Bäume und Pflanzen (Flora) gehören zu den wichtigsten Elementen unseres Planeten. Das zeigt sich an ihrer Gesamt-Biomasse im Verhältnis zur Tierwelt (Fauna). Daher sind Bäume für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts des Ökosystems unerlässlich und erbringen zahlreiche Leistungen für Mensch und Tier. Unter den vielen wichtigen Funktionen, die Bäume erfüllen, ist eine der wichtigsten die Fähigkeit, Kohlenstoff – auch Kohlendioxid (CO2) genannt – zu speichern. Die Kohlenstoffspeicherung ist für die Verringerung des Klimawandels unerlässlich. Steigt die CO2-Menge in der Atmosphäre weiter an, erhöht sich die Temperatur auf der Erde. Das hat verheerende Folgen wie das Abschmelzen der Gletscher, den Anstieg des Meeresspiegels und Wetterextreme, wie wir sie in den letzten Jahren erlebt haben. Bäume speichern Kohlenstoff, indem sie während der Fotosynthese CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen und es für das Wachstum ihrer Stämme, Wurzeln, Äste und Blätter verwenden. In diesem Artikel gehen wir näher auf die Funktionsweise und Bedeutung der CO2-Aufnahme ein.
CO2-Aufnahme
Der Grad der Kohlenstoffspeicherung in Bäumen kann je nach Art, Alter, Größe und Standort variieren. Bäume in tropischen Regenwäldern können beispielsweise wesentlich mehr Kohlenstoff speichern als Bäume in gemäßigten Zonen. Dies ist auf ihre hohe Wachstumsrate und das tropische Klima zurückzuführen, das sie ganzjährig aktiv macht. Große, alte Bäume mit viel Holz haben mehr Kohlenstoff gespeichert als junge Bäume. Deshalb ist es so wichtig, alte Wälder zu erhalten. Beim Fällen – und vor allem beim Verbrennen des Holzes – werden enorme Mengen an CO2 freigesetzt. Von anderen schädlichen Gasen, die bei der Verbrennung entstehen, einmal ganz abgesehen. Die Verwendung von gefälltem Holz, zum Beispiel beim Bau, sorgt für den Erhalt des gebundenen Kohlenstoffs. Kohlenstoff wird aber nicht nur in den Bäumen, sondern auch im Boden gespeichert. Er kommt auch im Wasser vor – z.B. im Grundwasser, in Oberflächengewässern (Gräben und Flüssen) und zu einem sehr großen Teil im Meer.
Bäume können mit ihren Wurzeln sehr tief in den Boden eindringen. Dadurch wird beim Wachstum Kohlenstoff an den Boden abgegeben (Fotosynthese). Dieser Kohlenstoff kann dann in Abhängigkeit von Bodenbeschaffenheit und Tiefe des Grundwassers für Hunderte oder sogar Tausende von Jahren gespeichert werden. Es besteht also ein enger Zusammenhang zwischen der Durchwurzelbarkeit des Bodens, der Gesundheit der Bäume und dem Grad der Kohlenstoffspeicherung. Wenn Bäume in einem Wald stehen, ist ihr Wurzelpaket im Schnitt nicht sehr viel größer als ihr Kronendurchmesser. Je mehr Wurzeln sich bilden, desto mehr Kohlenstoff kann gespeichert werden. Solitärbäume brauchen auch ein kräftigeres und breiteres Wurzelpaket, um die Kraft des Windes mit ihren Hauptwurzeln aufzufangen. Das Wurzelwachstum und die Größe des Wurzelballens hängen von verschiedenen Faktoren ab, z.B. der Baumart, der Tiefe des Grundwasserspiegels, dem Vorhandensein von undurchlässigen Schichten wie Stein oder Lehm etc. Das Wurzelpaket ist entscheidend für die Funktion des Baums und den Grad der Kohlenstoffspeicherung.
Die Bedeutung der Vegetation
Von allen Vegetationstypen sind Feuchtgebiete die bei weitem wichtigsten Kohlenstoffspeicher auf unserem Planeten. Sie sind sogar wichtiger als alle anderen Vegetationsarten zusammen genommen! An zweiter Stelle stehen Wälder. Auch Feuchtgebiete bestehen teilweise aus Bäumen und Sträuchern. Die weit verbreitete Trockenlegung von Feuchtgebieten und die Entwaldung, u.a. durch eine geänderte Landnutzung und Waldbrände haben jedoch zu erheblichen Kohlenstoffemissionen geführt, die zum Klimawandel beitragen. Die durch Entwässerung, Urbarmachung und Abtragung verursachte Austrocknung des Bodens trägt in hohem Maß zur Freisetzung von Kohlenstoff bei.
Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen die bestehenden Wälder und Bäume folglich geschützt und das Pflanzen von Bäumen gefördert werden. Dabei ist jedoch wichtig, die richtigen Bäume zu pflanzen. Bäume von schlechter Qualität oder Bäume, die unter (Trockenheits-)Stress leiden, können ihre Ökosystemleistung nicht richtig erfüllen. Die Wiederherstellung von Ökosystemen und die Erreichung der notwendigen Klimaziele hängen nicht nur von der Pflanzung, sondern auch von Wissen und Innovation ab - vor allem, um die Stadt zu begrünen. Die meisten Vorteile, die Grünpflanzen zu bieten haben, können in städtischen Umgebungen kurzfristig durch die Begrünung von Dächern und asphaltierten Plätzen erzielt werden. Auch das Pflanzen von Bäumen in städtischen Gebieten, entlang von Infrastrukturen und in entwaldeten Gebieten trägt dazu bei, CO2 und andere Schadstoffe dort zu reduzieren, wo sie entstehen.
Sicher stellen Sie sich jetzt die Frage, wie viel CO2 ein Baum aufnimmt. Diese Frage lässt sich nicht eindeutig beantworten, da sie von vielen Faktoren abhängt. Man kann aber davon ausgehen, dass 1 m³ Holz durchschnittlich 1 knappe Tonne CO2 gespeichert hat.
In einer Studie (Quelle: 8billiontrees.com) fanden Forscher heraus, dass ein ausgewachsener Baum 48 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr absorbieren kann. Das entspricht den Emissionen eines Autos mit Verbrennungsmotor nach 25.000 zurückgelegten Kilometern.
Außerdem zeigen zahlreiche Studien, dass eine Erhöhung der Anzahl von Bäumen in städtischen Gebieten die übrige Luftverschmutzung am wirksamsten absorbiert.
- Quelle: Hiemstra et al. 2008, Bomen een verademing voor de stad. (Bäume lassen Städte aufatmen)
Welche Bäume nehmen das meiste CO2 auf? Junge oder alte Bäume?
Es ist nicht möglich, bestimmten Baumarten eine genaue Menge der CO2-Aufnahme zuzuordnen. Man kann aber sagen, dass immergrüne Bäume das ganze Jahr über CO2 aufnehmen, laubabwerfende Bäume nicht. Von jungen Bäumen wissen wir, dass sie eine enorme Wuchskraft haben und CO2 daher schneller speichern. Auch schnell wachsende Pionierarten speichern in ihrer Jugend mehr CO2, weil sie schnell wachsen. Demgegenüber haben ältere Bäume eine dichtere Holzmasse und ein größeres Blattvolumen und können daher mehr CO2 speichern. Wir können also sagen, dass Bäume, die alt werden können und deren Holz für den Bau wertvoll und lange nutzbar ist, gut für die Absorption und Speicherung von Kohlenstoff sind.
Dazu gehören die folgenden Arten:
Acer, Aesculus, Carpinus, Fagus, Gymnocladus, Koelreuteria, Liquidambar, Quercus, Taxodium und Tilia.
- Quelle: Hiemstra, 2022, Groen in de Stad, Soortentabel (Grün in der Stadt, Artentabelle)
Die Stadt als Kohlenstoffspeicher
Die Verwendung von Holz, z.B. beim Bau, kann hier eine gute Lösung sein. Holz ist nicht nur ein Kohlenstoffspeicher, sondern kann auch sehr umweltschädliche Bauprodukte problemlos ersetzen. Angesichts der zunehmenden Bevölkerungsdichte, des Bedarfs an Häusern und der Abwanderung vom Land in die Städte ist der Bedarf an Bauprodukten enorm. Ein erheblicher Anteil (11 %) der weltweiten Bauindustrie stößt Kohlenstoff aus. Insbesondere die Herstellung und der Transport von Glas, Zement und Beton, aber auch die Ziegelproduktion sind dafür verantwortlich. Die Verwendung von Holz kann hier oft eine Lösung sein. Holz (Fasern) kann auch ein nützliches Material für die Isolierung bestehender Gebäude sein. Das Baugewerbe ist zwar derzeit noch eine umweltverschmutzende Branche, kann aber in Zukunft durch die Herstellung und Anwendung biobasierter Materialien auch zur Lösung des Kohlenstoffproblems beitragen. So kann die Stadt als guter Kohlenstoffspeicher in Form von Baumaterialien dienen.
Dieser Blog gehört zur Artikelserie „Bäume und ihre Ökosystemleistungen“, in der wir die verschiedenen Ökosystemleistungen, die Bäume zum Nutzen des Menschen erbringen, näher erläutern. In diesen Artikeln werden wir uns auf den Beitrag von Bäumen bei der Lösung von Umweltproblemen unserer Zeit wie Wasserverwaltung, Hitzestress, CO2, Luftqualität, biologische Vielfalt und Lebensraum konzentrieren.
