Ökologie:

Das Fundament des Waldes bröckelt

Von Andreas Frey

Lesezeit: 7 Min.

Totholz im Wald.

Die Waldinventur ergab: Dem deutschen Wald geht es schlecht. Er gibt zu viel Kohlendioxid frei. Das lässt sich ändern. Der Schlüssel dazu ist der Boden.

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Wäre der Wald ein Patient, müsste er jetzt auf die Intensivstation. Die Vitalfunktionen sind gestört, der Gesamtzustand ist kritisch, keine Besserung in Sicht. So lassen sich die Ergebnisse der Bundeswaldinventur zusammenfassen, die Landwirtschaftsminister Cem Özdemir (Grüne) diese Woche vorgestellt hat.

Sorgen bereitet den Wissenschaftlern, die den Wald für die Inventur beobachtet haben, vor allem die Klimabilanz. Der Wald war immer ein verlässlicher Puffer, der Kohlendioxid über die Pflanzen aus der Luft aufnimmt und somit die Erderwärmung bremst. „Der Wald ist der größte Klimaschützer“, hieß es jahrzehntelang wie selbstverständlich, er war fest eingeplant als Kohlenstoffspeicher.

Damit ist Schluss. Der deutsche Wald gibt mehr Kohlendioxid ab, als er aufnimmt. Seit der letzten Kohlenstoffinventur im Jahr 2017 hat der Wald insgesamt 41,5 Millionen Tonnen Kohlenstoffvorrat verloren. Seine Funktion als Klimaretter ist vorbei.

Die Schäden sind nicht zu übersehen

Wie sehr der Wald leidet, ist keine Überraschung. Die Schäden an den Bäumen sind unübersehbar: Fichtenskelette, verkohlte Kiefernforste und Buchen ohne Laub stehen stellvertretend für den Gesamtzustand des deutschen Waldes.

Für die Misere gibt es mehrere Gründe. Kahlschläge und Stürme reißen Löcher in den Wald, zerstören Lebensgemeinschaften und lassen Kohlenstoff entweichen, schwere Forstmaschinen verdichten den Waldboden. Jahrzehntelang wurden Nadelbäume in Monokultur gepflanzt. Die versprechen zwar hohen Ertrag, sind aber anfällig. Hauptursache ist allerdings der Klimawandel, vor allem Dürren in Kombination mit Waldbränden und Borkenkäfern. Schadereignisse werden häufiger und heftiger, je mehr sich das Klima erhitzt.

Löchriges Dach

Denn während der Trockenphasen und den Folgeerscheinungen wie dem Borkenkäferbefall werden die Kohlenstoffeinträge in den Wald geringer. Das Kronendach kranker Bäume wird löchriger, die Sonne scheint direkt auf den Waldboden und heizt ihn auf. Die Folge: Die Bodenmikroben werden aktiver. In diesem Zustand braucht es nur eine nassere Wetterphase, und die Bodenmikroben arbeiten wie auf Speed – der Waldboden verliert große Mengen Kohlenstoff.

Fichtenwälder sind bereits großflächig abgestorben. Fichtenwälder sind bereits großflächig abgestorben. Lando Hass

Der kritische Faktor ist die Zeit. Erholt sich der Wald und schließt das Kronendach, kann die Freisetzung des Kohlenstoffs als Kohlendioxid durch den Eintrag von Kohlenstoff ausgeglichen werden. Der Wald wird wieder kühler und stabil. Folgt Dürre auf Dürre, bleibt der Schaden, vor allem wenn alle Bäume wie in Monokulturen gleichzeitig dahinsiechen. Dann regeneriert sich der Wald nicht mehr und wird zur Kohlendioxidquelle.

Der unsichtbare Teil

Die Bäume sind nur der sichtbare Teil des Problems. Wissenschaftler richten ihren Blick auch auf den Teil, der verborgen liegt: den Waldboden. Sie wissen: Der unterirdische Raum ist für die Vitalität des Waldes und das Klima noch wichtiger als der oberirdische. Denn Waldboden speichert mehr Kohlenstoff als alle Kräuter, Sträucher und Bäume zusammen.

Für die Kohlenstoffbilanz im Waldboden hat die Bundeswaldinventur aktuelle Modelldaten herangezogen: Noch sei der Waldboden eine Kohlenstoffsenke, sagt Nicole Wellbrock vom Hamburger Thünen-Institut für Waldökosysteme. Der Boden reagiere träge auf Veränderungen an der Oberfläche, daher erfüllt er weiterhin seine Speicherfunktion. Die Frage ist, wie lange noch. Der Speicher wird geringer, ist die Bodenkundlerin überzeugt, wahrscheinlich wird sich der Waldboden ebenfalls in eine Kohlendioxidquelle verwandeln.

In zwei Jahren wird sie es genau wissen. Dann werden die Ergebnisse des neuen Bodenzustandsbericht vorgestellt, den Wellbrock koordiniert. Zum dritten Mal nach 1990 und 2006 erstellen die Ökologen ein umfassendes Werk über die Lage des Waldbodens. An 1800  Standorten im ganzen Land bestimmen sie den Bodenzustand, den Nährstoff- und Kohlenstoffgehalt, die Bodenvegetation und weitere Parameter.

Regenwürmer machen im Waldboden aus Blättern und Pflanzenresten einen speziellen Humus.Regenwürmer machen im Waldboden aus Blättern und Pflanzenresten einen speziellen Humus.dpa

Am Ende ermitteln sie die Gesamtbilanz: Sie messen die Menge an Kohlenstoff, den Pflanzen und Boden aufnehmen, und verrechnen ihn mit der Menge an Kohlenstoff, den Mikroorganismen in Kohlendioxid verwandeln und in die Atmosphäre abgeben. Höhere Temperatur regt beide Vorgänge an, allein deshalb beschleunigt die Erderwärmung die Stoffströme – und macht das Ökosystem Wald empfindlicher für Störungen.

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Die Rolle des Bodenlebens

Manche Wälder sind aber robuster als andere und verlieren trotz Dürre und Borkenkäfern kaum Kohlenstoff. Das liegt auch am Boden. Normalerweise wimmelt es dort von Leben. Beständig ziehen unzählige Regenwürmer, Springschwänze, Hornmilben, Vielborster organische Substanz aus Laub, Früchten, Nadeln, Zapfen oder toten Tieren ins Erdreich und zerkleinern sie. Bakterien und Pilze wandeln sie dann in Huminstoffe um. Die Bodenlebewesen werden deshalb als Zersetzer bezeichnet, sogenannte Destruenten. Am Ende schaffen sie Humus, der größtenteils aus Kohlenstoffverbindungen besteht. Auf diese Weise wird der Waldboden zum Kohlenstoffspeicher; schwarzes Gold wird der Humus deshalb auch genannt.

Humus ist nicht nur für das Klima gut. Ein humusreicher Mineralboden speichert Wasser und Nährstoffe und steigert die Bodenfruchtbarkeit. Er stabilisiert das Bodengefüge und schützt vor Erosion. Zudem bleibt der im Humus gebundene Kohlenstoff lange im Boden. Wissenschaftler halten ihn deshalb für einen vergleichsweise robusten Speicher, der Störungen trotzt. Humusreiche Böden sind weniger anfällig für Dürren, da sie wegen ihres Porenvolumens mehr Wasser speichern können. Humus ist also das Fundament für einen gesunden Wald.

Problemfall Nadelwälder im Mittelgebirge

Doch Waldböden haben in den vergangenen Dürrejahren massiv an Kohlenstoff verloren. Betroffen sind vor allem Nadelwälder in den Mittelgebirgen, die ohnehin verletzlich sind. Sie stehen auf flachgründigen, oft sauren Böden ohne ausgeprägte Bodenhumusschicht. Dafür bilden sie eine mächtige Streuauflage, die allerdings bei Weitem nicht so stabil ist wie Humus – und bei Trockenstress schnell von Mikroorganismen veratmet und in Kohlendioxid umgewandelt wird. Nadelwälder geben das Treibhausgas bei Dürre in großen Mengen frei. Der Mineralboden von Laub- und Mischwäldern hingegen enthält tendenziell mehr Humus, sie reagieren nicht so stark auf Trockenheit und können sich zudem schneller erholen.

So erklärt sich, warum vor allem Nadelwälder in Deutschland vom Klimawandel bedroht sind. Ihre Böden reagieren schnell auf Klimaänderungen. Bei den Fichten ist das unübersehbar: Der Brotbaum der deutschen Forstindustrie produziert wie alle Nadelbäume eine organische Auflage, die nach einer Störung von Mikroorganismen schnell aufgezehrt wird. Außerdem wurde der Flachwurzler in der Nachkriegszeit an ungeeigneten Standorten gepflanzt. Das fiel nicht auf, solange es kühl und feucht blieb. Seit dem Dürrejahr 2018 jedoch kann man den Fichtenwäldern beim Sterben zusehen. Borkenkäfer und Brände geben ihnen den Rest. In Steillagen werden die Waldböden anschließend ausgewaschen. Erst ist der Wald weg, dann der Humus und mit ihm die Nährstoffe. Solche Standorte können sich dann kaum erholen.

Förster und Waldeigentümer machten die Lage oft noch schlimmer, berichtet Pierre Ibisch, Biologe an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde. Mehrmals hat er in den vergangenen Jahren untersucht, wie mit geschädigten Waldflächen umgegangen wird: Häufig seien die Waldböden rabiat bearbeitet worden, erzählt er, manchmal wurden sie wie Äcker gepflügt, um sie dann wieder als Kiefern- oder Fichtenmonokultur in Reih und Glied aufzuforsten. „Dort, wo der Wald vorher schon in einem schlechten Zustand war, war der Zustand hinterher noch schlechter“, sagt er.

Nass oder trocken

Auch Frank Hagedorn beobachtet den Zustand der Wälder mit Sorge. Der Biogeochemiker von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in der Schweiz forscht über Stoffkreisläufe im Wald. Im Pfynwald im Kanton Wallis begleitet er seit mehr als zwanzig Jahren ein einzigartiges Experiment. Forscher haben ein Waldstück in zwei gleich große Flächen geteilt. Die eine wird bewässert, die andere nicht. So wollen sie ermitteln, was mit dem Wald passiert, wenn Temperaturen und Verdunstungsraten wegen des Klimawandels steigen. Hagedorn untersucht seit 2003 das unsichtbare Leben im Pfynwald.

Einen Schub für seine Arbeit gab die Dürre des Jahres 2018, als von April bis Oktober kaum Regen fiel. Ein Bewohner im Erdreich interessiert ihn dabei besonders: der Gemeine Regenwurm Lumbricus terrestris. Mit einer Senflösung, die die Tiere reizt, lockt er die Würmer an die Oberfläche, zählt und wiegt sie. Wie diese regelmäßige Inventur zeigt, finden sich auf den bewässerten Waldflächen fünf- bis zehnmal mehr Exemplare im Sommer im Boden als auf den nicht bewässerten. Zudem wimmelt es im beregneten Waldstück von anderen Bodenbewohnern wie Springschwänzen und Asseln. Und Hagedorn beobachtet, dass die Regenwürmer im nichtbewässerten Wald kleiner und weniger aktiv sind.

Regenwürmer bei Trockenheit

Er muss nur ein Loch in den Waldboden graben, um die Auswirkungen der Dürrejahre zu sehen. Im bewässerten Wald ist der Oberboden schwarz, also humusreich, im dürregeplagten Wald ist er heller. Im bewässerten Waldabschnitt wird also mehr Pflanzenmaterial von der Oberfläche in den Mineralboden verlagert, der Boden speichert mehr Kohlenstoff – schon nach wenigen Jahren zeigten sich große Unterschiede. Verantwortlich hierfür sind Regenwürmer und andere Bodenbewohner. Die Zersetzer hatten mehr Laubstreu abgebaut und in Humus verwandelt.

Der Regenwurm und seine Gefährten verfrachten die Streu metertief in den Boden, durchmischen und belüften ihn. Außerdem produzieren sie einen speziellen Humus. Regenwurmkot ist nährstoffreicher, feuchter und weniger sauer als normaler Waldboden. Denn wenn der Regenwurm organisches Material zersetzt, nimmt er Bodenmineralien und Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze auf. Aus seinem Darm entweichen dadurch Ton-Humus-Komplexe, die stabile Erdkrümel bilden. Regenwürmer aktivieren das Bodenleben und fördern die Bodenfruchtbarkeit.

Heiße und trockene Sommerhalbjahre, wie sie in Zukunft öfter auftreten, sind eine Tortur für die lichtempfindlichen Kreaturen. Dörrt der Waldboden aus, verkriechen sich die Bodentiere tiefer ins Erdreich. Die Bodenfauna stellt dann nach und nach ihre Tätigkeit ein und fällt in einen Dürreschlaf. Das zeigen die Untersuchungen im nicht-bewässerten Waldstück im Walliser Pfynwald. Problematisch sind Löcher im Wald, sei es durch Kahlschläge oder wetterbedingte Schäden. Durch sie heizt sich der Waldboden schnell auf.

Der Wald braucht mehr Humus

Profiteur eines lichten Waldes ist die Brombeere, die als wildes Gestrüpp junge Bäume überwuchert. Zudem trägt sie als nährstoffliebende Pflanze nicht zur Humusbildung bei und verlangsamt die Regeneration des Waldes. Insgesamt rechnet Hagedorn daher damit, dass die Humusgehalte in den Nadelwäldern in Zukunft weiter abnehmen.

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Vielfältige Laubwälder eignen sich also am besten, um den Kohlenstoff bei weiter steigenden Temperaturen im Boden zu binden. Nicht nur gegen Dürren, auch gegen Stürme, Brände, Schadinsekten oder Holzeinschlag sind durchmischte Laubwälder besser gewappnet. Je mehr Laubbäume, desto stabiler verbleibt der Kohlenstoff im Waldboden. Wer dem Wald in Zeiten des Klimawandels helfen will, betreibt also Humuspflege. Unterschiedlich alte Bäume und verschiedene Baumarten bringen jene Blätter, Nadeln, Wurzeln und Reisig hervor, die für das schwarze Gold gebraucht werden.

Quelle: F.A.S.Artikelrechte erwerben

Andreas Frey

Andreas FreyFreier Autor in der Wissenschaft der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.