Wälder als CO₂-Senke: Studie dämpft die Erwartungen

Bäume nehmen Kohlendioxid bis in den Spätsommer auf, wachsen aber nur bis Juli. Eine Studie der Columbia University zeigt: Fotosynthese und Baumwachstum sind entkoppelt. Wälder könnten künftig weniger Kohlenstoff dauerhaft binden als Klimamodelle annehmen.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 4 Min. Lesezeit LESEN

Wälder gelten als verlässliche Kohlenstoffsenke: Bäume nehmen CO₂ aus der Luft auf und binden einen Teil davon im Holz, wo es über Jahrzehnte bis Jahrhunderte gespeichert bleibt. Eine neue Studie der Columbia University, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Science Advances, stellt eine zentrale Annahme dieser Rechnung infrage.

Das Team um den Ökoklimatologen Mukund Palat Rao vom Lamont-Doherty Earth Observatory fand heraus: Fotosynthese und Baumwachstum verlaufen nicht parallel, sondern entkoppelt. Mehr Fotosynthese bedeutet demnach nicht automatisch mehr Holz und damit nicht automatisch mehr dauerhaft gespeicherten Kohlenstoff.

Wachstum stoppt im Hochsommer, Fotosynthese läuft weiter

Für die Untersuchung kombinierten die Forschenden Satellitenaufnahmen von 137 Standorten im Osten der USA und in Kalifornien mit stündlichen Messungen des CO₂-Gehalts in den Baumkronen und stammnahen Sensoren, die kleinste Größenänderungen der Bäume erfassen. Dazu kamen Jahresring-Daten und Temperaturreihen seit 1950.

Das Ergebnis: An den östlichen Standorten wuchsen die Eichen etwa von Mai bis Juli, betrieben aber bis weit in den Oktober Fotosynthese. Rund 36 Prozent der jährlichen Kohlenstoffaufnahme erfolgten erst nach dem Ende des Wachstums. In Kalifornien, wo die Eichen von Dezember bis April wachsen, waren es etwa 26 Prozent.

Der Mechanismus dahinter ist physiologisch erklärbar: Bei Trockenheit und Hitze verlieren Bäume den inneren Wasserdruck, den sie zum Wachsen brauchen. „In dem Moment, in dem es trocken und heiß wird, stoppt das Wachstum fast sofort", sagt Rao. Die Fotosynthese laufe mit leicht verringerter Intensität weiter.

Warum Wälder als CO₂-Senke neu bewertet werden muss

Bisherige Klimamodelle gehen überwiegend davon aus, dass eine steigende CO₂-Konzentration die Fotosynthese verstärkt und damit auch das Baumwachstum anregt, mehr Kohlenstoff also langfristig im Holz landet. Genau diese Kopplung halten die Forschenden für zu optimistisch.

Der nach dem Wachstum aufgenommene Kohlenstoff fließt teils in neue Blätter und Wurzeln, teils in kurzlebige Stoffwechselprozesse, teils dient er als Startkapital für das Wachstum im Folgejahr. Wie viel davon tatsächlich dauerhaft im Holz gebunden wird und wie viel kurzfristig wieder entweicht, ist offen. Klar ist nur: Die Annahme „mehr Fotosynthese gleich mehr Speicherung" trägt nicht.

Besonders ausgeprägt war die Entkopplung in Jahren mit stark schwankendem Klima, das zwischen nass und trocken pendelte, ein Muster, das mit der Erderwärmung häufiger wird. Für die Energiewende-Debatte ist das ein nüchterner Befund: Natürliche Senken sind weniger berechenbar als gehofft. Technische CO₂-Entnahme wie Direct Air Capture und schnelle Emissionsminderung gewinnen damit an Gewicht, auch wenn die EU bei der CO₂-Entnahme im Emissionshandel noch um die Spielregeln ringt.

Was noch offen ist

Die Studie betrachtet ausschließlich Eichen an US-Standorten. Ob und wie stark Fotosynthese und Wachstum bei anderen Baumarten, Ökosystemen und in anderen Regionen entkoppelt sind, untersucht das Team nun. Rao erwartet die Entkopplung in unterschiedlicher Stärke, hat aber noch keine belastbaren Antworten.

Wahrscheinlich sei, dass die Prognosen darüber, wie viel zusätzlichen Kohlenstoff Wälder in einer CO₂-gesättigten Zukunft speichern, überdacht werden müssten. Für Aufforstung als Klimaschutzmaßnahme heißt das nicht, dass sie wirkungslos wäre, wohl aber, dass ihr Beitrag zur dauerhaften Speicherung vorsichtiger angesetzt werden sollte.

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