Wälder mit einer Vielfalt an Baumarten weisen gegenüber Monokulturen größere oberirdische Kohlenstoffspeicher und größere Kohlenstoffflüsse auf, zeigt eine internationale Studie unter Leitung der Universität Freiburg.

Für die in Global Change Biology erschienene Studie werteten die Forschenden Daten aus dem weltweit am längsten laufenden Experiment zur Vielfalt tropischer Baumarten aus.

Die Ergebnisse unterstreichen die Vorteile artenreicher Mischwälder für den Klimaschutz.

Wälder mit einer Vielfalt an Baumarten können deutlich mehr Kohlenstoff binden als solche, die nur aus einer Art bestehen. Eine internationale Studie unter Leitung der Universität Freiburg, veröffentlicht in Global Change Biology, belegt dies mit Daten aus dem weltweit ältesten Experiment zur tropischen Baumvielfalt. Die Forschenden konnten zeigen, dass Wälder, die aus fünf Baumarten bestehen, erheblich größere oberirdische Kohlenstoffspeicher und größere oberirdische Kohlenstoffflüsse - also einen größeren Austausch zwischen den Kohlenstoffspeichern - aufweisen als Monokulturen. Die Studie verdeutlicht die Vorteile artenreicher Mischwälder für Aufforstungen und Klimaschutz.

Neue Erkenntnisse aus dem weltweit ältesten Experiment zur Vielfalt tropischer Baumarten

Zahlreiche Studien deuteten bereits darauf hin, dass eine größere Baumartenvielfalt die Ökosystemfunktionen von Wäldern verbessert, darunter auch die Bindung von Kohlenstoff. Frühere Untersuchungen konnten diesen Effekt jedoch nur schwer von anderen Faktoren abgrenzen oder konzentrierten sich nur auf junge Bestände. Daher blieb ungewiss, ob die Ergebnisse auch auf ältere Wälder übertragbar sind. Um diese Frage zu klären, analysierten Forschende nun Daten aus dem weltweit am längsten laufenden Experiment zur Vielfalt tropischer Baumarten. Das Sardinilla-Experiment in Panama wurde 2001 auf einer ehemaligen Weidefläche angelegt und umfasst 22 Versuchsparzellen mit jeweils einer, zwei, drei oder fünf einheimischen Baumarten, die durch das rasche Baumwachstum in den Tropen bereits eine vergleichsweise weit fortgeschrittene Bestandsentwicklung aufweisen. Das Team untersuchte verschiedene Kohlenstoffspeicher und -flüsse, vom Kohlenstoff in der oberirdischen Baum-Biomasse über den Kohlenstoff in der Laubstreu bis hin zu Kohlenstoff im Mineralboden.

Ihre Untersuchungen ergaben, dass Wälder mit fünf Baumarten gegenüber Monokulturen deutlich mehr oberirdischen Kohlenstoff binden und größere oberirdische Kohlenstoffflüsse aufweisen. Beispielsweise speicherten die artenreichen Wälder 57 Prozent mehr Kohlenstoff in der oberirdischen Baum-Biomasse. Bei den Kohlenstoffflüssen und -speichern im Boden gab es dagegen keine signifikanten Unterschiede.

Artenreiche Wälder binden mehr Kohlenstoff - selbst bei Extremwetterereignissen

Bemerkenswert ist, dass sich der positive Effekt der Baumartenvielfalt auf die oberirdischen Kohlenstoffspeicher im Laufe der Zeit verstärkte - und das, obwohl das Experiment von Extremwetterereignissen wie einer schweren El-Niño-bedingten Dürre und einem Hurrikan betroffen war. "Das ist ein entscheidender Faktor, denn angesichts des Klimawandels hängt die langfristige Kohlenstoffbilanz von Wäldern stark von ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen ab. Artenreiche Wälder haben eine höhere ökologische Stabilität und die Gefahr, dass der gespeicherte Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre gelangt, ist deutlich geringer als in Monokulturen", erklärt Dr. Florian Schnabel, Forstwissenschaftler an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg, Erstautor der Studie und Leiter des Sardinilla-Experiments.

Mehr Baumarten, größerer Nutzen für das Klima

Die Forschenden betonen, dass bei Aufforstungsprojekten zur Kohlenstoffspeicherung Mischwälder gegenüber Monokulturen bevorzugt werden sollten. Gleichzeitig warnen sie davor, die Bedeutung neugepflanzter Wälder zur Bekämpfung des Klimawandels zu überschätzen. "Die durchschnittliche jährliche Netto-CO2-Aufnahme der gepflanzten Wälder betrug 5,7 Tonnen CO2-Äquivalente pro Hektar und Jahr. Um die Emissionen eines einfachen Fluges von Frankfurt nach Panama-Stadt auszugleichen, müssten 11 Hektar dieses Waldes für ein Jahr wachsen", sagt Dr. Catherine Potvin, ehemalige Leiterin des Sardinilla-Experiments und Mitinitiatorin der Studie von der McGill Universität in Montréal, Kanada.

Originalpublikation:
Schnabel, F., Guillemot, J., Barry, K.E., Brunn, M., Cesarz, S., Eisenhauer, N., Gebauer, T., Guerrero-Ramirez, N.R., Handa, I.T., Madsen, C., Mancilla, L., Monteza, J., Moore, T., Oelmann, Y., Scherer-Lorenzen, M., Schwendenmann, L., Wagner, A., Wirth, C., Potvin, C. (2025). Tree diversity increases carbon stocks and fluxes above- but not belowground in a tropical forest experiment. In: Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.70089

Dr. Florian Schnabel ist Forstwissenschaftler an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg und Leiter des Sardinilla-Experiments. Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören die Beziehungen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen von Wäldern, nachhaltige Waldbewirtschaftung angesichts des globalen Wandels und die Auswirkungen von Klimaextremen auf Wälder. Er ist Associate Investigator der Exzellenzclusterinitiative Future Forests.

Das Sardinilla-Experiment ist Teil von TreeDivNet, dem weltweit größten Netzwerk für Experimente zur Biodiversität von Bäumen.