VBIO
Aktuelles aus den Biowissenschaften

Artenreiche Wälder speichern doppelt so viel Kohlenstoff wie Monokulturen

Die Untersuchungsflächen des Experiments BEF-China liegen in einem Berggebiet 400 Kilometer westlich von Shanghai.
Die Untersuchungsflächen des Experiments BEF-China liegen in einem Berggebiet 400 Kilometer westlich von Shanghai. UZH

Artenreiche subtropische Wälder können doppelt so viel Kohlenstoff aufnehmen wie Monokulturen. Dies berichtet ein internationales Forscherteam in SCIENCE. Die Studie wurde im Rahmen eines einmaligen Feldexperiments durchgeführt, das unter Federführung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Chinese Academy of Sciences betrieben wird. Es besteht aus eigens angelegten Wäldern in China mit insgesamt über 150.000 Bäumen. Die Ergebnisse sprechen aus Sicht der Forscher dafür, bei Wiederaufforstungen viele verschiedene Baumarten zu verwenden. Damit könne sowohl Arten- als auch Klimaschutz betrieben werden.

Im Jahr 2009 startete mit BEF-China ein einmaliges Waldexperiment. Dabei wurden Baummischungen mit verschiedener Anzahl an Arten angepflanzt – von der Monokultur bis zum artenreichen Wald mit 16 verschiedenen Baumarten. Nach acht Jahren speicherte ein solcher Wald in seiner oberirdischen Biomasse durchschnittlich 32 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar. Eine durchschnittliche Monokultur brachte es dagegen nur auf 12 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar, also nicht einmal die Hälfte. Bei der Fotosynthese nehmen die Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und setzen den Kohlstoff zu Biomasse um. Speichert ein Wald mehr Kohlenstoff, hilft dies somit, Treibhausgase zu reduzieren, und zeigt gleichzeitig eine hohe Produktivität des Waldes an.

Dass mit der Artenvielfalt die Produktivität steigt, war zuvor auch schon durch Experimente in Wiesen-Ökosystemen in Europa und den USA gezeigt worden, etwa im Jena-Experiment. Für den Wald wurde dagegen ein geringer Effekt der Artenvielfalt vermutet, da man annahm, dass alle Baumarten ähnliche ökologische Nischen hätten. Offenbar aber war diese Vermutung falsch, wie Helge Bruelheide, Professor an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und Ko-Direktor des Forschungszentrum iDiv, berichtet: „Im Waldexperiment nahm die Biomasse ebenso schnell zu wie im Grasland. Dadurch gab es auch schon nach vier Jahren deutliche Unterschiede zwischen der Monokultur und dem artenreichen Wald“.

„Diese Ergebnisse haben grosse ökologische und ökonomische Bedeutung“, unterstreicht Prof. Bernhard Schmid von der Universität Zürich, der Letztautor im über 60-köpfigen Autorenteam der aktuellen Publikation in SCIENCE. Eine vorangegangene Studie hatte bereits einen positiven Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und Kohlenstoffspeicherung aufgezeigt. „Die vorherige Studie beruhte jedoch auf reinen Beobachtungen und daher war es nicht möglich, eindeutig nachzuweisen, dass die höhere Artenvielfalt der Grund für die höhere Produktivität war“, sagt Schmid. Prof. Keping Ma vom Institute of Botany der Chinese Academy of Sciences in Peking ergänzt: „Nun kommen wir jedoch mit einem Experiment unter kontrollierten Bedingungen zum selben Ergebnis: Ein Wald mit vielen verschiedenen Baumarten ist produktiver als eine Monokultur“.

Weltweit gibt es Pläne für große Wiederaufforstungsprogramme, um mit neuen Wäldern Klimaschutz zu betreiben. Allein in China wurden zwischen 2010 und 2015 pro Jahr 1,5 Millionen Hektar Wald neu angepflanzt – allerdings hauptsächlich mit schnell wachsenden Monokulturen. „Mit einer Mischung aus einheimischen Baumarten ist es möglich, eine höhere Produktivität zu erreichen, womit sich auch das Klima besser schützen lässt“, gibt Helge Bruelheide zu bedenken. „Artenreiche Wälder sind auch weniger empfindlich gegenüber Krankheiten oder extremen Wettereignissen, die durch den Klimawandel immer häufiger werden. Und sie sind ein Beitrag zum Erhalt der weltweit bedrohten biologischen Vielfalt.“ Zudem mache es sich auch wirtschaftlich bezahlt, bei Aufforstungen Mischkulturen zu verwenden, so die Studienautoren: Rechnet man die im Experiment beobachteten Effekte auf die weltweit vorhandenen Wälder hoch, ergibt sich, dass ein Rückgang der Baumarten um zehn Prozent zu Produktionsverlusten von 20 Milliarden US-Dollar weltweit pro Jahr führen würde.

Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig


Originalpublikation:

Yuanyuan Huang et al.:Impacts of species richness on productivity in a large-scale subtropical forest experiment. Science. DOI: 10.1126/science.aat6405.

http://science.sciencemag.org/content/362/6410/80