnung, die aus Verwechslung von der griechischen Bezeichnung phēgós für Speiseeiche (von phágein essen) abzuleiten ist. Macrobius rechnet die Buche zu den glücklichen Bäumen (felices arbores), weil man aus ihrem Holze Opfergeschirre mache. Bei den alten Germanen war die Buche der Göttin des Herdes und der Ehe, Freya, geweiht. In Nordamerika und Japan wird die Buche durch verschiedene nahe Verwandte vertreten, die wir hier übergehen können.
Ebenfalls zu den Kätzchenträgern gehört die Hain- oder Weißbuche (Carpinus betulus), von den vorgenannten Cupuliferen durch das Auftreten einer falschen, aus einem Blatte gebildeten cupula ausgezeichnet. Sie ist am nächsten mit den Haselnußarten verwandt. Mit der Rotbuche hat sie wenig Merkmale gemein, außer daß der Stamm bei beiden dieselbe glatte, silberweiße Rinde mit fehlender Borke aufweist. Beide Baumarten wollen im Schatten des Waldes leben und aufwachsen. Müssen sie trotzdem sich in freiem Stande entwickeln, so schützen sie sich durch tief bis zum Boden herabreichendes Astwerk gegen die allzu warm scheinende Sonne. Besonders auf alten Weideplätzen stehen oft solche prächtige, rings beastete „Weidebuchen“. Ist aber der Baum im Bestand erwachsen und wird er plötzlich durch eine Lichtung der Sonne ausgesetzt, ohne daß er Zeit hat, sich allmählich daran zu gewöhnen, so wird die Rinde auf der Sonnenseite gar bald schwarz und brandig, sie stirbt und löst sich ab und der Baum geht an sogenanntem „Rindenbrand“ langsam zugrunde. Der bis 6 m hohe Stamm ist selten gerade, sondern mehr oder weniger eckig, durch tiefe Furchen der Länge nach eingeschnitten, mit deutlichen, den Stamm spiralig umziehenden Längswülsten, wie man sagt „spannrückig“, zudem oft mit starken Beulen und Buckeln versehen. Schon bei 2–3 m Höhe teilt sich der Stamm in starke Äste und setzt sich nach der Astteilung zwar gerade, aber nur schwach fort. Alte Bäume zeigen Astlöcher mit tiefen Aushöhlungen und weisen einen wunderlich gekrümmten Astbau auf. Die Belaubung ist infolge der feinen Verzweigung dicht. Die Krone bildet an jüngeren, kräftig wachsenden Bäumen eine breite, stumpfe Pyramide mit so vielen tiefeckigen Einschnitten, als Hauptäste vom Stamme ausgehen. Mit zunehmendem Alter krümmen sich die Zweige infolge der schweren, fast alljährlichen Fruchtlast abwärts, welchem Drucke endlich auch die Äste folgen, und so mildert sich die vorher etwas starre Form der Krone durch Abrundung der Spitzen und Ausgleichung der Einschnitte.
Gleichzeitig mit dem Ausbruch der Blätter erscheinen im April und Mai die männlichen und weiblichen Blütenstände. Die Frucht ist eine sehr hartschalige, flache Nuß mit Längsrippen. Die Früchte fallen im November und später, nach den Blättern, wie Kreisel sich drehend zu Boden. Die Hainbuche wächst in der Jugend lange buschig und trägt frühzeitig und reichlich Samen. Sie ist unempfindlich gegen Frost und periodische Überschwemmungen und hat wenig von Krankheiten zu leiden. Sie erträgt viel Schatten und dient daher als Bodenschutzholz in lichten Eichenwaldungen. Im Niederwaldbetrieb ist die Hainbuche durch ihre bedeutende Ausschlagsfähigkeit von Wert; auch ist sie, weil sie den Schnitt gut erträgt, zur Anlage von Hecken geeignet. Sie kann ein Alter von 300–400 Jahren erreichen, steht aber im Massenertrage von Holz der Rotbuche weit nach. Ihr gelblichweißes Holz ist sehr schwer, hart und schwierig zu spalten und zu bearbeiten, arbeitet stark und besitzt nur im Trockenen lange Dauer. Es ist ein gutes Werkholz zur Herstellung von Hobelkästen, Kammrädern in Mühlen, Maschinenbestandteilen usw., überhaupt von allem, was Reibung und Stoß auszuhalten hat. An Brennkraft kommt es demjenigen der Rotbuche gleich, gibt auch gute Kohlen und reichlich Pottasche. Die Rinde kann zum Gerben benutzt werden, die Blätter geben Ziegen, Schafen und Pferden ein gutes Futter.
Die Hainbuche war den alten Griechen und Römern nicht bekannt, wohl aber die bei ihnen wachsende Hopfenbuche (Carpinus ostrya) — ostrýa von den Griechen und carpinus von den Römern genannt. Cato preist deren Holz als das beste zur Herstellung von Ölpressen. Die Festigkeit und Zähigkeit des Holzes der Hainbuche hat die Redensart vom „hanebüchenen Mann“ entstehen lassen, der aber oft auch „hanebüchen grob“ sein kann. In Ostpreußen sollen einzelne Hainbuchen einen Stammumfang von 5 m besitzen. Eine selbständige Art ist die orientalische Hainbuche (Carpinus orientalis), während die amerikanische Hainbuche (C. americana) bei uns als Zierpflanze kultiviert wird.
Der als Fruchtbaum aus dem warmen Süden zu uns gekommene Nußbaum (Juglans regia) hat ein hochgeschätztes braunes Holz, das mit Vorliebe zu Möbeln, Gewehrschäften, Drechsler- und Bildhauerarbeiten verwendet wird. Es ist gleichmäßig schwer und hart, leicht zu bearbeiten und polierfähig, schwindet aber stark und ist nur im Trockenen dauerhaft. Der Nußbaum liefert auch das meiste Furnierholz. Die Wurzelstöcke, welche gleichfalls zu Furnieren geschnitten werden, besitzen oft eine herrliche Maserung. Die getrockneten Schalen der grünen Nüsse enthalten einen zum Braunbeizen vielverwendeten Farbstoff, die Nuß- oder Körnerbeize. Sein ausgezeichnetes Holz hätte dem Nußbaum den Weg in den Wald geöffnet, wenn nicht seine große Empfindlichkeit hindernd im Wege stünde. An seine Stelle tritt deshalb im Wald vielfach die aus Nordamerika stammende, weniger empfindliche Schwarznuß (Juglans nigra), die ebenso wie die Graunuß (J. cinerea) wegen ihres schönen, gleichmäßig rotbraunen Holzes besonders zur Herstellung von Möbeln hochgeschätzt ist und dem Holz der einheimischen Walnuß vorgezogen wird. Ein hervorragend zähes und elastisches Holz, das für den Wagenbau große Bedeutung erlangt hat, liefert die ebenfalls aus Nordamerika in verschiedenen Arten in unsere Wälder verbrachte Hickorynuß (besonders Carya alba). Von allen dreien, die durch ihre Fiederblätter gekennzeichnet sind, bedarf sie bei uns allerdings der größten Pflege.
Ein vortreffliches Bau-, Werk- und Faßholz liefert die Edelkastanie (Castanea vesca), die aber bei uns nur im Rheintal am Fuß des Schwarzwaldes und der Vogesen in wärmeren Lagen, wo der Weinstock und feinere Obstarten gezogen werden, gedeiht. Hier wird sie im Niederwaldbetrieb bewirtschaftet, um aus den jungen Schößlingen sehr brauchbare Rebstecken zu gewinnen. Ihr Holz besitzt fast alle Eigenschaften, wie auch die Farbe des Eichenholzes, ist jedoch durch das Fehlen der mit freiem Auge deutlich sichtbaren Markstrahlen sofort von jenem zu unterscheiden. Im Gegensatz zum Holze der Edelkastanie ist dasjenige der Roßkastanie (Aesculus hippocastanum) von nur geringem Werte, da es leicht, schwammig, weich und von sehr geringer Dauer ist, namentlich in der Nässe rasch fault. Andererseits reißt und wirft es sich wenig, nimmt Farbe und Politur gut an und wird nicht von Würmern heimgesucht. Es wird von Drechslern und Tischlern ähnlich wie das Lindenholz verwendet, kann auch zu Holzschuhen verarbeitet werden. Sonst wird für letztere das weiche Linden- und noch häufiger Erlenholz verwendet.
Auch die Erlen (Alnus), von denen es 14 Arten auf der nördlichen Halbkugel gibt, sind Kätzchenblütler und dadurch bemerkenswert, daß sie wie die Schmetterlingsblütler in Symbiose mit Rhizobien genannten Knöllchenbakterien leben, die an den Wurzeln orangefarbene, knollenförmige Auswüchse erzeugen. Indem diese Bakterien den Stickstoff der im Boden enthaltenen Luft binden und in salpeter- und schließlich salpetrigsaure Verbindungen überführen, leisten sie der Erle außerordentlich wichtige Dienste zur Gewinnung dieses für ihr Gedeihen so notwendigen Nährmaterials. Mit Hilfe dieser kleinen Wohltäter vermögen diese Bäume auf stickstoffarmem Boden gut zu gedeihen und durch Stickstoffanreicherung diesen zu verbessern. Von den vier deutschen Erlenarten ist die an Bachufern und in feuchten Niederungen wachsende Schwarzerle (Alnus glutinosa) die häufigste. Sie bildet ihren schlanken, dunkeln Stamm von 4–25 m Höhe bis zum Gipfel aus und trägt an den schräg abstehenden Ästen die im ersten Frühjahr sich entfaltenden männlichen und weiblichen Blütenstände. Aus den weiblichen Kätzchen gehen eine Menge brauner Zäpfchen hervor, aus denen im Winter die ungeflügelten Samennüßchen ausfallen. Die Blätter sind glänzend dunkelgrün, fühlen sich klebrig an und sind an der Spitze stark abgestumpft im Gegensatz zu den zugespitzten, weichhaarigen, niemals klebrigen Blätter der Weiß- oder Grauerle (Alnus incana), die im übrigen der Schwarzerle sehr ähnlich ist. Sie hat ihren Namen von der glänzend silbergrauen, glatten Rinde, wächst meist strauchartig, erreicht aber als Baum eine Höhe von 10 m. Sie liebt weniger nassen humosen Boden als die vorige, gedeiht auch an Berghängen und auf Gebirgskämmen. Sie spielt in der nordischen Mythologie eine große Rolle: aus ihr soll die Frau hervorgegangen sein, während aus der Esche der Mann hervorging. Varietäten beider Arten werden als Ziergehölze kultiviert.