Nordeurasiens Wälder: Warum die Kohlenstoffsenke nicht dort wächst, wo es am schnellsten wärmer wird

Nordeurasien beherbergt ungefähr ein Fünftel der Wälder der Erde – und diese Wälder leisten beachtliche Arbeit, indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre binden.

Naheliegend wäre deshalb die Annahme, dass ausgerechnet die Regionen, die sich am schnellsten erwärmen, als Folge auch besonders viel zusätzlichen Kohlenstoff aufnehmen.

Neue Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass genau das nicht passiert – und die entscheidende Erklärung ist überraschend bodenständig: Es kommt darauf an, wie gesund und leistungsfähig der Wald selbst ist.

Geleitet wurde die Studie von Irina Melnikova von der Universität Tsukuba und ihrem Team.

Dass diese Wälder den Klimawandel spürbar mit abbremsen können, steht ausser Frage. Gleichzeitig war es bislang wirklich schwierig, präzise zu bestimmen, wie sich ihre Kohlenstoffaufnahme verhält.

Der Grund liegt darin, dass Faktoren wie rasche Erwärmung, Waldbrände und veränderte Landnutzung eng miteinander verflochten sind.

Die verfügbare Evidenz zusammenführen

Um diese Gemengelage zu entwirren, führten die Forschenden Belege aus einer ganzen Reihe voneinander unabhängiger Quellen zusammen.

Ausgewertet wurden Satellitendaten, atmosphärische Inversionsmodelle, dynamische Vegetationsmodelle sowie vollständige Erdsystemmodelle.

Solche Ansätze liefern nicht immer deckungsgleiche Ergebnisse, weil jede Methode eigene Annahmen trifft und eigene blinde Flecken hat.

Trotz spürbarer Unterschiede kamen sie in diesem Fall jedoch auf ungefähr denselben Befund.

Demnach nehmen nordeurasische Ökosysteme im Mittel rund 0.47 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr auf – mit einer Unsicherheit von plus/minus 0.20 Milliarden Tonnen – basierend auf Daten aus den Jahren 2001 bis 2015.

Das entspricht beinahe einem Drittel der gesamten terrestrischen Kohlenstoffsenke der Erde – und zwar aus nur einer Region. Ein auffällig hoher Anteil für einen einzelnen Teil der Welt.

Erwärmte Wälder Nordeurasiens und Kohlenstoffspeicherung

In der Klimaforschung gibt es eine naheliegende Erwartung: Wird ein kalter Raum wärmer, sollten Pflanzen aktiver werden und mehr Kohlenstoff binden, weil die Vegetationsperiode länger wird und die Photosynthese zunimmt.

Diese Untersuchung stellt diese Logik deutlich infrage. Die stärksten Kohlenstoffsenken liegen vielmehr im Westen und Süden Nordeurasiens.

Je weiter man in Richtung des kälteren Nordostens kommt – also in jene Gebiete, die sich weltweit am schnellsten erwärmen –, desto schwächer fällt die Kohlenstoffaufnahme aus.

Über sämtliche Modellansätze hinweg zeigte sich dasselbe Muster: Entlang von Temperatur- und Breitengrad-Gradienten steigt die Aufnahme zunächst an, erreicht einen Höhepunkt und nimmt danach wieder ab.

Der optimale Bereich lag dort, wo die mittleren Temperaturen über dem Gefrierpunkt liegen und die Erwärmung zwischen 1.2 und 1.5 Grad Celsius beträgt.

Jenseits dieses Punktes führte zusätzliche Erwärmung nicht zu einer stärkeren Kohlenstoffsenke; in den kältesten Zonen änderte sich die Aufnahme kaum merklich.

Die sich am schnellsten erwärmenden Wälder bleiben hinter den Erwartungen zurück

Weshalb sind die sich rasch erhitzenden nordöstlichen Regionen so ineffizient bei der Kohlenstoffaufnahme?

Ihre Wälder sind von vornherein oft weniger produktiv und werden stärker durch Störungen wie Waldbrände beeinträchtigt, die in einer einzigen Saison regelmässig jahrelang aufgebauten Kohlenstoffspeicher zunichtemachen.

Hinzu kommt ein Problem der Jahreszeit: Ein grosser Teil der Erwärmung dort tritt im Winter auf, wenn der Boden weiterhin durchgefroren ist und Pflanzen die wärmere Luft schlicht nicht nutzen können – selbst wenn die Temperaturen steigen.

Was an zusätzlichem Wachstum durch Erwärmung und steigendes CO2 möglich wäre, wird weitgehend durch höhere Atmung von Bodenmikroben sowie durch Kohlenstofffreisetzung beim Auftauen von Permafrost wieder aufgehoben.

Und obwohl die östliche Hälfte Nordeurasiens insgesamt sogar mehr Waldfläche besitzt als der Westen, weisen diese Wälder weniger Holzvorrat auf, sind im Mittel älter, brennen häufiger und sind insgesamt deutlich weniger produktiv.

Warum die Waldqualität entscheidend ist

Als zentrale Erklärung verweisen die Forschenden auf Unterschiede in der Waldproduktivität – ein Konzept, für das Forstleute in Russland und Nordeuropa einen eigenen Begriff verwenden: bonitet.

Gemeint ist im Kern ein Einstufungssystem, das bewertet, wie gut ein Standort Bäume wachsen lässt. Einbezogen werden dabei unter anderem Baumhöhe, Holzvorrat, Biomasse und teils auch Boden- sowie Lebensraumbedingungen.

Bestände mit hoher bonitet-Bewertung, die bereits grosse Kohlenstoffvorräte tragen, leisten den Löwenanteil zur gesamten regionalen Kohlenstoffsenke.

Wälder geringerer Qualität reagieren dagegen kaum auf Erwärmung – selbst in den Gebieten, die sich am schnellsten erhitzen.

Mit anderen Worten: Eine höhere Temperatur macht aus einem schwachen, unproduktiven Wald nicht automatisch einen starken – unabhängig davon, wie viele Grad der Durchschnittswert steigt.

Was das für die Zukunft bedeutet

Die Schlussfolgerung ist bedeutsam: Nicht das Tempo der Erwärmung, sondern die Produktivität der Wälder scheint der entscheidende Faktor dafür zu sein, wie stabil Nordeurasiens Kohlenstoffsenke bleibt, während sich das Klima weiter verändert.

Damit wird eine verbreitete Annahme umgedreht. Die Regionen mit der stärksten Erwärmung sind nicht zwangsläufig jene, die mehr Kohlenstoff aufnehmen.

Vielmehr dürfte das, was als Nächstes passiert, weniger vom Thermometer abhängen als vom tatsächlichen Zustand der Wälder selbst.