Fix-it-Climate
Effektiver Klimaschutz durch Baumpflanzung

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 nur an einzelnen Standorten. Der Grund dafür ist die geringere Frostbeständigkeit im Gegensatz zum Bergmammutbaum. Durch Zufall wurden winterharte Varianten in der Sequoiafarm Kaldenkirchen entdeckt. Diese Tatsache, das enorme Potenzial der Kohlenstoff-Fixierung (s. u.) und die relativ einfache Anzucht haben zu der Entscheidung geführt, diese frostharten Klone des Küstenmammutbaums zum Klimaschutz anzupflanzen.

 

Bindungspotenzial für Kohlendioxid

Grüne Pflanzen, also auch Bäume, nehmen über den Prozess der Fotosynthese Sonnenenergie auf und wandeln diese in chemische Energie um, in dem sie die Biomasse bilden, aus der sie schließlich bestehen. 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 verrottet oder verbrennt, bleibt der Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid praktisch „ewig“ gebunden. Das ist der Prozess, der das Klima wieder in Ordnung bringen kann.


Schema der Fotosynthese, Copyright A. SpielhoffSchema der Fotosynthese, © A. Spielhoff, Wikimedia Commons

 


















Wieviel Kohlendioxid fixiert also ein Baum in seinem Leben?

Wir wollen das am Beispiel des größten bekannten Küstenmammutbaums (Hyperion) abschätzen:


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 von dem Baum "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 Sequoia sempervirens in Kalifornien unter dortigen Bedingungen. Es sind 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 Meter 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.


Küstenmammutbaum Höhenwachstum















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 mit einbezogen, jedoch nicht totes, herabgefallenes Material. Bis zu einem gewissen Alter nimmt die Masse des Baumes exponentiell zu. Damit einher nimmt auch die Masse an Kohlenstoff exponentiell zu. 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. Trotzdem erscheint die Menge von einigen Tonnen pro Baum nicht so viel. Aber man/frau stelle sich vor, es würden 1 Million Küstenmammutbäume gepflanzt...


















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
  • Speicherung von Feuchtigkeit in der Pflanzenmasse und im Boden
  • Abgabe von Wasserdampf und Beitrag zur Wolkenbildung
  • 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 Energie-intensiven Konkurrenzmaterialien wie Beton oder Stahl.

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

Wikipedia / Küstenmammutbaum



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 ist diese Einschätzung zum Klimaschutz durch Anpflanzen von Bäumen z. T. scharf kritisiert worden. Da 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". Es ist eben viel einfacher, passiv in abwartender (konservativer, kritischer) Haltung zu verbleiben und sich auf kommende Fehlschläge (diese sind unvermeidbar) zu freuen, als aufzustehen und versuchen, selbst etwas zu bewegen.

Interessanterweise gibt es eine schon länger bekannte Kritik am Bäumepflanzen bzw. Aufforsten (Lawrence Livermore Laboratory 2006), 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. Dieses Argument wurde auch von einigen Institutionen aufgenommen, um es gegen die schweizerische Studie zu verwenden.

Diese Argumentation erscheint geradezu grotesk. 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.

Wie absurd der Gedanke ist, dass Waldflächen dem Klima schaden könnten, lässt sich intuitiv ganz leicht durch Vergleich dieser beiden Bilder erfassen:


Mitteleuropäischer Buchen-Misch-WaldMitteleuropäischer Buchen-Misch-Wald: ein exzellenter Speicher für Feuchtigkeit und Kohlenstoff. © Frank Vassen Wikimedia commons















Brachfläche ohnen nennenswerten BewuchsBrachfläche ohnen nennenswerten Bewuchs: geringe Speicherfähigkeit für Feuchtigkeit und Kohlenstoff. © Agronom Wikimedia commons
















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 sind noch weitere, auch verständlichere Einwände vorgetragen worden, 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.