09. Apr. 2020
Blick in die Cumberland Plain Woodlands westlich von Sydney, Australien.

Blick in die Cumberland Plain Woodlands westlich von Sydney, Australien.

Neben dem Ozean sind die Wälder der Erde eine der wichtigsten Kohlenstoffsenken, in denen Kohlendioxid aus der Atmosphäre langfristig wieder gebunden wird. Viele Ökologen gehen davon aus, dass ein höherer Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre auf Pflanzen wie eine zusätzliche Düngergabe wirkt und deshalb zu einer verstärkten Kohlenstoffbindung in der pflanzlichen Biomasse führt. Ein Langzeitexperiment in Australien, über das in "Nature" berichtet wird, stellt diese Annahme jetzt in Frage.

Die Wälder gehen auf die Kohlendioxiddüngung, die ihnen der Mensch mit seinen Treibhausgasemissionen, anbietet, offenbar nicht in dem Maße ein, wie sich Klimaforscher das erhofft hatten. Zurzeit speichern sie rund ein Drittel des vom Menschen in der Atmosphäre freigesetzten Kohlenstoffs, doch gerade ausgewachsene Wälder sind mit ihrer Speicherleistung offenbar schon im optimalen Bereich. Von der steigenden Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre werden sie daher nicht mehr als bisher binden, so dass sich der Anteil der Senke Wald langfristig verringern wird.

Blick in den Naturpark Thüringer Wald.

Blick in den Naturpark Thüringer Wald.

Bild: Wikimedia Commons/Ajepbah (CC BY-SA 3.0)
Aufforstung im Landschaftsschutzgebiet

Aufforstung im Landschaftsschutzgebiet "Zu den Rechen" in Illingen, Saarland

Bild: Wikimedia Commons/Simon Mannweiler (CC BY-SA 4.0)
Blick in die Cumberland Plain Woodlands westlich von Sydney, Australien.

Blick in die Cumberland Plain Woodlands westlich von Sydney, Australien.

Bild: Wikimedia Commons/Meganesia (CC BY-SA 4.0)
Landschaftsschutzgebiet Garlstorfer Wald in Niedersachsen.

Landschaftsschutzgebiet Garlstorfer Wald in Niedersachsen.

Bild: Wikimedia Commons/Wolfgang Lemke (CC BY-SA 4.0)
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Blick in den Naturpark Thüringer Wald.

Bild: Wikimedia Commons/Ajepbah (CC BY-SA 4.0)

Aufforstung im Landschaftsschutzgebiet "Zu den Rechen" in Illingen, Saarland

Bild: Wikimedia Commons/Simon Mannweiler (CC BY-SA 4.0)

Blick in die Cumberland Plain Woodlands westlich von Sydney, Australien.

Bild: Wikimedia Commons/Meganesia (CC BY-SA 4.0)

Landschaftsschutzgebiet Garlstorfer Wald in Niedersachsen.

Bild: Wikimedia Commons/Wolfgang Lemke (CC BY-SA 4.0)

Entsprechende Ergebnisse aus einem Langzeitversuch in Australien berichtet eine international zusammengesetzte Forschergruppe jetzt in "Nature". Im Cumberland Forest westlich von Australiens größter Stadt Sydney "dopen" Umweltforscher seit 2012 Teile des Waldes mit zusätzlichen Dosen von Kohlendioxid. Der Wald ist seit 90 Jahren unberührt und das einzige "reife" Waldökosystem, in dem ein sogenanntes FACE-Experiment durchgeführt wird. Diese Freiluftexperimente setzen mehr oder weniger große Areale unter Atmosphären mit erhöhtem Kohlendioxidgehalt.

FACE-Experimente in zahlreichen Ökosystemen

Standardmäßig werden inzwischen Kohlendioxidleitungen in die Ökosysteme gelegt, die dort aus perforierten Schläuchen Kohlendioxid freisetzen und so den CO2-Gehalt lokal auf Werte erhöhen, wie sie in Zukunft erwartet werden. Die Experimente werden in jungen Forsten auf Feldern oder in Graslandschaften in vielen Klimazonen der Erde durchgeführt. Der Cumberland Wald in New South Wales ist typischer australischer Eukalyptuswald mit nicht zu dichtem Unterholz aus einheimischem Gras und Buschwerk. In ihm sind sechs Versuchsaufbauten aus Kohlendioxidleitungen verlegt worden, jeder mit einem Durchmesser von 25 Metern und mit Leitungen, die bis in die Baumwipfel in 28 Meter Höhe reichen. Aus ihnen wird so viel Kohlendioxid freigesetzt, dass der Gehalt in den Versuchsarealen bei rund 550 ppm liegt, rund 150 ppm über dem derzeitigen Wert. Klimaforscher erwarten, dass zur Mitte dieses Jahrhunderts Kohlendioxidwerte von 550 ppm erreicht sein werden.

Für ihren "Nature"-Bericht haben die Forscher ein umfassendes Kohlenstoffbudget des Waldexperiments nach vier Jahren Laufzeit aufgestellt. Die Bilanz fiel unbefriedigend aus. Zwar erhöhten Bäume und Buschwerk ihre Photosyntheseraten deutlich, Messungen an Blättern der Eukalyptusbäume zeigten Steigerungen von 19 Prozent. In der Biomasse schlug sich die verstärkte Produktion allerdings nicht nieder, obwohl es nach Modellrechnungen zu einem Wachstum von rund 11 Prozent hätte kommen müssen. Die Forscher fragten sich also: "Wo ist der Extrakohlenstoff geblieben?"

Mehr CO2 führt auch zu mehr Atmung

Die Antwort lautete: Er wurde veratmet, also durch den Abbau der zuvor photosynthetisch aufgebauten Kohlenstoffverbindungen wieder freigesetzt. Wichtigster Schauplatz dieses erhöhten Abbaus von Kohlenhydraten ist der Waldboden. Dort wurden 52 Prozent des zusätzlich gebundenen Kohlenstoffs wieder freigesetzt, zweiter nennenswerter Faktor waren die Baumstämme, die selbst keine Photosynthese betreiben, wohl aber Zellatmung und dadurch 16 Prozent des Kohlenstoffs freisetzten. Offenbar springt bei CO2-Doping nicht nur die Kohlenhydratbildung in den Pflanzen an, sondern auch der gegensätzliche Atmungsprozess, der von den Wurzeln, vor allem aber von dem mit den Wurzeln vergesellschafteten Ökosystem aus Bakterien, Pilzen und anderen Mikroorganismen betrieben wird.

Die Forscher ziehen aus ihren Experimentaldaten ernüchternde Schlüsse: Reife Wälder werden wohl keinen zusätzlichen Beitrag zur Kohlenstoffsenke Wald beisteuern, solange sie keine Wachstumszonen beinhalten, denn die langfristige Kohlenstoffbindung findet in der dauerhaften Biomasse, sprich im Holz, statt. Die Kohlenstoffsenke Wald dürfte daher schwächer ausfallen als sie bislang in den Projektionen berücksichtigt wird.