Kohlenstoffvorräte reagieren auf Erwärmung anders als erwartet

Waldböden zählen zu den größten Kohlenstoffspeichern der Erde. „Steigende Temperaturen könnten diesen Speicher jedoch destabilisieren: Wenn sich organischer Kohlenstoff im Boden schneller zersetzt, gelangt mehr Kohlendioxid (CO₂) in die Atmosphäre. Besonders alpine Wälder könnten betroffen sein, da sich Gebirgsregionen überdurchschnittlich stark erwärmen und überdurchschnittlich viel Kohlenstoff im Waldboden gespeichert ist”, erklärt Projektleiter Andreas Schindlbacher vom Bundesforschungszentrums für Wald (BFW).

Ergebnisse einer Langzeitstudie in einem Bergwald der Nördlichen Kalkalpen in Tirol, die mit Expertise des BFW, der Universität Wien und der Universität Bayreuth in der Fachzeitschrift Global Change Biology (Wiley Verlag) veröffentlicht wurden, unterstreichen diese Zusammenhänge, zeigen aber auch bisher zu wenig beachtete auf. 

In einem seit fast zwei Jahrzehnten laufenden Freilandexperiment in Achenkirch wurde der Boden während der schneefreien Zeit um vier Grad Celsius erwärmt. Die CO₂-Abgabe aus dem Boden stieg im Schnitt um rund 13 Prozent pro Grad Erwärmung deutlich an und blieb auch nach 18 Jahren erhöht. 

Mehr Feinwurzelwachstum

Gleichzeitig nahmen die Kohlenstoffvorräte im Boden weniger stark ab als erwartet. Die Forschenden führen das vor allem auf Reaktionen der Baumwurzeln zurück: Unter wärmeren Bedingungen produzieren Bäume mehr Feinwurzeln, die sich schneller erneuern und mehr Kohlenstoffverbindungen in den Boden abgeben. Dadurch gelangt zusätzlicher Kohlenstoff in den Untergrund. 

Radiokarbonmessungen zeigen zudem, dass sich der organische Kohlenstoff im Boden teilweise „verjüngt“. Älterer Kohlenstoff wird demnach teilweise durch neuen, pflanzenstämmigen Kohlenstoff vor allem in tieferen Bodenschichten ersetzt. 

Weniger Zersetzerpilze, mehr Mykorrhiza

Das Bodenerwärmungsexperiment in Achenkirch macht zudem klar: Steigende Bodentemperaturen verändern die Lebensgemeinschaft im Boden. Während Bakterien kaum betroffen waren, reagierten Pilze deutlich sensibler – ihre Gesamtmenge nahm ab. Besonders auffällig ist der Wandel innerhalb der Pilze: Zersetzerpilze gehen zurück, während Mykorrhiza-Pilze, die in enger Partnerschaft mit Bäumen leben, in wärmeren Böden zunehmen.

„Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei Nährstoffmangel in wärmeren Böden vor allem Mykorrhiza-Pilze profitieren. Diese Pilze beziehen den Kohlenstoff, den sie zum Leben brauchen, direkt aus den Baumwurzeln. Dadurch tragen sie nicht zum Abbau, sondern zum Aufbau von Bodenkohlenstoff bei – möglicherweise ein wichtiger Mechanismus, um Bodenkohlenstoffspeicher auch unter wärmeren Bedingungen zu erhalten“, fasst Schindlbacher zusammen.

Mykorrhiza-Pilze können zudem die Wasser- und Nährstoffversorgung der Bäume verbessern. Mehr zu den Pilzen lesen Sie in dem verlinkten Artikel unten.