Waldökosysteme sind bedeutende Kohlenstoffsenken, die der Atmosphäre das klimarelevante Gas Kohlenstoffdioxid (CO2) entziehen und in Form von Biomasse speichern. Eine nachhaltige Forstwirtschaft und die Nutzung von Holz schaffen weitere Potentiale CO2 zu binden und so die Klimaschutzwirkung von Wäldern zu erhöhen. Doch wie kann man sich das vorstellen?
Der Wald ist wie ein Speichersystem mit drei großen Gefäßen. Das erste Gefäß besteht aus der lebenden Biomasse. Blätter, Nadeln, Holz und Wurzeln bilden ein Reservoir für Kohlenstoff. Zuwachs an Biomasse bedeutet, dass sich das Speicherbecken füllt.
| Eckpunkte: Photosynthese |
Biomasse entsteht im Wesentlichen durch Photosynthese von Pflanzen. Mittels Sonnenenergie wird in den Chloroplasten der grünen Pflanzenteile aus Kohlenstoffdioxid (CO2), Wasser (H2O) und verschiedenen Nährstoffen die Biomasse in Form von Glucose (C6H12O6) gebildet. Bei diesem Prozess wird Sauerstoff (O2) als Nebenprodukt erzeugt und freigesetzt, Kohlenstoff (C) wird in Form von Biomasse gebunden. Als vereinfachte Formel wird die Photosynthese oft wie folgt dargestellt: |
Stirbt die Biomasse ab, dann verbleibt der Kohlenstoff zunächst im zweiten Speichergefäß aus oberirdischer, toter Biomasse. In Streu und Totholz wird er so lange gebunden, bis er durch Verrottungsprozesse oder Verbrennung freigesetzt wird. Dann gelangt er als Gas in Form von CO2 wieder in die Atmosphäre.
Totholz fördert Biodiversität und dient als Kohlenstoffsenke
Der Totholzanteil in Wäldern wird maßgeblich von der Bewirtschaftungsform beeinflusst. Eine Erhöhung der Totholzmenge fördert die Biodiversität, vor allem Insekten und Pilzen dient es als Lebensraum. Ein positiver Nebeneffekt dabei ist die Kohlenstoffspeicherung im Totholz. Diese Kausalitätskette aus Bewirtschaftungsintensität, Biodiversität und Kohlenstoffspeicherung ist Untersuchungsgegenstand des Projektes „BiCO2“, welches über den Waldklimafonds gefördert wird.
| Förderrichtlinie Waldklimafonds |
| Die Bundesministerien für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) fördern aus Mitteln des Waldklimafonds Maßnahmen zum Erhalt und Ausbau des CO2-Minderungspotenzials von Wald und Holz sowie zur Anpassung der Wälder an den Klimawandel. Ziel ist es, den nationalen Klimaschutz und die Energieeffizienz zu stärken. |
Waldboden speichert Kohlenstoff über lange Zeit
Das dritte große Gefäß bildet der Waldboden. „Wenn Totholz im Wald verbleibt, kann dies die Kohlenstoffspeicherung in den Waldböden erhöhen, sofern die aus dem Totholz freiwerdende organische Substanz in den Boden gelangt und dort stabil gespeichert wird.“, erläutert Dr. Heike Puhlmann vom Waldklimafonds-Projekt „TotC“. Und weiter: „Bei der Holzzersetzung wird Kohlenstoff infolge mikrobieller Abbauprozesse als CO2 freigesetzt, in Form fester Partikel durch Bodentiere in den Boden eingearbeitet oder in gelöster Form mit dem Niederschlagswasser in den Boden transportiert. Während die CO2-Freisetzung eine C-Quelle in der Treibhausgasbilanz darstellt, kann der Eintrag von gelöstem oder partikulärem Kohlenstoff in den Boden die C-Senke erhöhen.“
Bei der Kohlenstoffspeicherung im Waldboden spielen somit verschiedene Einflussfaktoren eine Rolle. Ob und wie sich beispielsweise ein veränderter Bodenwasserhaushalt in Folge des Klimawandels auf die langfristige Kohlenstoffspeicherung im Boden auswirkt, ist ein Teilaspekt des Waldklimafonds-Projektes „BENEATH“.
Durch den Klimawandel und die damit einhergehende Häufung von Extremereignissen sind Zukunftsprognosen bezüglich der CO2-Speicherung schwierig. Durch die Verknüpfung verschiedener Szenarien der Klimaentwicklung mit waldbaulichen Managementstrategien möchte das Waldklimafonds-Projekt „C-turn“ die Prognosegenauigkeit von CO2-Verweildauer und -Speicherung in deutschen Misch- und Laubwäldern verbessern und mögliche Potentiale zur Kohlenstoffspeicherung für die Praxis ableiten.
Klimaschutzleistung in Zahlen
Wie viel CO2 in deutschen Wäldern gespeichert ist und wie viel CO2 aus der Atmosphäre pro Jahr gebunden wird, kann der Bundeswaldinventur und der Kohlenstoffinventur entnommen werden. Die erhobenen Daten dienen der Wissenschaft als Forschungsgrundlage ebenso wie der Umweltpolitik als Basis für Planungen und Entscheidungen. Bei der Kohlenstoffinventur 2017 zeigte sich, dass der Wald in Deutschland der Atmosphäre jährlich rund 62 Millionen Tonnen CO2 entzieht, womit etwa 7 % der deutschen Emissionen kompensiert werden. Weiterhin wurde ermittelt, dass 1.230 Millionen Tonnen CO2 in lebenden Bäumen gebunden ist.
Die Erhebung der Daten, die als Grundlage für die Bundeswaldinventur bzw. Kohlenstoffinventur dienen, ist ziemlich aufwendig. Um die Untersuchungen zu vereinfachen erforscht das über das Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ (FPNR) vom BMEL geförderte Projekt „BY-CS-UAV“ beispielhaft am bayerischen Flachland die Möglichkeit, die oberirdische Biomasse und Kohlenstoffspeicherung mittels Auswertung von Drohnen-Luftbildern zu berechnen. Mit diesem Ansatz soll die Effizienz der Datenermittlung erhöht und die Kosten gesenkt werden.
Speichervermögen für Kohlenstoff im Wald begrenzt
Das Kohlenstoffbindungsvermögen in einem Wald ist selbst bei optimalen Bedingungen begrenzt – irgendwann sind die Gefäße voll. Es lässt sich aber erweitern, indem ein zusätzliches Gefäß hinzugefügt wird: die Holznutzung. Fällt man in einem Wald einen Baum und lässt statt seiner neue nachwachsen, wie es in einer nachhaltigen Forstwirtschaft der Fall ist, dann wird über diesen Biomassezuwachs der Atmosphäre wieder CO2 entzogen. Etwa eine Tonne CO2 wird so pro Kubikmeter Holz gebunden, ohne dass der Totholz- oder der Waldbodenspeicher beansprucht werden.
Holzprodukte als zusätzlicher Kohlenstoffspeicher
Verarbeitet man die gefällten Bäume zu Holzprodukten und nutzt diese etwa im Haus- oder Wohnungsbau, so trägt die Holznutzung zusätzlich zur Bindung des Klimagases CO2 bei – eine Kohlenstoffsenke. Und dies kann über einen langen Zeitraum geschehen. Selbst wenn ein Haus baufällig wird, lassen sich die alten Balken und Bohlen im Anschluss noch wiederverwerten. Und am Ende, wenn alle stofflichen Nutzungspfade ausgeschöpft sind, kann Holz als Energielieferant dienen. Man nennt dies eine Kaskadennutzung.
Zudem ersetzt Holz andere Materialien, wie Stahl, Beton oder Plastik, die zum Teil energieaufwendig und damit klimaschädlich hergestellt werden und nicht nachwachsen. Dieses sogenannte Substitutionspotential vervielfacht die Klimaschutzleistung sogar noch.
Ausgewählte Projekte
Verbundvorhaben: Biodiversität und Kohlenstoffspeicherung in Wäldern unterschiedlicher Nutzungsintensität (BiCO2)
- Teilvorhaben 1: Untersuchungsmanagement, Biodiversität und Verbundkoordination
https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2218WK23A4 - Teilvorhaben 2: Bodenkohlenstoff und wissenschaftliche Synthese
https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2218WK23B4 - Teilvorhaben 3: Flächenmanagement und Wissenstransfer in die Forstpraxis
www.waldklimafonds.de/index.php
Verbundvorhaben: Steigerung der Kohlenstoffsequestrierung in Waldböden durch gezieltes Totholzmanagement (TotC)
- Teilvorhaben 1: Teilvorhaben Kohlenstoffbilanzen
https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2219WK07A4 - Teilvorhaben 2: Teilvorhaben Kohlenstoffstabilisierung und Bodenstruktur
https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2219WK07B4
Kohlenstoffspeicherung im Boden naturnaher Buchenwälder – Wasserhaushalt und Totholz als entscheidende Steuerfaktoren in einem sich verändernden Klima (BENEATH)
Kohlenstoff im System Wald – Umsatzraten, Speicherung und waldbauliche Strategien zur Anpassung an den Klimawandel (C-turn)
Förderprogramm "Nachwachsende Rohstoffe"
Verbundvorhaben: Charakterisierung des Zustandes sowie kurzfristiger Veränderungen der oberirdischen Biomasse sowie der Kohlenstoffbindung mit Hilfe von UAV Technologie in Wäldern am Beispiel des Flachlands in Bayern (BY-CS-UAV)
- Teilvorhaben 1: Vorbereitung & Koordinierung UAV-Befliegung, Auswertung für Kohlenstoffinventur
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22013317 - Teilvorhaben 2: Arbeitszeitstudien und Bildauswertung der UAV-Befliegung
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22014418
Weiterführende Informationen:
Pressemitteilungen/News der FNR zum Thema:
https://baustoffe.fnr.de/service/presse/pressemitteilungen/aktuelle-nachricht/holzverwendung-nuetzt-dem-klima0
https://www.waldklimafonds.de/presse/pressemitteilungen/archiv/archiv-nachricht/ivenacker
https://www.waldklimafonds.de/presse/pressemitteilungen/archiv/archiv-nachricht/klimaschutzleistung-von-waldboeden-im-blick
Informationen zur Bundeswaldinventur und Kohlenstoffinventur:
https://www.bundeswaldinventur.de/
https://bwi.info/
https://www.kiwuh.de/service/wissenswertes/wissenswertes/die-vierte-bundeswaldinventur
Klimaschutz durch Holz:
https://holz.fnr.de/was-ist-holz/holz-als-co2-speicher/klimaschutz-durch-holz
Potentiale von Bauen mit Holz (Umweltbundesamt):
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/potenziale-von-bauen-holz
FAQ Kohlenstoffspeicher Wald und Holz in Zahlen:
https://www.kiwuh.de/presse/themendossiers/kohlenstoffspeicher/faq-kohlenstoffspeicher-wald-und-holz-in-zahlen
