Von der Senke zur Quelle: Fragmentierte Wälder setzen Treibhausgase frei

Wenn tropischer Regenwald durch eine neu angelegte Straße zerschnitten wird, entstehen links und rechts davon Waldränder. Der Lebensraum verändert sich bis tief in den verblieben Wald hinein und setzt aus abgestorbenen Bäumen Treibhausgase frei.

In den tropischen Regionen der Erde entstehen so zahlreiche neue Quellen von Kohlendioxid-Emissionen. Der Ausstoß könnte bis zum Jahr 2100 auf 500 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr ansteigen, berichten Rico Fischer, Andreas Huth und ihr Team vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig in der Zeitschrift „Science Advances“.

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Nach den Straßen 

Die Wissenschaftler:innen haben Daten der US-Erdbeobachtungssatelliten Landsat ausgewertet. Während im Jahr 2000 die Flächen vom Rand eines Waldgebietes bis hundert Meter in den Wald hinein rund 27 Prozent der gesamten Waldfläche ausmachten, waren es im Jahr 2010 31 Prozent. Sollten es bis zum Jahr 2100 50 Prozent werden, würden jedes Jahr rund 500 Millionen Tonnen Kohlenstoff freigesetzt. Das entspricht rund 1800 Millionen Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid, oder fast fünf Prozent des derzeitigen jährlichen Ausstoßes.

„Ich halte die Ergebnisse für sehr plausibel, schließlich ist es schon lange bekannt, dass Bäume am Waldrand schwächeln“, erklärt der Waldökologe Pierre Ibisch von der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde, der an der Studie seiner UFZ-Kollegen nicht beteiligt war. Das Mikroklima würde sich stark verändern.

Im Inneren eines Waldes wird der größte Teil des Sonnenlichtes in den Baumkronen aufgefangen. Im Schatten der tieferen Etagen liegen die Temperaturen deutlich niedriger, am Waldrand sind sie jedoch höher. „Die heiße Luft trocknet ähnlich wie ein Föhn die Luft und saugt so die Feuchtigkeit aus der Vegetation“, beschreibt Ibisch die Auswirkungen der direkten Sonneneinstrahlung.

Die Bäume an den Rändern neu entstandener Schneisen sind an die feuchtere und kühlere Luft im Wald angepasst. „Das harschere Mikroklima am Waldrand stresst daher die Bäume“, erklärt Rico Fischer. Das erhöht ihre Anfälligkeit und das Risiko, dass sie absterben. Nicht schlagartig, aber nach wenigen Jahrzehnten sammelt sich daher am Waldrand Totholz und die lebende Biomasse nimmt ab. Das Totholz wird von Mikroorganismen zersetzt, die das Treibhausgas Kohlendioxid freisetzen. Aus der Kohlenstoffsenke Wald, die Kohlenstoff langfristig bindet, wird eine Quelle von Kohlendioxid.

Mehr Gebiete auf weniger Fläche

Weltweit nehmen Wälder jährlich rund 3400 Millionen Tonnen Kohlenstoff aus der Luft auf. Getrübt wird diese Bilanz allerdings durch die 1000 bis 1500 Millionen Tonnen Kohlenstoff, die jedes Jahr allein in den Tropen durch Abholzung und Brandrodung freigesetzt werden.

© Landsat/Nasa

Die hochaufgelösten Satellitenbilder zeigen im Jahr 2000 132 Millionen Waldgebiete in den Tropen. Zehn Jahre später waren sie zu 152 Millionen Gebieten zerschnitten und die Länge der Waldränder nahm zu. Südostasien und Südamerika waren kaum betroffen. Die Fragmentierung ist vor allem in Afrika zu beobachten. Dort zählte das Team im Jahr 2000 45 Millionen Waldfragmente, zehn Jahre später bereits 64 Millionen.

„Das könnte daran liegen, dass dort in den letzten Jahren sehr viele neue Wege und Straßen angelegt wurden, auf denen bald Holzfäller und Kleinbauern in den Wald vordringen, die dort dann kleine Flächen kahlschlagen oder ihre kleinen Felder anlegen“, vermutet Fischer. In Südamerika und Indonesien wird der Wald dagegen oft gleich auf größeren Flächen abgebrannt, um Felder oder Weiden anzulegen. Der Verlust an Waldfläche ist dort größer als in Afrika, aber die Länge der Waldränder wächst deutlich langsamer.

„Werden die Wälder in einem ähnlichen Tempo wie bisher abgeholzt, dürfte der Anteil der Ränder an den Gesamtflächen der Tropenwälder nach unseren Modellrechnungen auf etwa die Hälfte im Jahr 2100 steigen“, erklärt Fischer. Wenn bis 2040 weniger Fläche gerodet wird, als an neuen Wäldern entsteht, lässt sich die weitere Fragmentierung stoppen und der Anstieg der Kohlendioxid-Emissionen aus den Waldrändern verhindern. Das würde nicht nur dem Klimaschutz, sondern auch der Biodiversität der Waldgebiete zugutekommen. Arten wie zum Beispiel der Jaguar (Panthera onca) sind auf große zusammenhängende Waldgebiete angewiesen.

Auswirkungen könnten noch weiter reichen

„Die Schätzungen des UFZ-Teams sind sehr konservativ, es könnte schlimmer kommen“, sagt Ibisch. So betrachtet die Gruppe nur die ersten hundert Meter hinter dem tatsächlichen Waldrand. „Untersuchungen in anderen Weltregionen zeigten aber, dass Bäume in einem Streifen von einem Kilometer vom Rand entfernt geschwächt werden können“, erklärt der Forscher.

Und das nicht nur in den Tropenwäldern, sondern wohl auch im Rest der Welt: „Weltweit steigt die Mortalität von Bäumen im Umkreis von großen Kahlschlägen“, sagt Ibisch. „Das haben wir zum Beispiel in einer Untersuchung in der Umgebung von Archangelsk im Norden des europäischen Teils von Russland gesehen, wo sehr viel Holz für den Export nach Europa geschlagen wird.“