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Bäume sind wichtige Kohlenstoffspeicher und CO2-Senken im Klimasystem. Doch durch Dürre und Hitze ist der deutsche Wald geschädigt und seine Pufferfunktion schwindet. Jetzt zeigt eine Studie: Zumindest vorübergehend kann der Waldboden den Rückgang der CO2-Aufnahmen durch Bäume ausgleichen – er speichert in Trockenjahren mehr Kohlenstoff als sonst. Allerdings ist diese ausgleichende Reaktion nicht von langer Dauer.
Wälder sind ein wichtiger Klimapuffer und eine Senke im irdischen Kohlenstoffkreislauf. Denn wenn Bäume heranwachsen, nehmen sie bei ihrer Photosynthese Kohlendioxid aus der Luft auf und wandeln es in organische Kohlenstoffverbindungen um. Dieser Kohlenstoff bleibt in den Geweben der Bäume gespeichert und ist so der Atmosphäre und dem Kohlenstoffkreislauf entzogen. Allerdings bleibt dieser Kohlenstoff nicht dauerhaft im Baum: Über den Streufall von Laub und Nadeln, durch die Zersetzung von Totholz sowie absterbende Wurzeln gelangt ein Teil davon in den Boden.
Neuer Blick auf den Waldboden als Kohlenstoffspeicher
Wie lange der Kohlenstoff im Boden im organischen Material gebunden bleibt, hängt von vielen Faktoren ab, darunter vor allem vom Klima: Je feuchter es ist, desto schneller zersetzen abbauende Mikroorganismen und Kleintiere Streu und Totholz. Ein Teil des Kohlenstoffs wird dabei wieder als CO2 freigesetzt, ein Teil bleibt im Humus gespeichert. Wie viel dies ist und wie sich die Kohlenstoffspeicherung der Böden mit dem Klimawandel verändert, ist aber bisher erst in Teilen geklärt. Deshalb haben Forschende um Nicole Wellbrock vom Thünen-Institut für Waldökosysteme anhand von Daten der Bundeswaldinventur 2022 und der aktuellen Bodenzustandserhebung ermittelt, wie viel Kohlenstoff in deutschen Wäldern und Waldböden gespeichert ist.
Zusätzlich untersuchte das Team, wie sich die Trockenheit in den Jahren 2018 bis 2020 auf den Bodenkohlenstoff ausgewirkt hat. Während dieser Zeit sind in den deutschen Wäldern große Mengen an Bäumen abgestorben. In den meisten Fällen wurden die Flächen geräumt, in anderen blieb das Totholz jedoch auf der Fläche. Hinzu kamen die zu Boden gefallenen Nadeln und Blätter sowie die im Boden abgestorbenen Feinwurzeln. „Das internationale Gutachter-Team zur Treibhausgas-Berichterstattung hat uns bestärkt, die Auswirkungen der Schadereignisse zwischen 2018 und 2020 auf den Bodenkohlenstoff noch einmal detaillierter zu betrachten“, erläutert Wellbrock.
Waldboden gleicht Baumverluste aus – vorübergehend
Die Auswertungen ergaben: Zurzeit speichern die Waldböden fast genauso viel Kohlenstoff wie alle oberirdischen Teile der Waldbäume. In den Böden sind demnach insgesamt rund 2200 Millionen Tonnen Kohlenstoff gespeichert, dies entspricht 197,4 Tonnen Kohlenstoff je Hektar. In der lebenden Biomasse der Bäume sind es rund 1184 Millionen Tonnen Kohlenstoff oder 108 Tonnen pro Hektar. Dazu kommen 46,1 Millionen Tonnen Kohlenstoff im Totholz und 936 Millionen Tonnen Kohlenstoff in der Streu und in Mineralböden, wie die Forschenden ermittelten.
Die Daten aus den Trockenjahren zeigten jedoch Überraschendes: Zwar starben in dieser Zeit viele
Bäume ab und fielen dadurch als lebende Kohlenstoffspeicher aus. Gleichzeitig erlebte der Waldboden jedoch ein Hoch in puncto Kohlenstoffspeicherung: Der Modellierung zufolge haben die Böden in dieser Zeit so viel Kohlenstoff eingelagert, dass sie fast alle Kohlenstoffverluste der Bäume in den ersten Schadjahren ausgeglichen haben. Im Prinzip übernahmen die Waldböden dadurch die Funktion der ausgefallenen Bäume als CO2-Senken, wie das Team berichtet. Durch das trockene Wetter und die starke Sonneneinstrahlung wurde mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in normalen Jahren.
Die neue Modellierung zeigt allerdings auch, dass der Boden nicht ungebremst Kohlenstoff aus der toten Biomasse aufnimmt. Der Prozess schwächt sich schon nach wenigen Jahren wieder ab. Gleichzeitig wachsen auf den Schadflächen neue Wälder heran, die wieder vermehrt Kohlenstoff in der Biomasse speichern. Wie sich diese Schwankungen langfristig auf die Senkenfunktion von Waldgebieten auswirken, ist daher noch unklar. „Die Ergebnisse basieren auf Modellberechnungen. Erst die Auswertung der dritten BZE wird zuverlässige Daten liefern“, betont Wellbrock.
Quelle: Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei
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