News: Feuriger Speicherhemmer
Vom Blitz getroffen stehen jährlich Millionen Hektar Wald in Nordamerika und Eurasien in Flammen. Noch Jahrhunderte später zeigt die Feuerspur ihre Wirkung: in einem veränderten Kohlenstoffhaushalt.
Eingestreut in das weite Blau der schwedischen Seen Hornavan und Uddjaure liegen zahllose kleine, grün bewaldete Inseln – ruhig und beschaulich; lodernde Feuersbrünste passen hier kaum ins Bild. Und doch, alle 50 bis 100 Jahre schlägt Brandstifter Blitz zu und lässt die Flammen prasseln. Je größer die Insel, desto häufiger brennt die Vegetation, allein deshalb, weil mit der Fläche auch die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags steigt.
So hat jedes Inselchen in Abhängigkeit von seiner Größe eine eigene Feuergeschichte, und damit auch seine Eigenheiten, was die Speicherung und Freisetzung von Kohlenstoff betrifft. Diese Miniaturausgaben borealer Wälder eignen sich daher bestens, um den Einfluss von Waldbränden auf die an Land riesigen Flächen in Sibirien oder Nordamerika zu untersuchen, die insgesamt immerhin elf Prozent der Erdoberfläche bedecken. Also pickten sich David Wardle von der Swedish University of Agricultural Sciences und seine Kollegen jeweils zehn kleine, mittelgroße und große Inseln heraus und verfolgten über drei Jahre hinweg die Produktivität der Pflanzen und den Abbau des organischen Materials.
Auf den mittleren und großen Inseln spross die Vegetation deutlich stärker als auf den kleineren Nachbarn, die schon lange kein Feuer mehr erlebt hatten. Offensichtlich fällt die Produktivität der Pflanzenwelt also mit der Dauer der Feuerpause. Damit allerdings speichern die Wälder auch weniger Kohlenstoff in den Pflanzen, je länger der letzte Brand zurückliegt. Dies spiegelte sich auch in der unterschiedlichen Artenzusammensetzung der jeweiligen Gebiete wider: Während auf den mittleren und großen Inseln vor allem noch die Kiefer (Pinus sylvestris) vorherrscht, hatte sich auf den kleineren Inseln inzwischen wieder die Tanne (Picea abies) angesiedelt, die erst nach langen Feuerpausen zurückkehrt und für ihre geringere Produktivität bekannt ist.
Auch der Abbau des organischen Materials im Boden verlief unterschiedlich schnell – mit den kleinen Inseln als Schlusslichtern. Um auszuschließen, dass die Zusammensetzung der herabfallenden Biomasse ausschlaggebend ist und nicht etwa die verantwortliche Lebewelt im Boden, verfrachteten die Wissenschaftler Streu der verschiedenen Inseln auf jeweils größere oder kleinere Nachbarn.
Zwei Jahre später zeigte sich, dass drei Prozesse den Abbau der Streu auf kleinen Inseln verlangsamen: So liefern die dort häufigen Pflanzenarten schlechter zersetzbares Material. Das gilt gleichzeitig aber auch für Angehörige ein und derselben Art – wachsen sie auf kleineren Inseln, widersetzen sich ihre Nadelreste stärker den Pilzen und Mikroorganismen im Boden. Und letztlich spielt auch das Mikroklima eine entscheidende Rolle, das offenbar auf den winzigen Inselflecken den Abbau hemmt, auch wenn die Streu ursprünglich von einem größeren Vertreter stammt. Im Gegensatz zum schlechteren Speichervermögen in der Pflanzenwelt erwiesen sich damit die kleinen Inseln mit ihrer längeren Feuerpause als die besseren Reservoirs für Kohlenstoff im Boden – und dieser Effekt überwog.
Denn insgesamt unterschieden sich die Gesamtergebnisse immerhin fast um den Faktor drei: Während auf kleinen Inseln im Boden und in der Vegetation durchschnittlich 9,9 Kilogramm Kohlenstoff pro Quadratmeter gespeichert wurden, brachten es die mittleren auf 19,2 und die großen Inseln auf 29,0 Kilogramm pro Quadratmeter.
Da der letzte Waldbrand und die gespeicherte Kohlenstoffmenge sehr eng korrelierten, berechneten die Forscher für jede weiteren hundert Jahre ohne Waldbrand eine zusätzliche Kohlenstoffspeicherung von 0,45 Kilogramm pro Quadratmeter Boden im gesamten Ökosystem – oder, mit aller Vorsicht hochgerechnet auf die borealen Wälder insgesamt, sieben Gigatonnen, die in diesen Waldregionen festgelegt werden könnten, wenn sie nicht durch Feuer darin gestört werden. Eine beeindruckende Zahl, doch entspricht dies gerade mal einem Prozent der derzeitigen Kohlenstofffreisetzung durch fossile Brennstoffe. Und es ist durchaus zu vermuten, dass die Zahl der Waldbrände durch die globale Klimaveränderung steigen wird.
So hat jedes Inselchen in Abhängigkeit von seiner Größe eine eigene Feuergeschichte, und damit auch seine Eigenheiten, was die Speicherung und Freisetzung von Kohlenstoff betrifft. Diese Miniaturausgaben borealer Wälder eignen sich daher bestens, um den Einfluss von Waldbränden auf die an Land riesigen Flächen in Sibirien oder Nordamerika zu untersuchen, die insgesamt immerhin elf Prozent der Erdoberfläche bedecken. Also pickten sich David Wardle von der Swedish University of Agricultural Sciences und seine Kollegen jeweils zehn kleine, mittelgroße und große Inseln heraus und verfolgten über drei Jahre hinweg die Produktivität der Pflanzen und den Abbau des organischen Materials.
Auf den mittleren und großen Inseln spross die Vegetation deutlich stärker als auf den kleineren Nachbarn, die schon lange kein Feuer mehr erlebt hatten. Offensichtlich fällt die Produktivität der Pflanzenwelt also mit der Dauer der Feuerpause. Damit allerdings speichern die Wälder auch weniger Kohlenstoff in den Pflanzen, je länger der letzte Brand zurückliegt. Dies spiegelte sich auch in der unterschiedlichen Artenzusammensetzung der jeweiligen Gebiete wider: Während auf den mittleren und großen Inseln vor allem noch die Kiefer (Pinus sylvestris) vorherrscht, hatte sich auf den kleineren Inseln inzwischen wieder die Tanne (Picea abies) angesiedelt, die erst nach langen Feuerpausen zurückkehrt und für ihre geringere Produktivität bekannt ist.
Auch der Abbau des organischen Materials im Boden verlief unterschiedlich schnell – mit den kleinen Inseln als Schlusslichtern. Um auszuschließen, dass die Zusammensetzung der herabfallenden Biomasse ausschlaggebend ist und nicht etwa die verantwortliche Lebewelt im Boden, verfrachteten die Wissenschaftler Streu der verschiedenen Inseln auf jeweils größere oder kleinere Nachbarn.
Zwei Jahre später zeigte sich, dass drei Prozesse den Abbau der Streu auf kleinen Inseln verlangsamen: So liefern die dort häufigen Pflanzenarten schlechter zersetzbares Material. Das gilt gleichzeitig aber auch für Angehörige ein und derselben Art – wachsen sie auf kleineren Inseln, widersetzen sich ihre Nadelreste stärker den Pilzen und Mikroorganismen im Boden. Und letztlich spielt auch das Mikroklima eine entscheidende Rolle, das offenbar auf den winzigen Inselflecken den Abbau hemmt, auch wenn die Streu ursprünglich von einem größeren Vertreter stammt. Im Gegensatz zum schlechteren Speichervermögen in der Pflanzenwelt erwiesen sich damit die kleinen Inseln mit ihrer längeren Feuerpause als die besseren Reservoirs für Kohlenstoff im Boden – und dieser Effekt überwog.
Denn insgesamt unterschieden sich die Gesamtergebnisse immerhin fast um den Faktor drei: Während auf kleinen Inseln im Boden und in der Vegetation durchschnittlich 9,9 Kilogramm Kohlenstoff pro Quadratmeter gespeichert wurden, brachten es die mittleren auf 19,2 und die großen Inseln auf 29,0 Kilogramm pro Quadratmeter.
Da der letzte Waldbrand und die gespeicherte Kohlenstoffmenge sehr eng korrelierten, berechneten die Forscher für jede weiteren hundert Jahre ohne Waldbrand eine zusätzliche Kohlenstoffspeicherung von 0,45 Kilogramm pro Quadratmeter Boden im gesamten Ökosystem – oder, mit aller Vorsicht hochgerechnet auf die borealen Wälder insgesamt, sieben Gigatonnen, die in diesen Waldregionen festgelegt werden könnten, wenn sie nicht durch Feuer darin gestört werden. Eine beeindruckende Zahl, doch entspricht dies gerade mal einem Prozent der derzeitigen Kohlenstofffreisetzung durch fossile Brennstoffe. Und es ist durchaus zu vermuten, dass die Zahl der Waldbrände durch die globale Klimaveränderung steigen wird.
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