Wälder und Klima

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen.

Wälder und Klima

Die klimatische Bedeutung von Wäldern

Die Wälder der Erde bedecken etwa 42 Millionen km2 bzw. 30% der globalen Landfläche, wobei in den Tropen 42 %, in den gemäßigten Breiten 25 % und in den borealen Gebieten 33 % der Landoberfläche mit Wald bedeckt sind. Wälder sind von großer Bedeutung für das menschliche Leben und Wirtschaften und stellen einer der artenreichsten Ökosysteme dar. Sie liefern Holz für Brenn- und Bauzwecke, stellen ein bedeutendes Trinkwasserreservoir dar, besitzen einen hohen Erholungswert und spielen im gegenwärtigen Klimawandel eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenke. 1

 Wald und Klima

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen. Das ist schon darin begründet, dass Wälder dominierend an dem Kohlenstoffaustausch zwischen den terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre beteiligt sind. Wälder nehmen CO2 direkt aus der Atmosphäre auf, da sie es zum Wachsen brauchen. In Wäldern sind 45 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert, allein in den tropischen Wäldern 25 %.2 Bei der Veratmung geben sie einen Teil davon wieder direkt ab, weitere Teile werden bei der Verrottung von Pflanzenteilen emittiert. Bäume, die im Wachstum begriffen sind, oder eine sich ausdehnende Pflanzendecke nehmen mehr Kohlendioxid auf, als sie abgeben. Bei absterbenden Bäumen oder der Verringerung einer Pflanzendecke, z.B. durch Abholzung, ist das Umgekehrte der Fall.

Wälder beeinflussen außerdem die Albedo der Erdoberfläche und damit den Strahlungshaushalt. Die biogeophysikalischen Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Atmosphäre bestehen vor allem im Austausch von Energie und Wasser. Die beiden physikalischen Schlüsselgrößen, die diesen Austausch steuern, sind die Albedo, die die Strahlung, und die Evapotranspiration (Verdunstung und Transpiration), die den Wasserkreislauf und die Temperatur beeinflusst.

Albedo von Wäldern

Wälder haben mit 10 % eine sehr viel geringere Albedo als z.B. Schnee- (bis zu 90 %), Wüstenoberflächen (ca. 30 %) oder Ackerflächen. Der Hauptgrund sind die dunklen Oberflächen von Wäldern. Hinzu kommt, dass Wälder eine komplizierte geometrische Oberflächenstrukur besitzen und daher das einfallende Licht vielfach reflektieren und absorbieren. Wichtig sind dabei die Blattfläche, die Blattorientierung im Verhältnis zum Lichteinfall, die Lichtdurchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Blätter. Bei Schneeflächen spielen Struktur und Alter des Schnees, der Verschmutzungsgrad, z.B. durch Rußablagerungen, und andere Faktoren eine Rolle. Auch Ackerflächen und Weiden können je nach Bewuchs eine unterschiedliche Albedo aufweisen, die jedoch geringer als die von Schnee oder Wüstenböden ist.

Bei einer geringen Albedo wird die einfallende Strahlung in hohem Maße absorbiert und die Oberfläche erwärmt sich stark. Dadurch wird langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieüberschuss der erwärmten Erdoberfläche wird aber auch durch sensible und latente Wärme abtransportiert. Ein sensibler (fühlbarer) Wärmefluss bedeutet, dass erwärmte Luft vom Boden in die Atmosphäre transportiert wird. Ein latenter Wärmefluss entsteht dadurch, dass dem Boden und der erwärmten Luft unmittelbar darüber durch Verdunstung Energie entzogen wird, die dann in höheren Luftschichten bei der Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser (Tröpfchen) wieder freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Albedo, z.B. durch Abholzung von Wald, bedeutet daher immer eine Abkühlung, eine Verringerung der Albedo, z.B. durch Aufforstung, eine Erwärmung.

Wälder bremsen bodennahe Luftströmungen und fördern die Aufnahme- und die Speicherfähigkeit der Vegetationsdecke für Wasser und dessen Verdunstung. Damit sind sie ein wichtiger Faktor im Wasserkreislauf der Atmosphäre. Besonders die tropischen Regenwälder verdunsten viel Wasser, das in Form von Wasserdampf über große Entfernungen verfrachtet wird und in trockeneren Gebieten zur Wolkenbildung und zum Niederschlag beiträgt. Gleichzeitig wird dabei auch die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf gebunden und über große Strecken verteilt. Da Wälder extrem klimaangepasste Lebensgemeinschaften darstellen, haben klimatische Veränderungen auf ihre Verteilung, ihre Artenzusammensetzung und ihr Wachstum erhebliche Auswirkungen. Klimatische Bedingungen wirken sowohl direkt durch Temperatur, Niederschläge und Wind als auch über verschiedene Vermittlungsfaktoren, wie vor allem Waldbrände und Insekten- und Krankheitsbefall, auf den Wald.

Veränderungen der globalen Waldbedeckung

Zwischen 1990 und 2005 hat die globale Waldfläche von ca. 3,8 Mrd. ha netto um 1,7 % bzw. 66,4 Mio. ha abgenommen. Die Rate der Reduzierung der Waldfläche steigerte sich dabei deutlich zwischen den 1990er auf die 2000er Jahre von 9,5 auf 13,5 Mio. ha pro Jahr (jeweils Bruttowerte). Z.T. wurde dieser Entwicklung durch Aufforstung und natürliche Ausbreitung von Wäldern um 6,8 bzw. 7,3 Mio. ha jährlich entgegengewirkt, so dass der jährliche Nettoverlust 2,7 Mio. ha in den 1990er und 6,3 Mio. ha in den 2000er Jahren betrug.3

Es gab dabei allerdings deutliche regionale Unterschiede. Die höchsten Waldverluste hatte Südamerika mit 4 Mio. ha jährlich Netto im Zeitraum 2000-2010 zu verzeichnen, gefolgt von Afrika mit 3,4 Mio. ha/Jahr. Auch in der Region Ozeanien und hier vor allem in Australien  gingen 2000-2010 ca. 700 000 ha Waldfläche im Jahr verloren. In Nord- und Mittelamerika blieb dagegen im letzten Jahrzehnt die Waldfläche im Wesentlichen gleich. Und in Europa und Asien nahm sie sogar zu, in Europa um 700 000 ha und in Asien sogar um 2,2 Mio. ha pro Jahr.4  Nach Klimazonen aufgeteilt waren die Nettoverluste mit 6,8 Mio. ha pro Jahr auf die Tropen beschränkt, während alle übrigen Klimazonen ihre Waldflächen ausdehnten. Dabei übertrafen allerdings die Nettoverluste an Waldfläche in den Tropen die Gewinne in den andern Zonen um das 2,5-Fache. In den Tropen sind die Verluste an Waldfläche fast ausschließlich auf die Umwandlung von Waldgebieten in landwirtschaftliche Nutzung zurückzuführen. Die Zunahme von Waldflächen in der gemäßigten Zone beruht weitgehend auf die Zunahme von Neuanpflanzungen in Asien, vor allem in China. In der borealen Zone sind die Veränderungen schwieriger zu erklären. Eine Ursache kann die Wiederbewaldung von Agrarflächen auf nicht genutztem Ackerland in einigen Gebieten der früheren Sowjetunion, aber auch in Europa sein. Auch eine natürliche Expansion von Wäldern auf brache Ackerflächen kommt in Frage.3

Anmerkungen:
1.
IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.5
2. Bonan, G.B. (2008): Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests, Science 320, 1444-1449
3. FAO & JRC (2012): Global forest land-use change 1990–2005, by E.J. Lindquist, R. D’Annunzio, A. Gerrand, K. MacDicken, F. Achard, R. Beuchle, A. Brink, H.D. Eva, P. Mayaux, J. San-Miguel-Ayanz & H-J. Stibig. FAO Forestry Paper No. 169. Food and Agriculture Organization of the United Nations and European Commission Joint Research Centre. Rome, FAO
4. 
 FAO (2010): Global Forest Resources Assessment 2010, FAO forestry paper 163

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