Angeblich ist es ein Pluspunkt im Kampf gegen den Klimawandel: Wärme und CO2 beschleunigen das Baumwachstum. Doch offenbar lässt sich dieser Effekt kaum als Vorteil für die Kohlenstoffbindung verbuchen, berichten Forscher. Sie haben erstmals umfassend dokumentiert, dass schnell wachsende Bäume überall auf der Welt typischerweise früh sterben. Aus ihren Modellsimulationen geht hervor, dass durch diesen Effekt der anfängliche Zugewinn an Biomasse am Ende wieder zunichtegemacht wird.
Normalerweise würde sich weitgehend ein Gleichgewicht einstellen: Wälder nehmen ungefähr so viel Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf, wie sie bei ihrem späteren Verfall wieder freisetzen. Der Mensch hat dieses Gleichgewicht jedoch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verändert. Die atmosphärischen CO2-Werte sind stark angestiegen, was zu einer Temperaturerhöhung geführt hat, die gemeinsam mit dem „Düngeeffekt“ des atmosphärischen Kohlendioxids das Pflanzenwachstum nachweislich verstärkt hat. Man könnte also erwarten, dass die Wälder einen Teil unserer Kohlenstoffemissionen abpuffern werden – und genau das sagen die meisten Erdsystemmodelle auch voraus.
Doch es gab bereits Hinweise darauf, dass diese Rechnung am Ende nicht aufgehen könnte. Im Amazonasgebiet wurde beispielsweise festgestellt, dass auf die anfänglichen Wachstumssteigerungen ein Anstieg der Baumsterblichkeit folgt. So kam der Verdacht auf, dass dies auf ein schnelleres Wachstum zurückzuführen sein könnte, das die Lebensdauer der Bäume verkürzt. Wenn dieser Effekt weit verbreitet ist, könnte dies bedeuten, dass die Vorhersagen, dass die Wälder weiterhin eine Kohlenstoffsenke bilden, möglicherweise zu optimistisch waren. “Bisher wurde der Zusammenhang zwischen Wachstum und Langlebigkeit aber nur bei einigen wenigen Arten und an speziellen Standorten nachgewiesen“, sagt Roel Brienen von der University of Leeds.
Ein globales Prinzip zeichnet sich ab
Deshalb haben er und seine Kollegen den möglichen Zusammenhang nun durch eine globale Analyse umfassend erforscht. Das internationale Wissenschaftlerteam untersuchte dazu zunächst Daten von mehr als 80 Baumarten aus vielen klimatisch unterschiedlichen Regionen der Erde. Neben Informationen zum erreichten Lebensalter gingen aus Analysen der Merkmale der Jahresringe der Bäume ihre Wachstumsraten hervor.
So konnten die Wissenschaftler das Prinzip bestätigen: Bäume, die schnell wachsen, sterben jung. Es ist seit langem bekannt, dass schneller wachsende Arten kürzer leben. Ein Balsabaum erreicht beispielsweise schnell eine Höhe von 20 Metern oder mehr, lebt aber nur wenige Jahrzehnte, während einige Kiefernarten seit fast 5000 Jahren stetig wachsen. Die Forscher konnten allerdings nun zeigen, dass der Effekt nicht nur beim Vergleich verschiedener Arten festzustellen ist, sondern auch innerhalb von Bäumen derselben Art. Die Studie bestätigt somit, dass der Kompromiss zwischen Wachstum und Lebensdauer tatsächlich nahezu universell bei fast allen Baumarten und Klimazonen auftritt.
Strich durch die Rechnung?
Um die Auswirkungen dieses Effekts zu untersuchen, haben die Forscher anschließend Simulationen zur Anreicherung von Kohlenstoff durch Wälder durchgeführt. Sie verdeutlichten, wie die schneller wachsenden Bäume zwar zunächst das Gesamtniveau der Biomasse ansteigen ließen – doch nicht langfristig. Durch das frühere Absterben verliert der Wald schließlich wieder an Biomasse und kehrt auf das gleiche Niveau wie am Anfang zurück. Die Modelle zeigen somit, dass die Kohlenstoffspeicherung langfristig kaum zunimmt. Es ist wahrscheinlich, dass nach dem bisherigen Wachstumsschub nun global das Baumsterben zunehmen wird.
Die Forscher vermuten, dass eine Ursache des Zusammenhangs zwischen dem schnellen Wachstum und dem verfrühten Absterben darin besteht, dass die Bäume sehr schnell ihre maximale Größe erreichen und anschließend absterben. Zudem könnten Bäume, die schnell wachsen, auch weniger in die Abwehr von Krankheiten oder Schädlingen investieren oder gegen Trockenheit anfälligere Strukturen ausbilden, erklären die Forscher. “Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die am schnellsten wachsenden Bäume Merkmale aufweisen, die sie anfällig machen, während langsamer wachsende Eigenschaften entwickeln, die es ihnen ermöglichen, zu überdauern”, resümiert Co-Autor Steve Voelker von der Syracuse University in New York.
Was auch immer die Ursache sein mag, der Mechanismus sollte nun in wissenschaftliche Modelle eingebaut werden, um realistische Vorhersagen über die zukünftige Entwicklung der Kohlenstoffsenke Wald zu entwickeln, sagen die Wissenschaftler. “Modellprojektionen zur Persistenz der globalen Waldkohlenstoffsenke sind wahrscheinlich ungenau und zu optimistisch. Letztlich betonen unsere Ergebnisse somit erneut die Dringlichkeit der Eindämmung der Treibhausgasemissionen“, sagt Co-Autor Manuel Gloor von der University of Leeds.
Quelle: University of Leeds, Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-020-17966-z
„Kryptischer“ Klimatreiber der Erdgeschichte
