Totholz als Kohlenstoff-Speicher

Insekten beschleunigen den Abbau am Kilimanjaro…

Weltweit bewirken klimatische Einflüsse, Insekten und andere Gliederfüßer sowie Mikroorganismen eine ständige Zersetzung von Totholz. Dieser natürliche Abbau setzt erhebliche Mengen von Kohlenstoff in die Umwelt frei und hat daher großen Einfluss auf den Kohlenstoff-Kreislauf der Erde. Dies belegt eine neue, in „Nature“ veröffentlichte Studie. In 55 Wald-Standorten auf sechs Kontinenten wurden Geschwindigkeit und Ursachen des Totholz-Abbaus untersucht. Dr. Andreas Hemp und Dr. Claudia Hemp von der Universität Bayreuth haben in diesem Rahmen den Totholz-Abbau in verschiedenen Klimazonen am Kilimanjaro erforscht.

Die beiden Biologen, die eine Forschungsstation am Kilimanjaro leiten, haben gemeinsam mit tansanischen Partnern zwei Waldflächen untersucht: eine Baumsavanne am Bergfuß des Kilimanjaro in 1.000 Metern Höhe, wo die mittlere Jahrestemperatur bei 23,9 Grad Celsius liegt, und einen Bergwald in 1.600 Metern Höhe. Hier ist es erheblich kühler, die mittlere Jahrestemperatur beträgt 16,5 Grad Celsius. Vor wenigen Jahren hat Dr. Andreas Hemp hier in einer Schlucht die höchsten Bäume Afrikas entdeckt. Wie sich bei den Messungen herausstellte, werden in der Baumsavanne jährlich etwa 21 Prozent des Totholzes auf natürlichem Weg abgebaut. Im etwas höher gelegenen Wald sind es hingegen nur 16 Prozent.

Der Unterschied ist darin begründet, dass in der Savanne erheblich mehr Insekten, vor allem Termiten, sowie zahlreiche andere Gliederfüßer (Arthropoden) heimisch sind. Sie dringen in das Totholz ein und leben von den darin enthaltenen Nährstoffen. In der Savanne gehen jährlich fast 30 Prozent des Totholzabbaus auf Insekten und andere Gliederfüßer zurück, im Bergwald ist ihr Einfluss hingegen nicht signifikant. Diesen Unterschied haben die Wissenschaftler festgestellt, indem sie auf beiden Untersuchungsflächen Totholz aufgeschichtet und in käfigartige undurchdringliche Netze eingehüllt haben. Unter den Netzen wurde der natürliche Holzabbau durch klimatische Einflüsse und Mikroorganismen, aber nicht durch Gliederfüßer vorangetrieben. Auch an allen anderen Wald-Standorten, die im Rahmen der weltweiten Studie untersucht wurden, dienten käfigartige Netze der Isolation des Totholzes von Insekten, Käfern und anderen Gliederfüßern.

„Unsere Untersuchungen belegen die wichtige Rolle des Zusammenwirkens von Klima und Gliederfüßern beim Totholz-Abbau in den Tropen. In einer weiteren, noch unveröffentlichten Studie zusammen mit Forschern der Universität Bern haben wir am Kilimanjaro beobachtet, dass die Totholzvorräte in mittleren Höhenlagen – also zwischen 1.500 und 3.000 Metern – deutlich höher liegen als weiter unten in der Baumsavanne. Hier finden Termiten, Käfer und andere Insekten offensichtlich besonders günstige Lebensbedingungen vor. Zugleich werden größere Totholzmengen in der Baumsavanne auch vom Menschen als Brennmaterial genutzt. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass die meisten Regenfälle am Kilimanjaro über den mittleren Höhenlagen niedergehen. Daher können Bäume hier sehr gut gedeihen, so dass auch aus diesem Grund die oberirdische Holzbiomasse – und somit auch die Menge des Totholzes – hier ihr Maximum erreicht“, sagt Dr. Andreas Hemp.

Vor kurzem hat er an einer anderen in „Nature“ veröffentlichten Studie mitgewirkt, die deutlich macht, welche große Bedeutung die tropischen Bergwälder Afrikas als Kohlenstoff-Speicher der Erde haben. Die oberirdische Biomasse dieser Bergwälder leistet einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. „Unsere Untersuchungen haben ergeben, dass in den klimatisch unterschiedlichen Regionen des Kilimanjaro bis zu 37 Prozent der oberirdischen Holzbiomasse aus Totholz besteht. Insofern ist auch Totholz ein nicht zu unterschätzender Kohlenstoff-Speicher,“ sagt der Bayreuther Biologe.

„Die gesamte Bergregion des Klimamanjaro ist deshalb so faszinierend, weil sie sich auf mehrere Klimazonen verteilt, in denen ganz unterschiedliche Tier- und Pflanzenarten heimisch sind. Über das Zusammenwirken dieser Faktoren bei der Entstehung und dem Abbau von Totholz – und damit auch bei der Speicherung und Freisetzung von Kohlenstoff – ist im Einzelnen noch wenig bekannt. Hier sollten weitere Forschungsarbeiten ansetzen. Die Einflüsse der zunehmend intensiven Landnutzung durch den Menschen sollten dabei mitberücksichtigt werden,“ ergänzt Dr. Claudia Hemp.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

PD Dr. Andreas Hemp / Dr. Claudia Hemp*
Pflanzensystematik
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0) 921 / 55-2464 oder +49 (0)9246 / 980979
E-Mail: andreas.hemp@uni-bayreuth.de / claudia.hemp@uni-bayreuth.de
*Dr. Claudia Hemp ist zugleich Mitarbeiterin am Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum (SBiK-F) in Frankfurt am Main.

Originalpublikation:

Seibold et al.: The contribution of insects to global forest deadwood decomposition. Nature (2021). DOI: https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03740-8

http://www.uni-bayreuth.de/