Veränderter Kohlenstoffkreislauf
Kohlenstoffspeicher
Kohlenstoffreservoir, das eine bestimmte Menge an Kohlenstoff enthält.
Kohlenstoffsenke (oder CO2-Senke)
Dynamisches Kohlenstoffreservoir, das Kohlenstoff in Form von CO2 aus der Luft netto bindet. Wenn die CO2-Aufnahme die CO2-Freisetzung bei Atmungsprozessen in Pflanzen und Boden übersteigt, ist ein Ökosystem eine CO2-Senke. Wenn die CO2-Freisetzung dominiert, z.B. bei Humusverlusten, ist es eine CO2-Quelle.
Kohlenstoffsequestrierung
Prozess des Entzugs von Kohlenstoff bzw. CO2 aus der Luft und dessen Netto-Speicherung in einer Kohlenstoffsenke (Biomasse und Humus).
Mineralisation / Mineralisierung
Abbau organischer Stoffe zu anorganischen Stoffen (vorwiegend durch Mikroorganismen). Die Mineralisierung ist von grosser Bedeutung für die Freisetzung von Haupt- und Spurennährstoffen beim Abbau von organischen Stoffen wie Holz oder Laub.
Humus
Im engeren Sinne der zersetzte organische Anteil im Boden.
Über den Prozess der Photosynthese nehmen Bäume CO2 aus der Luft auf und binden den Kohlenstoff in ihrer Biomasse. Die mitteleuropäischen Wälder binden schätzungsweise 1,4 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar und Jahr (Kohlenstoffsequestrierung)! Angesichts der derzeitigen Klimaveränderung gewinnt der Wald als Kohlenstoffspeicher an Bedeutung.
Der im Holz enthaltene Kohlenstoff bleibt in nicht bewirtschafteten Wäldern solange eingelagert, bis der Baum auf natürliche Weise stirbt und vermodert. Dann wird das organische Material (Holz, Rinde, Blätter) einerseits mineralisiert und andererseits bildet es den Humus im Boden. Bei der Mineralisation wird der organische Kohlenstoff in CO2 umgewandelt. Das freigesetzte CO2 wird mengenmässig durch das vom Holzzuwachs gebundene CO2 aufgewogen. Man spricht deshalb von einem "System im Gleichgewicht".
Mehrere wissenschaftliche Studien konnten nachweisen, dass auch alte Wälder kontinuierlich CO2 binden und Kohlenstoff anreichern (Luyssaert et al. 2008; Stephenson et al. 2014). Alte Bäume und alte Waldbestände können also mehr Kohlenstoff speichern als junge Bestände und dies für Hunderte von Jahren. Holzprodukte können ebenfalls Kohlenstoff für eine gewisse Zeit speichern. Die mittlere Lebensdauer von Holzprodukten erreicht jedoch nur knapp 20 Jahre (Profft et al. 2009). Wichtiger ist der Substitutionseffekt durch Holzprodukte, der CO2-Emissionen vermeidet. Wird Holz anstatt Beton oder Stahl als Baustoff eingesetzt, vermindert dies den CO2-Ausstoss, welcher meistens bei der Herstellung dieser energieintensiven Materialien entsteht. Auch bei Brennholz gibt es diesen Substitutionseffekt, der aber deutlich kleiner als bei Baumaterialien ist.
Schlussfolgerung: Holzprodukte und alte Wälder können einen wichtigen Beitrag als Kohlenstoffspeicher leisten. Alte Bestände sollen also nicht im Namen des Klimaschutzes verjüngt werden.
Kohlenstoff im Boden
Schweizer Waldböden speichern zusammen mit der organischen Auflage im Schnitt 143 t C/ha, etwas mehr, als in der lebenden Biomasse enthalten ist (Rogiers et al. 2015). Gelangt mehr Licht und Wärme auf den Boden, wird dadurch der Kohlenstoffabbau beschleunigt und CO2 freigesetzt. Deshalb kann bei starken Waldbewirtschaftungseingriffen oder bei grösseren natürlichen Störungen Kohlenstoff aus dem Boden entweichen. Intensiv bewirtschaftete Waldbestände speichern daher im Boden geringere Mengen an Kohlenstoff als ältere und unbewirtschaftete Bestände, insbesondere in der organischen Auflage (Jandl et al., 2007). Kohlenstoff wird nicht nur in lebende Biomasse eingelagert, sondern auch in Totholz – im Durchschnitt sind es fast 7 t C/ha (Rogiers et al. 2015). Dies entspricht etwa 6% des Kohlenstoffs der Biomasse von Schweizer Wäldern. Forschungsergebnisse legen nahe, dass es über mehrere Jahrzehnte abgebaut wird und dabei grösstenteils mineralisiert, also zu CO2 abgebaut, während nur geringe Mengen an Kohlenstoff in den Bodenhumus eingelagert werden (Krüger et al. 2012). Nichtsdestotrotz regt Totholz die Biodiversität und Aktivität des Bodenlebens an und fördert damit die Gesundheit des Waldbodens.
Links und Dokumente
- Krüger I, Schulz C, Borken W (2012) Totholz als Kohlenstoffsenke. Bayrische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, LWF aktuell 87:24–26
- Jandl R, Lindner M, Bauwens B, Vesterdal L, Baritz R, Hagedorn F, Johnson D, Minkkinen K, Byrne K (2007) Review: How strongly can forest management influence soil carbon sequestration? Geoderma 137, 253-26
- Lorenz K, Lal R (2010) Carbon sequestration in forest ecosystems. Springer, Dordrecht
- Luyssaert S, Schulze E-D, Börner A, Knohl A, Hessenmöller D, Law BE, Ciais P, Grace J (2008) Old-growth forests as global carbon sinks. Nature 455:213–215. doi: 10.1038/nature07276
- Profft I, Mund M, Weber G-E, Weller E, Schulze E-D (2009) Forest management and carbon sequestration in wood products. Eur J Forest Res 128:399–413. doi: 10.1007/s10342-009-0283-5
- Rogiers N, Hagedorn F, Thürig E (2015): Kohlenstoffvorrat. In: Waldbericht 2015 - Zustand und Nutzung des Waldes. BAFU/WSL.
- Stephenson NL, Das AJ, Condit R, Russo SE, Baker PJ, Beckman NG, Coomes DA, Lines ER, Morris WK, Rüger N, Alvarez E, Blundo C, Bunyavejchewin S, Chuyong G, Davies SJ, Duque A, Ewango CN, Flores O, Franklin JF, Grau HR, Hao Z, Harmon ME, Hubbell SP, Kenfack D, Lin Y, Makana J-R, Malizia A, Malizia LR, Pabst RJ, Pongpattananurak N, Su S-H, Sun I-F, Tan S, Thomas D, van Mantgem PJ, Wang X, Wiser SK, Zavala MA (2014) Rate of tree carbon accumulation increases continuously with tree size. Nature 507:90–93. doi: 10.1038/nature12914