Überall auf der Welt wachsen Bäume schneller, sterben jünger - und speichern bald weniger Kohlenstoff

Überall auf der Welt wachsen Bäume schneller, sterben jünger - und speichern bald weniger Kohlenstoff
Bäume nehmen Kohlenstoff aus der Atmosphäre und speichern ihn - bis sie sterben.
alsamua / shutterstock

Während sich die Welt erwärmt und die Atmosphäre zunehmend mit Kohlendioxid gedüngt wird, wachsen Bäume immer schneller. Aber sie sterben auch jünger - und insgesamt verlieren die Wälder der Welt möglicherweise ihre Fähigkeit, Kohlenstoff zu speichern. Das ist das wichtigste Ergebnis unserer neuen Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Nature Communications.

In einer Welt ohne Menschen würden Wälder im Gleichgewicht existieren und der Atmosphäre ungefähr so ​​viel Kohlenstoff entziehen, wie sie verlieren. Der Mensch hat dieses Gleichgewicht jedoch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gestört. Infolgedessen haben die atmosphärischen CO₂-Werte zugenommen, was zu einem Temperaturanstieg und einem Wachstum der Düngepflanzen geführt hat. Diese Veränderungen haben in den letzten Jahrzehnten das Baumwachstum stimuliert, auch in intaktem Zustand. Wälder mit altem Wachstum die in letzter Zeit keine menschlichen Störungen erfahren haben. Dies wiederum hat es den Wäldern ermöglicht, mehr Kohlenstoff aufzunehmen als sie freisetzen, was zu einer großen Nettoakkumulation führt - was oft als „Kohlenstoffsenke“ bezeichnet wird.

Erdwissenschaftler wie wir fragen sich oft, wie lange Wälder noch eine Senke sein können. Das zusätzliche CO₂ kommt den Bäumen überall zugute, und Temperaturerhöhungen helfen ihnen, in kälteren Regionen zu wachsen. Man könnte also erwarten, dass die Wälder weiterhin einen Großteil unserer Kohlenstoffemissionen aufnehmen - und genau das ist es, was am meisten Erdsystemmodelle vorhersagen.

Abgestorbene Bäume, wie dieser in Peru, geben Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, wenn sie verrotten.Abgestorbene Bäume, wie dieser in Peru, geben Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, wenn sie verrotten. Roel Brienen, Autor zur Verfügung gestellt

Mögliche Änderungen der Baumlebensdauer können jedoch einen Schraubenschlüssel in die Arbeit werfen. Vor ein paar Jahren beim Studium alte AmazonaswälderWir stellten fest, dass auf anfängliche Wachstumserhöhungen eine Erhöhung der Baumsterblichkeit folgte. Wir stellten die Hypothese auf, dass dies auf ein schnelleres Wachstum zurückzuführen sein könnte, das die Lebensdauer der Bäume verringert. Wenn dies zutrifft, bedeutet dies, dass die Vorhersagen, dass die Kohlenstoffsenke anhalten wird, möglicherweise zu optimistisch waren, da die Kompromisse zwischen Wachstum und Langlebigkeit nicht berücksichtigt wurden. Unsere neuen Erkenntnisse belegen diese Hypothese.

Um die Beziehung zwischen Baumwachstum und Langlebigkeit zu untersuchen, verwendeten wir Baumringaufzeichnungen. Die Breite jedes Rings gibt an, wie schnell der Baum gewachsen ist, während das Zählen der Ringe Informationen zum Alter liefert und es uns ermöglicht, seine maximale Lebensdauer abzuschätzen. Wir haben mehr als 210,000 einzelne Baumringaufzeichnungen von mehr als 80 verschiedenen Arten aus der ganzen Welt analysiert. Dieses große Unterfangen war dank jahrzehntelanger Arbeit von Dendrochronologen (Baumringspezialisten) aus der ganzen Welt möglich, die ihre Daten öffentlich zugänglich machten.

Der Hase und die Schildkröte

Unsere Analyse zeigt, dass schnell wachsende Bäume jung sterben. Es ist seit langem bekannt, dass schneller wachsende Arten kürzer leben. Ein Balsabaum zum Beispiel wächst schnell auf 20 Meter oder mehr, lebt aber nur wenige Jahrzehnte, während einige Borstenkiefern seit fast 5,000 Jahren langsam und stetig wachsen.


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Wir haben festgestellt, dass dies nicht nur beim Vergleich verschiedener Arten gilt, sondern auch bei Bäumen derselben Art. Es war eine Überraschung festzustellen, dass dieser Kompromiss bei fast allen Arten von Bäumen und Ökosystemen auftritt, von geschlossenen tropischen Wäldern bis zu den winterharten Bäumen, die den arktischen Regionen trotzen. Es ist zu erwarten, dass eine langsam wachsende Buche mehrere Jahrzehnte länger lebt als ihre schnell wachsenden Verwandten. Es ist der Geschichte des Hasen und der Schildkröte sehr ähnlich - langsame, aber stetig wachsende Bäume leben am längsten.

Um die Auswirkungen zu untersuchen, haben wir verglichen, wie viel Kohlenstoff sich unter zwei Baumsimulationsmodellen ansammeln würde. Eine Simulation beinhaltete diesen Kompromiss „schnell wachsen, jung sterben“, und die andere verwendete ein Modell, bei dem Bäume unabhängig von ihren Wachstumsraten gleich lange lebten. Wir fanden heraus, dass Bäume, die schneller wachsen und jünger sterben, zunächst zu einem Anstieg der Gesamtbiomasse führten, aber auch einige Jahrzehnte später die Baumsterblichkeit erhöhten.

Daher verliert der Wald irgendwann wieder Biomasse und kehrt auf das gleiche Niveau wie am Anfang zurück, jedoch mit schneller wachsenden und kurzlebigeren Bäumen. Unsere Modelle zeigen, dass ein schnelleres Wachstum zu einem schnelleren Baumsterben führt, ohne dass die Kohlenstoffspeicherung langfristig wirklich zunimmt. Einige Forscher sagten dies voraus vor langer Zeitund unsere Ergebnisse stützen ihre Vorhersage.

Diese Modellvorhersagen stimmen nicht nur mit den beobachteten Änderungen in überein Walddynamik im Amazonas aber auch mit einer aktuellen Studie über eine Zunahme des Baumtodes über den Globus.

Warum sterben Rockstars jung?

Eine interessante Frage ist, warum die schnell wachsenden Bäume, die „Rockstars“ des Waldes, ein viel kürzeres Leben führen. Wir haben noch keine endgültige Antwort, aber wir haben einige mögliche Mechanismen untersucht. Zum Beispiel könnte es sein, dass höhere Temperaturen und andere Umgebungsvariationen, die ein schnelleres Wachstum stimulieren, auch die Lebensdauer der Bäume verkürzen. Wir stellen jedoch fest, dass die Verkürzung der Lebensdauer das Ergebnis eines schnelleren Wachstums ist.

Eine einfache Hypothese ist, dass Bäume sterben, sobald sie eine bestimmte maximale potenzielle Größe erreicht haben. Je schneller ein Baum diese Größe erreicht, desto jünger stirbt er. Andere mögliche Erklärungen sind, dass schnell wachsende Bäume einfach billigeres Holz produzieren (im Hinblick auf den Energieverbrauch) und weniger Ressourcen in die Bekämpfung von Krankheiten und Insektenbefall investieren oder anfälliger für Dürre sind. Unabhängig von der Ursache muss dieser Mechanismus in wissenschaftliche Modelle integriert werden, wenn wir realistische Vorhersagen über die zukünftige Kohlenstoffsenke und damit über die Menge an CO₂ in der Atmosphäre treffen möchten.Das Gespräch

Über die Autoren

Roel Brienen, NERC-Forschungsstipendiat, University of Leeds und Emanuel Gloor, Professor für Biogeochemische Zyklen, University of Leeds

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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