Mit Konsequenzen für die Kohlenspeicherung in Bergwäldern

Verantwortlich für die Kohlendioxid-Emission des Bodens sind zwei Teilprozesse, die in einer wärmeren Umgebung beschleunigt werden: die Atmung der Boden-Mikroorganismen und die Atmung der Wurzeln. Gemeinsam ergeben sie die Bodenatmung. Deren Rate wurde im Vergleich zur unbeheizten Kontrollparzelle um etwa 30% erhöht. Wenn dieser Trend anhält, wird der Boden-Kohlenstoffvorrat der Bergwälder durch die globale Erwärmung drastisch verringert.

Abbildung 1

Eine Abnahme der Signalstärke in den nächsten Jahren könnte jedoch darauf hinweisen, dass nur ein begrenzter Teil des Bodenkohlenstoffes mobilisierbar ist und die hohen Kohlenstoffvorräte in den Böden von Bergwäldern auch unter Bedingungen einer Klimaerwärmung erhalten bleiben.

Dies sind erste vorläufige Ergebnisse zur Entwicklung der Mineralisierung der organischen Substanz am Versuchsstandort Achenkirch in Tirol, wo in der Vegetationsperiode der Waldböden mit Wärmekabeln beheizt wurde (Gesamtansicht des Versuchsfeldes in Abbildung 1) und laufend CO2-Emissionen gemessen wurden. Das Projekt wird im Jahr 2006 fortgeführt.

Klimaerwärmung auf Bodenkohlenstoffvorrat abschätzen

Die Bodenforscher des BFW und der BOKU Wien wollen die Auswirkungen der Klimaerwärmung auf den Bodenkohlenstoffvorrat quantifizieren. Dieser Aspekt ist brisant, weil in den Böden der Bergwälder erhebliche Kohlenstoffmengen gespeichert sind, die unter höheren Temperaturen zum Teil als CO2 mobilisiert werden können.

Unklar ist noch, ob die Umsetzung des Kohlenstoffs überwiegend von der Temperatur oder der chemischen Qualität des Substrats abhängig ist. Im ersten Fall würde der Klimawandel aufgrund höherer Durchschnittstemperaturen und einer längeren Vegetationsperiode langfristig zu beträchtlichen Kohlenstoffverlusten führen. Andernfalls würde die chemische Qualität der organischen Substanz im Boden der zusätzlichen Humusmineralisierung engere Grenzen setzen.

Die Bodenorganismen ins Schwitzen bringen

Abbildung 2: Die Bodenatmung besteht aus der autotrophen und der heterotrophen Respiration

In Achenkirch erfolgte die Beheizung (+3°C) des Waldbodens mittels Wärmekabeln, die im oberen Mineralboden eingebracht sind. Als Indikator für die Reaktion des Bodens wurde die CO2-Emission kontinuierlich erfasst. Dabei unterschieden die Wissenschaftler die Atmung der Bodenorganismen (heterotrophe Respiration) von der Wurzelatmung (autotrophe Respiration) (Abbildung 2).

Dazu wurden in Teilparzellen die Wurzeln der Bäume abgetrennt, sodass die gesamte messbare CO2-Emission den Mikroorganismen zuordenbar ist.