Die wiederholten Hitze- und Dürrejahre, die seit 2018 in Südwestdeutschland auftreten, haben verheerende Auswirkungen auf die Kiefernwälder dieser Region. Eine aktuelle Studie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg zeigt, dass mehr als 60 Prozent der Kiefern in einem Versuchswald bei Hartheim am Rhein abstarben. Diese Veränderungen führen dazu, dass der Wald von einer Kohlenstoffsenke, die CO₂ aus der Atmosphäre absorbiert, zu einer Kohlenstoffquelle wird, die mehr CO₂ freisetzt, als sie aufnimmt.
Die Studie, die in der Fachzeitschrift Plant Biology veröffentlicht wurde, belegt, dass die anhaltenden Hitzewellen und Dürreperioden nicht nur akute Schäden verursachen, sondern auch langfristige Veränderungen im Waldökosystem mit sich bringen. Die Forscher verwendeten eine Kombination aus Satellitendaten, Klimamodellen und ökologischen Messungen, um die Auswirkungen der Dürrejahre zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass seit 2018 eine signifikante strukturelle Veränderung des Ökosystems stattgefunden hat: Laubbäume wie Hainbuche und Linde ersetzen zunehmend die zuvor dominierenden Kiefernbäume.
Dr. Simon Haberstroh, der Erstautor der Studie und akademischer Rat an der Professur für Ökosystemphysiologie der Universität Freiburg, erläutert: „Die Daten belegen, dass der Wald einen Kipppunkt überschritten hat. Der massive Verlust der Kiefern hat dazu geführt, dass die verbleibenden Bäume nicht mehr in der Lage sind, ausreichend Wasser zu transportieren, was die CO₂-Bindung erheblich beeinträchtigt.“ Während die Kiefern allmählich durch Laubbäume ersetzt werden, bleibt die Frage, ob diese neuen Baumarten die verlorene CO₂-Speicherkapazität vollständig kompensieren können.
Ein wesentlicher Bestandteil der Forschung war die Langzeitbeobachtung des Versuchswaldes in Hartheim, die es den Wissenschaftlern ermöglichte, Daten aus den Jahren vor der Dürreperiode (2003–2006) mit den nachfolgenden Jahren (2019–2023) zu vergleichen. Die Forscher stellten fest, dass der Wald vor 2018 im Durchschnitt 391 Gramm Kohlenstoff pro Quadratmeter und Jahr speicherte. Nach der Dürreperiode wies das Ökosystem jedoch eine neutrale bis negative CO₂-Bilanz auf.
Die Studie hebt hervor, dass der Verlust an Kiefernbäumen und die damit verbundenen ökologischen Veränderungen weitreichende Konsequenzen für die Funktion der Wälder haben können. Prof. Dr. Andreas Christen, Ko-Autor der Studie und Leiter der Professur für Umweltmeteorologie an der Universität Freiburg, warnt: „Wenn dieses Phänomen flächendeckend auftritt, verlieren die Wälder ihre Fähigkeit, menschengemachte CO₂-Emissionen zu absorbieren, was den Klimawandel weiter vorantreiben würde.“
Die Langzeitdaten zeigen auch, dass das Ökosystem während des feuchten und kühlen Jahres 2021 nahezu kohlenstoffneutral war, mit einer CO₂-Abgabe von nur 13 Gramm pro Quadratmeter. In den trockeneren und heißeren Jahren 2019, 2020, 2022 und 2023 verwandelte sich das Ökosystem jedoch in eine Kohlenstoffquelle, wobei im Hitzejahr 2022 der Höchstwert von 329 Gramm CO₂ pro Quadratmeter freigesetzt wurde.
Die Forscher identifizierten das massive Absterben der Kiefernbäume (Pinus sylvestris) als Hauptursache für diesen Wandel. Von 2018 bis 2023 waren über 60 Prozent der Kiefern gestorben, und die wenigen überlebenden Bäume zeigten einen drastisch verringerten Wassertransport. An ihre Stelle traten zunehmend Laubbäume wie die Hainbuche, die Linde und die Buche. Prof. Dr. Christiane Werner, Letztautorin der Studie, betont jedoch, dass die Umstellung auf einen Laubwald nicht automatisch zu einer Erholung des Ökosystems führt. Es sei wichtig, die Resilienz der Wälder gegenüber den Herausforderungen des Klimawandels nicht zu überschätzen und weitere Forschung zu betreiben, um die Veränderungen und Schädigungen der Waldökosysteme besser zu verstehen.
Insgesamt verdeutlicht diese Studie die dringende Notwendigkeit, die Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Waldökosysteme zu untersuchen und Strategien zu entwickeln, um die Kohlenstoffspeicherfähigkeit der Wälder
