Wälder nicht unbedingt Kohlenstoffsenken

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Neue Forschungsergebnisse: CO2-Emissionen bei nährstoffarmen Böden unwirksam

Forscher der australischen Western Sydney University, Penrith, in New South Wales haben im Rahmen des EucFACE-(Eucalyptus Free Air CO2 Enrichment)-Experiments neue Belege für Einschränkungen in der Fähigkeit reifer Wälder gefunden, steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre in zusätzliches Pflanzenwachstum und Kohlenstoffspeicherung umzusetzen. CO2 aus der Atmosphäre befördere zwar Kohlenstoffaufnahme und Wachstum von Pflanzen; gleichzeitig seien aber die Wirksamkeit von Klimaschutzstrategien anzuzweifeln, die sich auf die allgegenwärtige CO2-Düngung als treibende Kraft für erhöhte Kohlenstoffsenken in globalen Wäldern stützen. Kurz: Die Forscher stellen die vorherrschende Meinung in Frage, die Fähigkeit der Wälder, als Kohlenstoffsenken zu wirken, werde unter CO2 generell verbessert.

Regenwald, Rio Napo, Ecuador – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

CO2 wird manchmal- vor allem auch von Klimazweiflern –  als „Nahrung für Pflanzen“ bezeichnet, da es der Hauptbestandteil der pflanzlichen Photosynthese ist. Da die CO2-Konzentration in der Atmosphäre aufgrund menschlicher Emissionen ständig zunimmt, gibt es Beweise dafür, dass die Photosynthese der Pflanzen zunimmt. Experimente, in denen einzelne Bäume und junge, schnell wachsende Wälder erhöhten CO2-Konzentrationen ausgesetzt waren, haben gezeigt, dass Pflanzen dank durch Photosynthese zusätzlich erworbenen Kohlenstoffs schneller wachsen.

Wissenschaftler haben sich jedoch lange gefragt, ob reife einheimische Wälder in der Lage wären, die Vorteile der zusätzlichen Photosynthese zu nutzen, da die Bäume für ihr Wachstum auch Nährstoffe aus dem Boden benötigen. Diese Frage ist vor allem für Australien von Bedeutung, wo das bekannte Eukalyptusbuschland gewöhnlich auf Böden mit niedrigem Phosphorgehalt zu finden ist, einem lebenswichtigen Nährstoff, der neben dem zusätzlichen Kohlenstoff für das Pflanzenwachstum benötigt wird.

Im ersten Experiment dieser Art, das auf einen reifen Urwald angewandt wurde, sowie im ersten auf der Südhalbkugel, setzten Forscher der Universität Western Sydney einen 90 Jahre alten Eukalyptuswald in der Cumberland-Ebene von Western Sydney erhöhten Kohlendioxidwerten aus. „Wie wir erwartet hatten, nahmen die Bäume unter den Bedingungen des angereicherten CO2 etwa 12% mehr Kohlenstoff auf“, sagte Professor Belinda Medlyn vom Hawkesbury Institute for the Environment. „Die Bäume wuchsen jedoch nicht schneller, was die Frage aufwirft ‚wohin ist der Kohlenstoff gegangen?'“

Es bedurfte einer intensiven Detektivarbeit. Die Forscher kombinierten ihre Messungen zu einem Kohlenstoffhaushalt, der alle Wege des Kohlenstoffs in das und aus dem Waldökosystem von EucFACE berücksichtigt, durch die Bäume, Gräser, Insekten, Böden und Blattabfälle. Diese Analyse der Kohlenstoffverfolgung zeigte, dass der von den Bäumen aufgenommene zusätzliche Kohlenstoff schnell durch den Boden zirkuliert und in die Atmosphäre zurückgeführt wird, wobei etwa die Hälfte des Kohlenstoffs von den Bäumen selbst und die Hälfte von Pilzen und Bakterien im Boden zurückgegeben wird. „Die Bäume wandeln den absorbierten Kohlenstoff in Zucker um, aber sie können diesen Zucker nicht nutzen, um mehr zu wachsen, da sie keinen Zugang zu zusätzlichen Nährstoffen aus dem Boden haben. Stattdessen schicken sie den Zucker unter die Erde, wo sie Bodenmikroben ‚ernähren'“, erklärte Professor Medlyn.

Diese Erkenntnisse haben globale Auswirkungen: Modelle, die zur Projektion des zukünftigen Klimawandels verwendet werden, und die Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen und Ökosysteme gehen derzeit davon aus, dass die reifen Wälder weiterhin Kohlenstoff über ihr derzeitiges Niveau hinaus aufnehmen und als Kohlenstoffsenken fungieren werden. Die Ergebnisse von EucFACE deuten darauf hin, dass diese Senken für Wälder auf nährstoffarmen Böden tatsächlich schwächer sein könnten oder fehlen.

Der Hauptautor der in Nature publizierten Studie, Mingkai Jiang, sagte: „Insgesamt kann eine langfristige Exposition gegenüber erhöhten Kohlendioxidkonzentrationen die Kohlenstoffspeicherung in Ökosystemen mit jüngeren Baumbeständen oder fruchtbareren Böden nur verstärken. Das ist wirklich wichtig, denn wir sind derzeit auf reife Wälder angewiesen, um einen Teil des zusätzlichen Kohlendioxids, das wir ausstoßen, aufzunehmen. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass wir noch weniger Zeit haben, als wir dachten, um die Treibhausgasemissionen zu senken“.

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