Langzeitstudie in den Alpen: Waldböden reagieren auf Erwärmung komplexer als erwartet 

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Erwärmung steigert CO₂-Ausstoß aus dem Boden, doch Wurzeln könnten Kohlenstoffverluste teilweise ausgleichen. Eine neue Langzeitstudie zeigt, dass steigende Temperaturen die CO₂-Freisetzung aus Waldböden langfristig erhöhen. Gleichzeitig könnten verstärkte Kohlenstoffeinträge durch Baumwurzeln einen Teil dieser Verluste kompensieren. Die Ergebnisse wurden mit Expertise des Bundesforschungszentrums für Wald (BFW), der Universität Wien und der Universität Bayreuth in der Fachzeitschrift Global Change Biology (Wiley Verlag) veröffentlicht. 

“Waldböden zählen zu den größten Kohlenstoffspeichern der Erde. Steigende Temperaturen könnten diesen Speicher jedoch destabilisieren: Wenn sich organischer Kohlenstoff im Boden schneller zersetzt, gelangt mehr Kohlendioxid (CO₂) in die Atmosphäre. Besonders alpine Wälder könnten betroffen sein, da sich Gebirgsregionen überdurchschnittlich stark erwärmen und überdurchschnittlich viel Kohlenstoff im Waldboden gespeichert ist”, erklärt der Projektleiter Andreas Schindlbacher.

Ergebnisse fallen anders als erwartet aus

Eine Langzeitstudie in einem Bergwald der Nördlichen Kalkalpen in Tirol zeigt nun, dass sich Waldböden unter Erwärmung tatsächlich über viele Jahre verändern, allerdings anders als vielfach erwartet. In einem seit fast zwei Jahrzehnten laufenden Freilandexperiment in Achenkirch wurde der Boden während der schneefreien Zeit um vier Grad Celsius erwärmt. Die CO₂-Abgabe aus dem Boden stieg im Schnitt um rund 13 Prozent pro Grad Erwärmung deutlich an und blieb auch nach 18 Jahren erhöht. 

Gleichzeitig nahmen die Kohlenstoffvorräte im Boden weniger stark ab als erwartet. Die Forschenden führen das vor allem auf Reaktionen der Baumwurzeln zurück: Unter wärmeren Bedingungen produzieren Bäume mehr Feinwurzeln, die sich schneller erneuern und mehr Kohlenstoffverbindungen in den Boden abgeben. Dadurch gelangt zusätzlicher Kohlenstoff in den Untergrund. 

Radiokarbonmessungen zeigen zudem, dass sich der organische Kohlenstoff im Boden teilweise „verjüngt“. Älterer Kohlenstoff wird demnach teilweise durch neuen, pflanzenstämmigen Kohlenstoff vor allem in tieferen Bodenschichten ersetzt. 

Die vom FWF geförderte Studie verdeutlicht, dass die Reaktion von Waldböden auf den Klimawandel komplex ist. Entscheidend ist nicht nur die Zersetzung organischer Substanz, sondern auch, wie Bäume Kohlenstoff über ihre Wurzeln in den Boden verlagern. Selbst wenn Böden unter Erwärmung mehr CO₂ freisetzen, können zusätzliche Kohlenstoffeinträge durch Pflanzen einen Teil dieser Verluste ausgleichen. 

Wie Pilze den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen

Das Bodenerwärmungsexperiment in Achenkirch zeigt: Steigende Bodentemperaturen verändern die Lebensgemeinschaft im Boden. Während Bakterien kaum betroffen waren, reagierten Pilze deutlich sensibler – ihre Gesamtmenge nahm ab. Besonders auffällig ist der Wandel innerhalb der Pilze: Zersetzerpilze gehen zurück, während Mykorrhiza-Pilze, die in enger Partnerschaft mit Bäumen leben, in wärmeren Böden zunehmen.

„Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei Nährstoffmangel in wärmeren Böden vor allem Mykorrhiza-Pilze profitieren. Diese Pilze beziehen den Kohlenstoff, den sie zum Leben brauchen, direkt aus den Baumwurzeln. Dadurch tragen sie nicht zum Abbau, sondern zum Aufbau von Bodenkohlenstoff bei – möglicherweise ein wichtiger Mechanismus, um Bodenkohlenstoffspeicher auch unter wärmeren Bedingungen zu erhalten“, fasst Projektleiter Andreas Schindlbacher zusammen.

Zum Research Article „Increased Belowground Carbon Allocation …“ (Global Change Biologie | Wiley)

Zum Research Article „Longterm soil warming decreases fungal biomass …“ (Elsevier)

Rückfragen: Marianne Schreck, marianne.schreck@bfw.gv.at