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Klimawandel: der Einfluss von Waldrodung und Bodenerosion (26.05.2017)

Die Rodung der Wälder gilt nach der Verbrennung fossiler Rohstoffe als die wichtigste Quelle atmosphärischen Kohlenstoffs (CO2), dem bedeutendsten Motor des globalen Klimawandels. Ein internationales Forscherteam fand nun heraus, dass die Bilanz der CO2-Freisetzung durch Waldrodung nicht so negativ ausfällt wie bisher angenommen. Die auf den gerodeten Flächen einsetzende Bodenerosion trägt zwar kohlenstoffreichen Oberboden ab. Dieser wird jedoch teilweise als Sediment terrestrisch oder in Gewässern gespeichert. In Kombination mit der flächenhaften Bodenneubildung an erodierten Standorten führt dieser Prozess zur Bindung atmosphärischen CO2. Dr. Thomas Hoffmann, Privatdozent an der Uni Bonn und seit 2015 Mitarbeiter in der Bundesanstalt für Gewässerkunde, ist einer der Autoren eines wissenschaftlichen Beitrags in der Fachzeitschrift „nature climate change“ zu dieser Thematik, die auch für Fragen des Sedimenthaushalts von Gewässer relevant ist.

Wenn Wald verschwindet, wird Kohlendioxid freigesetzt, insbesondere bei Brandrodungen. Die Rede ist nicht nur vom Kohlenstoff, der im Holz gebunden ist – auch in den Böden gesunder Wälder sind große Mengen Kohlenstoff gespeichert. Werden also Waldböden in Äcker umgewandelt, dann wird durch die regelmäßige Bearbeitung der Ackerfläche Kohlendioxid freigesetzt. Dieser Prozess der Landnutzungsänderung begann vor ca. 7000 Jahren, als der Mensch anfing, sesshaft zu werden und Ackerbau zu betreiben. Inzwischen ist die globale Waldfläche zu Gunsten der landwirtschaftlich genutzten Fläche extrem geschrumpft. Die Rodung der Wälder und die einsetzende landwirtschaftliche Nutzung führen unmittelbar zum Anstieg der Bodenerosion. Oft ist die Bodenerosionsrate landwirtschaftlich genutzter Fläche um das Zehnfache höher als bei der langsamen Erosion unter natürlichen Wäldern.

Der durch Erosion abgetragene Boden wird mitsamt der assoziierten Nährstoffe (vorwiegend Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor) am Fuß von Hängen, in großen ausgedehnten Flussauen und in Seen langfristig gespeichert. „Diese Speicherung von Kohlenstoff in Sedimenten sowie die Bodenneubildung an den erodierten Standorten fungieren als Senke für Kohlenstoff“, so Thomas Hoffmann, „das heißt, in erodierenden Landschaften wird in der Bilanz mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre gebunden, als in bewaldeten Landschaften“.

Auf Grundlage einer umfassenden Datenbank zum Bodenkohlenstoff sowie der Modellierung des Bodenkohlenstoffhaushaltes ist es dem Forscherteam erstmals gelungen, den globalen zeitlichen Verlauf der Kohlenstofffreisetzung und -speicherung zu quantifizieren und den Einfluss des Menschen zu analysieren. Seit Beginn des Ackerbaus ist das natürliche Gleichgewicht zwischen Bodenneubildung und -abbau gestört, was zu einer kumulativen Speicherung von Kohlenstoff auf der Landoberfläche führte. Die Bilanz der Forschungsgruppe belegt die starke Überschätzung der CO2-Emission durch den Landnutzungswandel, denn ca. ein Drittel des Kohlenstoffs wird durch die erosionsbedingten Prozesse nur verlagert, nicht als CO2 freigesetzt.

Die Studie liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der langfristigen Veränderung des globalen Kohlenstoffhaushaltes in der Atmosphäre: Während kurzfristige Schwankungen der Landbiomasse sich unmittelbar auf den CO2-Gehalt der Atmosphäre auswirken, erfolgt die Kohlenstoffspeicherung via erosionsbedingter Sedimente auf Zeitskalen von hundert bis tausenden von Jahren. Die vom Menschen verursachte Bodenerosion im Holozän führte zu einem Aufbau von terrestrischen Kohlenstoffspeichern, die Verweildauer des Kohlenstoffs in diesen Sedimentspeichern bzw. die Freisetzung als CO2 hängt davon ab, wie die entsprechenden Flächen genutzt werden. Dabei spielt auch eine Rolle, wie der Mensch den Wasserhaushalt steuert.

In diesem Sinne besteht eine Klammer zu den Aufgaben der BfG, den Sediment- und Stoffhaushalt von Gewässern zu betrachten. In diesen Rahmen fallen u.a. Forschungstätigkeiten der BfG zu Themen wie „Klimawandel und landnutzungsinduzierte Veränderungen der Sedimenteinträge in Bundeswasserstraßen“.

Der Link zum Beitrag in „nature climate change“ lautet: http://www.nature.com/nclimate/journal/v7/n5/full/nclimate3263.html

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