Warum sind Bäume bestens für den Klimaschutz geeignet?
Warum Küstenmammutbaum Sequoia sempervirens?
Mammutbäume gehören zu den faszinierendsten Baumriesen, die in nicht-tropischen Regionen gedeihen. Gerade die Langlebigkeit und das Größenwachstum lässt die Bäume als ideale Kohlendioxid- bzw. Kohlenstoffspeicher erscheinen. Während der Riesen- oder Bergmammutbaum Sequoiadendron giganteum als Parkbaum in ganz Deutschland zu finden ist, gibt es den höheren und schneller wachsenden Küstenmammutbaum S. sempervirens nur an einzelnen Standorten. In Deutschland sind insgesamt nur einige Hundert Küstenmammutbäume an definierten Standorten registriert (Stand Dez. 2021; www.mbreg.de). Der Baum wurde in der Vergangenheit wegen fehlender Frostbeständigkeit nur selten für Anpflanzungen gewählt. Durch Zufall und Selektion wurden in den 1950er Jahren winterharte Varianten in der Sequoiafarm Kaldenkirchen entdeckt. Diese Tatsache, das enorme Potenzial der Kohlenstoff-Fixierung (s. u.) und die relativ einfache Anzucht haben zu unserer Entscheidung geführt, diese frostharten Klone des Küstenmammutbaums zum Klimaschutz anzupflanzen. Es ist von Glück zu reden, dass Sequoia sempervirens nicht ausgestorben ist bzw. der Restbestand durch die Holzindustrie in den beiden letzten Jahrhunderten nicht ausgerottet wurde. Inzwischen dürfte die Anzahl der Küstenmammutbäume durch die zahlreichen Versuchsaufforstungen in Deutschland in die Zigtausende gehen. Uns interessiert hier jedoch weniger die Forstwirtschaft, sondern wir möchten, dass diese Bäume permanent an ihen Pflanzorten verbleiben und dort für "immer" wachsen.
Bindungspotenzial für Kohlendioxid
Grüne Pflanzen, also auch Bäume, nehmen über den Prozess der Fotosynthese Sonnenenergie auf und wandeln diese in chemische Energie um. Diese Energie wird genutzt, um den Pflanzenkörper selbst aufzubauen und für Wachstum zu sorgen. Es funktioniert im Grundprinzip so, dass Wasser (H2O) in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) gespalten wird, wobei der Sauerstoff freigesetzt wird, den wir zum Atmen brauchen und der Wasserstoff an Kohlendioxid (CO2) gebunden wird, wobei zunächst Glucose (Zucker) und in Folgeschritten Stärke, Cellulose, Lignin und andere Pflanzenstoffe entstehen. Das benötigte Kohlendioxid wird dabei von den Pflanzen aus der Atmosphäre herausgeholt. Wenn die Pflanze nicht verzehrt wird, verrottet oder verbrennt, bleibt der Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid praktisch „ewig“ gebunden. Das ist der Prozess, der das Klima wieder in Ordnung bringen kann.
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Wieviel Kohlendioxid fixiert also ein Baum in seinem Leben?
Wir wollen das am Beispiel des größten bekannten Küstenmammutbaums Hyperion abschätzen (im Jahr 2020):
Alter: 920 Jahre
Höhe: 116 Meter
Stammdurchmesser Basis: 4,6 Meter
Aktueller, jährlicher Zuwachs: 213 kg
Das Gesamtvolumen* schätzen wir inklusive Wurzelwerk, Seitenäste und Blattmasse auf mindestens 940 m3 und damit 800 Tonnen Gewicht. Ausgehend von einem Ligningehalt von 28 % (Lignin ist ein Holz-Gerüststoff, der im Aufbau Ähnlichkeit mit einem Phenolharz hat), beträgt der reine Kohlenstoffgehalt von trockenem Holz etwa 50 Gewichtsprozent. Bei einer sich hieraus berechneten Holztrockenmasse von 360 Tonnen wäre das ein Kohlenstoffgehalt von 180 Tonnen. Das entspricht einer aufgenommenen Menge an Kohlendioxid von 660 Tonnen.
Mit anderen Worten, der Baum hat während seiner bisherigen Lebenszeit im Durchschnitt 717 kg Kohlendioxid pro Jahr aufgenommen und in Kohlenhydrate umgewandelt. Jetzt, wo der Baum seine maximale Größe erreicht hat, ist das Wachstum langsamer, aber es ist nicht beendet, wie der nicht unbeträchtliche, jährliche Zuwachs zeigt.
Ein anderes Beispiel belegt, welche Blatt- bzw. Nadelmengen ein großer Küstenmammutbaum entwickeln kann. Eine Untersuchung des Baums "SESE21" ergab eine Höhe von 86 Meter, ein Kronenvolumen von 7755 Kubikmeter und 300 Millionen Nadeln mit einer Masse von 546 kg und einer Oberfläche von 3068 Quadratmeter.
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* Stammvolumen + 25 % für Äste, Blattmasse und Wurzeln; Wassergehalt von Frischholz 55%
Wachstumskurve Küstenmammutbaum
Welches Wachstum ist von den Küstenmammutbäumen zu erwarten, die in Deutschland gepflanzt werden? Das folgende Diagramm zeigt das Höhenwachstum von S. sempervirens in Kalifornien unter dortigen Bedingungen (Durchschnittswerte). Nach etwa 250 bis 500 Jahren erreichen sie ihre endgültige Größe um die 100 Meter und wachsen ab da mehr in die Breite. Die ältesten lebenden Exemplare sind ca. 2500 Jahre alt.
Ein Vergleich mit den Anpflanzungen in Deutschland zeigt, dass diejenigen, die hier an den besten Standorten in Deutschland wachsen, die anfänglichen Wachstumsraten durchaus erfüllen können. Allerdings haben diese erst höchstens 40 m Höhe erreicht. Gefährdet sind die Küstenmammutbäume hier durch stärkere Fröste und Windbruch. Deshalb empfiehlt es sich, die Bäume in windgeschützten und klimatisch milderen Lagen auszupflanzen.
Erzeugte Biomasse - gebundener Kohlenstoff
Es gibt diverse Untersuchungen zu der erzeugten Biomasse von Küstenmammutbäumen. Die Definition von Biomasse ist jedoch nicht standardisiert und die Angaben weichen z. T. deutlich voneinander ab. Üblicherweise wird "above ground biomass" (ohne Wurzeln) pro Hektar verwendet unter Einbeziehung der bis dato herabgefallenen Zweige und Nadeln, die noch nicht verrottet sind. Typisch sind dann inkrementelle Angaben, d.h. die Veränderungen pro Jahr.
Was uns jedoch mehr interessiert, ist der gesamte bis zum bestimmten Zeitpunkt gebundene Kohlenstoff im lebenden, einzelnen Baum. Wir haben daher diese Werte aus vorhandenen Angaben selbst geschätzt. Dabei sind Wurzeln miteinbezogen, jedoch nicht totes, herabgefallenes Material. Bis zu einem gewissen Alter nimmt die Masse des Baumes exponentiell zu und damit einher auch die Masse an Kohlenstoff.
Falls gewünscht: für die Umrechnung von Kohlenstoff in Kohlendioxid multipliziert man die Masse von Kohlenstoff x 3,67. Die Mengen sind viel größer als bei einheimischen Arten, begründet durch das schnelle Wachstum, besonders wenn der Baum älter ist.
Bis zum Alter von etwa 150 Jahren steigt die Zunahme der Biomasse exponentiell an. Wie geht es danach aber weiter? Die Auswertung verschiedener Daten zeigt, dass die Höhe eines Küstenmammutbaums nach Erreichen von etwa 100 Metern stagniert und in den folgenden Jahrhunderten in vielen Fällen wieder etwas zurückgeht, während gleichzeitig die Dicke des Stamms stetig zunimmt; siehe auch: Die Allometrie des Küstenmammutbaums.
Die Entwicklung der Biomasse eines einzelnen Redwoods über die gesamte Lebenszeit unter günstigen Bedingungen gestaltet sich wie folgt. Die Angaben entsprechen durchschnittlichen Werten und gründen sich auf eigenen Rechnungen und Schätzungen, wobei alle lebenden Wurzeln, Äste und anhaftende Nadeln mitgerechnet sind. Nicht enthalten sind abgefallene Äste, Nadeln, gebildeter Humus usw.
Bei alten Baumriesen sind also 900 bis 1100 Tonnen Frischgewicht Biomasse keine Seltenheit. Aus der Biomasse lässt sich der Kohlenstoffgehalt berechnen. Damit wird auch die Frage beantwortet, was nach dem exponentiellen Anstieg des Kohlenstoffgehaltes nach ca. 150 Jahren passiert:
Nach einer recht zügigen Anfangsphase und exponentiellem Wachstum bis etwa 140 Jahre wird die Massenzunahme über die nächsten Jahrhunderte etwas geringer und weist ab einem Alter von etwas 1000 Jahren eine konstante Rate auf. Auch hier sind es Durchschnittswerte, die die Bäume unter günstigen Bedingungen erreichen. Das Wachstum eines individuellen Redwoods kann höchst unterschiedlich zu anderen der gleichen Art sein. Der erreichte Endpunkt von 300 Tonnen Kohlenstoff (C) entspricht einer der Atmosphäre entzogenen Menge an CO2 von 1100 Tonnen. Die bisher ältesten lebenden Exemplare sind 2500 Jahre alt. Damit ist der Küstenmammutbaum einer der größten, effektivsten und nachhaltigsten Kohlendioxidspeicher unter allen Bäumen.
Es gibt keine Anhaltspunkte dafür, dass das Gewebe von Sequoia sempervirens einem Alterungsprozess unterliegt. Die Bäume sterben auf natürliche Weise möglicherweise, weil das Wurzelsystem keine weiteren Nährstoffe findet; Schwächung durch Fäulniss, Feuerschäden und Umstürzen sind zu nennen. Die ältesten und größten Exemplare wurden durch Holzfäller-Firmen schon vor über 100 Jahren zerstört. So gibt es zum natürlichen Tod der Bäume wenig Untersuchungen.
Unbestreitbare Vorteile, einen Baum zu pflanzen
Die Pflanzung eines Baumes am geeigneten Standort hat allgemein gesprochen, diverse, positive Effekte auf die Umwelt. Die Aufzählung ist nicht vollständig:
- Beschattung des Bodens und Verhinderung von Überhitzung
- Anreicherung des Bodens und der Umgebung mit Biomasse
- Versorgung diverser Nahrungsketten, durch Blätter, Blüten, Früchte, Wurzelwachstum
- Bildung von Unterschlupf- und Nistmöglichkeiten für viele Tiere
- Aktivierung des Bodenlebens
- Aufnahme von Staub und Abbau von diversen Umweltgiften
- Speicherung von Feuchtigkeit in der Pflanzenmasse und im Boden
- Abgabe von Wasserdampf und Beitrag zur Wolkenbildung
- Kühlung der Umgebung durch Verdunsten von Feuchtigkeit
- Einfang von Tau und Kondenswasser durch riesige Blattoberflächen
- Bildung von Humusschichten
- Verhinderung von Erosion und der Ausbreitung von Wüsten
- Enorme Vergrößerung des Lebensraumes in der 3. Dimension
- Erzeugung von Lebensraum für Begleitpflanzen, Pilze (inkl. Mykorrhizza) und Tiere
- Erzeugung von Sauerstoff
- Bindung von Kohlendioxid
- Naherholungswert
- Nutzbarkeit als Holzlieferant
Es mag verwundern, dass die Holznutzung angesprochen wird, jedoch ist der Baustoff Holz nachwachsend und ist damit viel umweltfreundlicher als die energieintensiven Konkurrenzmaterialien wie Beton oder Stahl.
Angesichts der vielen positiven Einflüsse ist es nicht so wichtig, ob ein einzelner Baum direkt Nahrung für Tiere liefert. Viel wichtiger ist die Vielfalt einer Anpflanzung mit verschiedenen Spezies um eine Stabilität des Ökosystems zu gewährleisten. Es müssen daher auch nicht ausschließlich "einheimische" Bäume sein. Von dieser Vorstellung müssen sich die Ämter und Forstbesitzer jedoch noch befreien, ebenso von der Idee, dass ein Wald nur der Holzgewinnung dient. Diese eingeschränkte Sichtweise hat schließlich zu den Katastrophen geführt, die wir heute erleben.
Es fragt sich überhaupt, wie es dazu kommen konnte, dass die gegenwärtige, massive Abholzung von Regenwäldern (In Asien und Südamerika) solche Formen angenommen hat. Diese Abholzung hat die genau gegenteiligen Effekte, wie oben beschrieben.
Info zum Küstenmammutbaum u. a.:
https://www.quellonline.de/verwunschene-riesen/
https://de.euronews.com/2016/07/26/mammutbaeume-gegen-den-klimawandel
https://de-academic.com/dic.nsf/dewiki/814149
https://www.waldlaeuferbernt.de/
(Eine beachtliche Samlung aus Daten, Berichten, eigenen Anbauversuchen, Herkünften usw.)
https://ddg-web.de/erschienene-baende-hefte.html
Mitt. Deutsch. Dendrol. Ges. (MDDG); C. Niehues, D. Gockel: Der Küstenmammutbaum, Sequoia sempervirens [D. Don]Endl. – Forstliche Erfahrungen und Perspektiven, 107, 177-190 (2022)
Kritik und Antworten
Die ETH Zürich hat 2019 eine große Studie herausgebracht, in der aufgezeigt wird, dass die Pflanzung von Bäumen auf den von Menschen nicht genutzten Arealen von 900 Millionen Hektar das Weltklima in Ordnung bringen kann (Baumstudie ETH Zürich).
Überraschenderweise wurde diese Einschätzung zum Klimaschutz durch Anpflanzen von Bäumen z. T. scharf kritisiert. Dabei geht es insbesondere um den Zweifel an der Machbarkeit. Hier möchten wir entgegenhalten: "Jedes große Projekt fängt einmal klein an" und "Wenn man nichts tut, dann passiert auch nichts".
Interessanterweise gibt es eine schon länger bekannte Kritik am Bäumepflanzen bzw. Aufforsten, die besagt, dass in den mittleren, gemäßigten und höheren Breiten Wälder durch ihre dunkle Blattmasse und Lichtabsorption die Erderwärmung erhöhen würden und somit sogar schädlich für das Klima seien (Lawrence Livermore Laboratory 2006). Dieses Argument wurde auch von einigen Institutionen aufgenommen, um es gegen die schweizerische Studie zu verwenden.
Diese Argumentation erscheint geradezu grotesk, sie ist mit Verlaub gesagt geradezu schwachsinnig. Zum einen wird das absorbierte Licht nicht zur Gänze in Wärme umgewandelt, sondern durch die Fotosynthese in chemische Energie, bzw. in gespeicherten Kohlenstoff. Zum anderen würde eine Temperaturmessung der Luft im Sommer über dem Blätterdach eines Waldgebietes niedrigere Temperaturen anzeigen als über einer Sand- oder Steinfläche. Der mögliche Vergleich mit einer verschneiten Fläche im Winter mit hoher Reflexion zieht nicht wirklich, weil die Sonneneinstrahlung dann sehr schwach ist und kaum Erwärmungseffekte zeigt. Lesen sie auch das Interview mit dem bekannten Waldforscher Wohlleben (https://www.abendblatt.de/ratgeber/article235118231/foerster-wohlleben-bestseller-autor-baeume-wald-klimawandel.html).
Wie absurd der Gedanke ist, dass Waldflächen dem Klima schaden könnten, lässt sich intuitiv ganz leicht durch Vergleich dieser beiden Bilder erfassen:
.JPG/picture-200?_=17739f44dc0 "Mitteleuropäischer Buchen-Misch-Wald")
.JPG/picture-200?_=17739f3ffa0 "Brachfläche ohnen nennenswerten Bewuchs")
Das beste Argument dagegen ist jedoch die sogenannte "Kleine Eiszeit" ab Ende des 16. Jahrhunderts, die durch die Wiederbewaldung des nordamerikanischen Kontinents verursacht wurde, nachdem 95 % der nativen Bevölkerung ausgerottet waren und die ungenutzten Ackerflächen vom Wald zurückerobert wurden (lesen Sie hierzu Harald Lesch, Klaus Kamphausen: "Die Menschheit schafft sich ab - Die Erde im Griff des Anthropozän" Knaur 2018). Hier hat also der neue Waldbestand auf der Nordhalbkugel das Klima abgekühlt und eben nicht erwärmt.
Es wurden noch weitere, auch verständlichere Einwände vorgetragen, die sicherlich lokal geprüft werden sollten. Nach wie vor bleibt das Baumwachstum die günstigste und effektivste Methode, Kohlendioxid aus der Atmosphäre herauszuholen und das Klima zu schützen.
Klimaschutzmaßnahmen und wie sie nicht funktionieren
Leider scheint es so zu sein, dass auf globaler Ebene in Richtung Klimarettung nichts passiert. Das hängt u. a. mit der wachsenden Weltbevölkerung und der Unfähigkeit der Politik in den Ländern der Welt zusammen. Weitere Details gibt es hier zu lesen:
Ein globaler Klimaschutz existiert nicht
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