CO2 als Wachstumsmotor
Eichen bilden mehr Holz, wenn mehr Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre vorhanden ist. Das ist die wichtigste Erkenntnis einer neuen Untersuchung, die in einem alteingesessenen Wald in Staffordshire, England, durchgeführt wurde. Der war in ein riesiges Feldexperiment verwandelt worden, indem ihm zusätzliches CO2 zugeführt wurde. Das berichten Rob MacKenzie, Professor für Atmosphärische Wissenschaft, Universität Birmingham, und Richard Norby, Honorarprofessor am Birmingham Institute of Forest Research, Universität Birmingham, und Forschungsprofessor an der Universität Tennessee Knoxville, am 13.08.2024 in The Conversation.
Eichenallee Egglsee – Foto © AHert – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org
Nachdem die CO2-Konzentration auf das Niveau erhöht worden war, das in den 2050er Jahren auf der Erde herrschen wird, nahmen die Bäume mehr CO2 aus der Atmosphäre auf und ihre Holzproduktion stieg um 10 %.
In gewisser Weise ist dieses Ergebnis beruhigend. Wir wissen, dass mehr CO2 in der Atmosphäre oft dazu beiträgt, dass Pflanzen größer und schneller wachsen, da die Photosynthese den Kohlenstoff bindet, aus dem Pflanzen größtenteils bestehen. Die einzige vergleichbare Studie, die sich mit einem älteren, reifen Wald (einem australischen Eukalyptuswald) befasst, hat jedoch bisher keinen Zusammenhang zwischen zusätzlichem CO2 und dem Wachstum der Bäume festgestellt. Unsere Arbeit zeigt, dass dieser Zusammenhang tatsächlich besteht – zumindest in einigen verbreiteten Laubwäldern.
Kein Allheilmittel im Kampf gegen den Klimawandel
Holzreichere Bäume sind jedoch kein Allheilmittel zur Lösung des Klimawandels. Zwar ist Kohlenstoff in Bäumen sicherlich besser aufgehoben als in der Atmosphäre, wo er die globale Erwärmung verursacht, doch ist dies keine langfristige Lösung. Im Laufe von Jahrzehnten oder Jahrhunderten verrottet das Holz, und Kohlendioxid wird wieder in die Atmosphäre freigesetzt. Als Kohlenstoffspeicher sind Bäume also nicht im Entferntesten vergleichbar mit Kohleflözen und Ölreservoirs, die tief unter der Erde liegen.
Um zu untersuchen, was noch mehr CO? in der Atmosphäre in Zukunft mit den Bäumen anstellt, haben wir eine Technik namens Free-Air CO2-Enrichment (Face) eingesetzt. Dabei werden acht Stockwerke hohe Rohre auf der windzugewandten Seite verschiedener Waldstücke installiert, aus denen dann sanft mit zusätzlichem CO2 angereicherte Luft entweicht. Anschließend beobachten wir die Bäume, um festzustellen, ob das CO2 eine Wirkung hat.
In unserer neuen Studie verwenden wir Flächen mit 180 Jahre alten Stieleichen (Quercus robur). Diese Bäume sind viel älter als die bisher untersuchten, um zu sehen, wie sie sich in der Atmosphäre der Zukunft verhalten werden.
Manche Wälder können zusätzlichen Kohlenstoff nicht verwerten
Warum haben unsere Untersuchungen an Eichen zu anderen Ergebnissen geführt als die Untersuchungen an australischen Eukalyptusbäumen, bei denen kein Zusammenhang zwischen CO2 und Holzwachstum festgestellt wurde?
Der Unterschied liegt mit Sicherheit im Ernährungszustand der beiden Wälder. Bäume in Wäldern brauchen ein Gleichgewicht von Stickstoff (N) und Phosphor (P) sowie eine Vielzahl von „Mikronährstoffen“, um gut zu wachsen. Der australische Wald wächst auf alten, „stark verwitterten“ Böden, in denen zusätzlicher Phosphor sehr knapp ist, so dass die Bäume selbst bei einer „kostenlosen“ zusätzlichen Zufuhr von Kohlenstoff nicht in der Lage sind, diesen zu nutzen, um mehr Pflanzenmaterial anzulegen.
Ein derartiger Nährstoffmangel besteht in unserem Eichenwald nicht, so dass in dem Experiment direkt getestet wird, ob die Bäume die neue „kostenlose“ Kohlenstoffressource nutzen können. Und es scheint, dass sie das können, insbesondere um Holz zu bilden. Obwohl jeder Wald auf die eine oder andere Weise einzigartig ist, dürften die Ergebnisse für viele der „gemäßigten Laubwälder“ der Welt relevant sein – Wälder, in denen es weder außergewöhnlich heiß noch kalt ist und die jedes Jahr ihre Blätter abwerfen.
Die australischen Ergebnisse geben vielleicht Aufschluss darüber, wie Bäume in anderen phosphorarmen Umgebungen, z. B. in tropischen Regenwäldern, reagieren werden. Wissenschaftler in Brasilien beginnen ein ähnliches Experiment in der Amazon Face-Anlage, die noch in diesem Jahr in Betrieb genommen wird. Dies sollte ein weiteres wichtiges Teil des globalen Waldkohlenstoffpuzzles sein, obwohl auch andere Face-Anlagen anderswo benötigt werden.
Wir haben bei Bäumen mit erhöhtem CO2-Gehalt auch nach Veränderungen in anderen Geweben – Blättern, Feinwurzeln und Samen – gesucht, aber ein zusätzliches Wachstum war minimal und nicht von Messunsicherheiten zu unterscheiden. In jedem Fall werden diese anderen Gewebe schneller in atmosphärisches CO2 zurückverwandelt als das Holzgewebe. Es ist also ein Glücksfall, dass der zusätzliche Kohlenstoff in „waldreicheren Bäumen“ gespeichert wird, denn die Hoffnungen der Welt zur Vermeidung eines katastrophalen Klimawandels beruhen darauf, dass die Wälder den wesentlichen Verbrauch an fossilen Brennstoffen ausgleichen.