Einleitung 

Jeder Waldspaziergänger fühlt und schätzt es: die Luft im Wald ist reiner, feuchter und kühler als in der Umgebung. Die Waldbäume setzen bei der Photosynthese die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf um, was Luft und Boden anfeuchtet und die unmittelbare Umgebung kühlt. Neben Wasser wird dabei auch Sauerstoff frei. Auch wenn nachts die Bäume bei ihrer Atmung wieder Sauerstoff verbrauchen, wird in der Gesamtbilanz mehr Sauerstoff produziert als zum Leben der Bäume aufgenommen wird. So erzeugt eine einzelne etwa 150 Jahre alte Buche täglich 11.000 Liter Sauerstoff: ein Erwachsener könnte damit mehr als 13 Jahre lang atmen. Darüber hinaus filtert der Wald Staub, Ruß und schädliche Gase aus der Luft. Diese Partikel setzen sich zunächst an den Blättern bzw. Nadeln ab und werden beim nächsten Regen abgewaschen. Ein Hektar (ha) Buchenwald kann jährlich bis zu 70 Tonnen (t) Staub aus der Luft herausfiltern, 1 ha Fichtenwald immerhin noch bis zu etwa 30 t.

Durch die Reduktion von Kohlendioxid (CO2)-Emissionen zur Abbremsung (idealerweise zum Stopp) der Erderwärmung stehen Wälder seit einigen Jahren besonders im Mittelpunkt der Klimaforschung, der Medien und der Öffentlichkeit. Denn sie tragen, wie intakte Moore, entscheidend zur CO2-Reduzierung der Luft bei. Bäume speichern für ihr Wachstum allerdings nicht CO2 selbst, sondern nur den darin enthaltenen Kohlenstoff (C); der Sauerstoff (O2) wird, wie eingangs erwähnt, wieder freigesetzt. Da bei Klimabilanzen weniger interessant ist, wie hoch der Kohlenstoffgehalt eines Baumes ist (er macht im Durchschnitt etwa die Hälfte seines Trockengewichts aus), sondern wie viel CO2 er der Atmosphäre entzieht, wird in diesem Artikel von CO2-Gewichten gesprochen.

Für Interessierte: C und CO2 kann man leicht umrechnen. Hat z.B. ein Baum 1 t C eingelagert, hat er der Luft bis zu diesem Zeitpunkt 3,67 t CO2 entzogen. Der Umrechnungsfaktor ist also 3,67.

Vom einzelnen Baum zum ganzen Wald

Es ist nachvollziehbar, dass die der Luft entzogene CO2-Menge unter anderem von der Holzmasse und Holzdichte, vom Alter und der Größe der Bäume, von ihrem Gesundheitszustand und vor allem der geografischen Lage abhängt. So schützen tropische Regenwälder das Klima wesentlich wirksamer als die deutschen Wälder – jedenfalls bis jetzt, muss einschränkend gesagt werden. Dazu mehr weiter unten im Text.

Genaue Angaben zu den CO2-Umsätzen der Bäume sind aus diesen Gründen unsicher, so dass man sich mit Näherungsangaben zufriedengeben muss. In der Literatur finden sich Schätzwerte: so hat z.B. eine 35 m hohe, 100 Jahre alte (gesunde !) Fichte mit einem Stammdurchmesser von 50 cm (in 1,3 m Höhe gemessen), mit Ästen aber ohne Wurzeln (die ebenfalls C speichern), ein Holzvolumen von rund 3,4 Kubikmetern und eine Trockenmasse von nahezu 1,4 t. In den 100 Jahren hat diese Fichte somit ca. 0,7 t C gespeichert, was einer CO2-Menge von 2,6 t CO2 entspricht. Doch wie ist dies zu bewerten? Es ist etwa so viel, wie ein verbrauchsoptimierter Mittelklasse-Diesel-PKW der neuesten Generation mit einem Durchschnittsverbrauch von 6 Liter/100 km bei einer Fahrtstrecke von rund 16.000 km emittiert.

Eine Buche mit dem gleichen Holzvolumen hat ein höheres Trockengewicht (ebenfalls ohne Wurzeln) von 1,9 t, wovon ca. 0,95 t auf den Kohlenstoff entfällt. Damit hat diese Buche der Atmosphäre 0,95 x 3,67 = etwa 3,5 t CO2 entzogen, fast um 1 t mehr als die Fichte. Je schwerer das Holz ist, desto mehr CO2 wurden der Luft entnommen. Generell hat bei gleichem Holzvolumen Laubholz (mit Ausnahme der Weichhölzer Pappel und Weide) eine höhere Holzdichte als Nadelholz. Hainbuche, Buche, Kastanie, Linde oder Eiche entnehmen somit der Luft mehr CO2 als etwa Fichte oder Tanne.

Dass sich gesunde und größere einzelnstehende Bäume, z.B. in Parks oder Gärten, positiver auf das Klimageschehen auswirken als ein vergleichbarer Waldbaum, hängt damit zusammen, dass sie aufgrund ihrer Solitärstellung besser ausgebildete Kronen und Wurzeln entwickeln und damit mehr C einlagern. So entzieht eine alleinstehende 20 m hohe Buche mit einem Stammdurchmesser von 40 cm in Brusthöhe (1,3 m) der Luft etwa 2 t CO2, wobei bei dieser Angabe der C-Anteil der Wurzeln mitberücksichtigt ist. Kein Wunder also, dass solche Bäume besonders geschützt sind.

Über die der Umgebungsluft entzogenen CO2-Mengen durch ganze Wälder hat die Bayerische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft (LWF) CO2-Anhaltswerte in Abhängigkeit von Baumart, Vorratsfestmetern je Hektar sowie Alter herausgegeben. Unter Vorratsfestmetern (Vfm) wird dabei für alle Bäume ab 7 cm Durchmesser das Volumen der festen Holzmasse ohne Zwischenräume in der Schichtung, mit Rinde, verstanden. Beispiele: ein 70 Jahre alter Kiefernbestand mit 250 Vfm je ha hat der Luft etwa 350 t CO2 entzogen, ein gleich großer und gleich alter Fichtenbestand mit etwa 300 t CO2 etwas weniger (jeweils mit Berücksichtigung der C-Speicherung durch die Wurzeln).

Vergleich – und gleichzeitig Hinweis auf die hohen CO2-Emssionen der Luftfahrt: die 300 t CO2, die 1 ha Fichtenwald in 70 Jahren der Luft entnommen hat, sind etwas mehr als die direkten CO2-Emissionen, die ein modernes Mittelstreckenflugzeug während eines Hinfluges von München nach Athen produziert. Oder: um den CO2-Ausstoß eines einzigen Langstreckenfluges München – New York vollständig zu kompensieren, müsste ein etwa 8 ½ ha großer Fichtenwald 70 Jahre alt werden.

Als sehr einfache Faustformel mag gelten, dass 1 ha Wald über alle Altersklassen hinweg die Atmosphäre jährlich um 8 bis 12 t CO2 entlastet. Und: ein Kubikmeter bzw. ein Festmeter waldfrischen Holzes hat der Atmosphäre 750 kg bis 1 t CO2 entnommen. In den ersten 20 Jahren eines Baums wird allerdings deutlich weniger umgesetzt (Bild). Ist der Wald dann über 60 Jahre alt, setzt er ebenfalls nicht mehr so viel CO2 um wie im Wachstumsalter von 40 bis 60 Jahren.

Die Wälder Deutschlands

Die Wälder Deutschlands umfassen mit ca. 11,4 Millionen (Mio.) ha etwa 32 % der Gesamtfläche. Davon befinden sich 48 % in Privatbesitz. Die häufigsten Bäume sind Fichten (ca. 25 %) und Kiefern (ca. 23 %), gefolgt von Buchen (ca. 15 %) und Eichen (ca. 10 %). Nach der Zwischen-Waldinventur im Jahr 2017 (die nächste große eigentliche deutsche Waldinventur findet 2022 statt) betrug der Holzvorrat 3,9 Milliarden (Mrd.) Kubikmeter, wobei in der lebenden Biomasse etwa 1,23 Mrd. t C gespeichert waren. Der Kohlenstoffgehalt im Totholz wurde auf 33,6 Mio. t geschätzt. Weitere Berechnungen ergaben, dass der deutsche Wald im Jahr 2017 der Atmosphäre fast 62 Mio. t CO2 entzogen hat. Im Vergleich zu dem gesamten menschengemachten CO2-Ausstoß in 2017 in Deutschland (knapp 800 Mio. t) in allen Sektoren entspricht dies 7,8 %. In anderen Worten: gäbe es die deutschen Wälder nicht oder würden sie kein CO2 umsetzen, hätten 2017 die CO2-Emissionen nicht 800 Mio. t, sondern 7,8 % mehr, also rund 862 Mio. t betragen.

Entsprechende endgültige Werte für 2020 gibt es zurzeit noch nicht. Vor allem die Corona-Pandemie hatte 2020 den CO2-Ausstoß etwas gedämpft (wobei 2021 die Werte ungeachtet aller Klimaschutz-Versprechen wieder Vor-Pandemie-Niveau erreichen könnten). Der Wert ist 2020 in Deutschland von 800 auf ca. 645 Mio. t zurückgegangen. Geht man davon aus, dass der deutsche Wald die Atmosphäre 2020 um die gleiche Menge wie im Jahr 2017 (ungefähr 62 Mio. t CO2) entlastet hat, entspricht dies rund 10 % der CO2-Emissionen aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Kohle, Öl, Gas) bzw. deren Folgeprodukte (z.B. Benzin, Heizöl) und denen der Industrie.

Wenn Holz entnommen wird oder Waldbäume absterben oder verbrennen

Wälder sind nur so lange willkommene Kohlendioxid-Senken bzw. Kohlenstoff-Speicher und entlasten damit die Atmosphäre, wie ihre Bäume mehr CO2 in Form von C dauerhaft in ihrer Biomasse speichern, als durch den Holzeinschlag und die Holznutzung freigesetzt wird. Verliert der Wald durch äußere Einflüsse mehr CO2 als er aufnimmt, wird er zunehmend zur CO2-Quelle. Dann belastet er die Atmosphäre zusätzlich.

Dies sind die entscheidenden Szenarien:

Fällen von Bäumen: Werden gesunde Waldbäume gefällt, richtet sich die CO2-Bilanz nach ihrer weiteren Verwendung. Werden sie zu Bauholz, Anbauten, Gartenhäuser, Zäunen, Möbeln usw. verarbeitet, kann zwar das fertige Produkt kein CO2 mehr aufnehmen, doch die bis zum Zeitpunkt der Holzentnahme gespeicherte C-Menge bleibt jahrzehntelang erhalten und wird nicht in Form von CO2 freigesetzt.

Wird dagegen das entnommene Holz zu Brennmaterial verarbeitet, reagiert der Kohlenstoff bei der Verbrennung mit dem Luftsauerstoff zu CO2. In anderen Worten, alles was das Brennholz im gesamten früheren jahrzehntelangen Leben der Luft an CO2 entzogen hat, wird nun auf einen Schlag freigesetzt. Zum Glück kann aber wenigstens nicht mehr CO2 entstehen als der Baum in seinem gesamten Leben der Luft entzogen hat. Gleichermaßen gilt dies auch für gewollte und ungewollte Waldbrände, durch die riesige Mengen an CO2 freigesetzt werden können (siehe weiter unten).

Totholz im Wald: Verbleiben durch Stürme umgeworfene und/oder gefällte Bäume als Totholz im Wald, zersetzen sie sich durch den Einfluss von Insekten und Käfern und der Witterung. Bisher nahm man an, dass dabei der enthaltene Kohlenstoff im Laufe der Jahre vom Boden aufgenommen wird. Doch neueste Untersuchungen aus den Jahren 2020/21 von 50 Forschungsgruppen weltweit an 55 verschiedenen Standorten haben überraschenderweise ergeben, dass nur ein Teil davon in den Boden gelangt, ein großer Teil aber in klimaschädliches CO2 umgewandelt wird und in die Atmosphäre gelangt. Dennoch macht es aus Sicht der Forstwissenschaft wenig Sinn, alles Totholz aus dem Wald zu entfernen mit der Absicht, CO2 zu sparen. Denn es ist nicht nur Kohlenstoffspeicher, sondern auch wichtig für die Biodiversität. Nur dort, wo die Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe in den verrottenden Bäumen weiterlaufen, können wieder Bäume nachwachsen, die nach einigen Jahren der Luft wieder CO2 entziehen werden.

Der Klimawandel macht Bäume zunehmend zu CO2-„Schleudern“

Der Wald ist, wie diese Ausführungen zeigen, ein gewaltiger C-Absorber und deshalb vor allem bei dichtem, alten Bestand sehr wohl schützens- und erhaltenswert. Allerdings mehren sich in letzter Zeit die Anzeichen dafür, dass viele Bäume infolge der Erderwärmung und den Stress durch tierische Schädlinge und Pilze durch das CO2 nicht mehr so lange wie früher verarbeiten können: sie sterben früher. Nach neueren Forschungsergebnissen wachsen sie offensichtlich durch die CO2-Düngung infolge des ansteigenden Kohlendioxid-Gehalts der Atmosphäre vor allem anfangs schneller, d.h. ihr aktiver Lebenszyklus wird kürzer als früher. Ein geschädigter Wald funktioniert also nur wenige Jahrzehnte als CO2-Senke, wird danach zum CO2-Emittenden und befeuert auf diese Weise die Klimakrise weiter. Dieses Kippelement im Klimasystem ist somit ein regelrechter Teufelskreis.

Im November 2021 wurde auf der UN-Klimakonferenz in Glasgow (COP26) eine UNESCO-Studie bekannt, nach der zehn flächengroße Wälder in Natur- und Kulturerbe-Stätten mittlerweile mehr CO2 ausstoßen als sie zu binden in der Lage sind. Dazu gehören z.B. der Grand Canyon (USA), tropische Wälder auf Sumatra (Indonesien) und das Biosphärenreservat Rio Platano (Honduras). Beispiel Sumatra: der dortige Regenwald zieht zwar jährlich 1.200 t CO2 je ha und Jahr aus der Atmosphäre, stößt aber 4.200 t je ha und Jahr aus. Einige Wochen zuvor gab die Weltorganisation für Meteorologie (MWO) bekannt, dass auch Teile des Regenwaldes in Brasilien nicht mehr CO2-Senken, sondern zu CO2-Quellen geworden sind. Eine bedenkliche Entwicklung!

Dies ist zum großen Teil der exzessiven Abholzung, Rodungen und Ausbeutung der Waldböden für landwirtschaftliche Zwecke geschuldet. Ebenso spielen die Folgen des Klimawandels wie großflächige Waldbrände, Extremtemperaturen, Stürme und vielleicht auch Fluten eine Rolle. Da die Medien ausführlich über die Klima-Auswirkungen lang andauernder Waldbrände auf vielen Kontinenten berichten, sei auf dieses Thema in diesem Beitrag nicht näher eingegangen. Nur diese eine beklemmende Zahl: dem EU-Copernicus-Atmosphärenüberwachungsdienst zufolge wurden durch Brände allein in den beiden Monaten Juli und August 2021 weltweit 2.645 Mio. t CO2 (= 2,645 Giga t) freigesetzt, davon mehr als die Hälfte in Nordamerika und in Sibirien. Wie unvorstellbar groß diese Zahl ist, sieht man, wenn man sie in Relation zum globalen Jahres-CO2-Ausstoß von 36 Gt (= 36.000 Mio. t) im Jahr 2020 setzt. Fast unglaublich: in nur zwei Monaten im Sommer 2021 entstand durch Brandrodung und andere Waldbrände etwas mehr CO2, als Indien im gesamten Jahr 2020 ausstieß!

Da wundert man sich schon, dass die UN-Klimakonferenz 2021 einen Stopp der weltweiten Abholzung erst ab 2030 beschlossen hat.

Fazit

Unsere Wälder und andere Bäume in privaten Gärten und auf kommunalen Grundstücken sind für unser Klima von ganz besonderer Bedeutung, weil sie eine starke natürliche Treibhausgas-Bremse darstellen. Ein Schutz vor allem alter Bäume und Bestände ist deshalb ein klares Muss. Die Rodung, das Abbrennen und die Zerstörung großer Waldflächen an so vielen Stellen auf der Welt muss aufhören. Die Menschheit benötigt intakte und nicht kränkelnde Waldlandschaften.

Hinweis

CO2 ist das wichtigste Treibhausgas und das, das sich am längsten in der Luft hält. Außer CO2 gibt es geringere Mengen weiterer Schadstoffgase wie Methan oder Lachgas mit größerer Klimaschadwirkung als CO2, aber kürzerer Aufenthaltszeit in der Atmosphäre. In der Klimawissenschaft wird die Wirkung dieser weiteren Treibhausgase in CO2-Schadwirkung umgerechnet und zum CO2-Anteil addiert. So entstehen die sog. CO2-Äquivalente (abgekürzt: CO2-e). Die im Artikel genannten CO2-Emissionen in 2020 von 645 Mio. t entsprechen etwa 740 Mio. t CO2-Äquivalenten – Unterschied also 15 %. In Ländern mit einer intensiveren Landwirtschaft als in Deutschland ist die Differenz größer. CO2 und CO2-Äquivalente dürfen also nicht verwechselt werden.

In diesem Artikel verstehen sich alle Zahlenangaben für Treibhausgas-Emissionen als reine CO2-Emissionen.

Verwendete Literatur:

Kohlenstoffspeicherung von Bäumen. Merkblatt 27 der Bayerischen Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft, April 2018

Wie viel Kohlendioxid (CO2) speichert der Wald bzw. ein Baum. www.wald.de aufgerufen April 2021

Klimawandel als Folge der Regenwaldzerstörung. www.faszination-regenwald.de. aufgerufen August 2019

Umweltbundesamt – verschiedene Presseinformationen, aufgerufen November 2021

JRC Science for Policy Report: GHG emissions of all world countries, 2021 Report, EU 2021