Wie schnell totes Holz im Wald abgebaut wird, hängt vom Klima sowie von Pilzen und Insekten ab. Ein internationales Forschungsteam, darunter auch der Evolutionsbiologie Jan Christian Habel von der Paris-Lodron Universität Salzburg, hat den jährlichen Beitrag von Totholz zum globalen Kohlenstoffkreislauf ermittelt und erstmals auch die Bedeutung von Insekten beim Holzabbau quantifiziert. Die Studie ist heute Mittwoch, den 1. September 2021  in Nature erschienen.

Lebende Bäume nehmen viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und sind damit wichtige Klimaschützer. Über die Rolle von toten Bäumen im globalen Kohlenstoffkreislauf ist aber wenig bekannt. Dabei gehört die Zersetzung von Holz und die Rückführung der darin gespeicherten Nährstoffe zu den wichtigsten Prozessen in Wäldern. Wie viel Kohlenstoff wird weltweit aus verrottendem Holz freigesetzt? Welche Rolle spielen dabei Insekten? Diesen Fragen wurde nun erstmals in einem internationalen Forschungsprojekt, an dem auch Evolutionsbiologe Jan Christian Habel von der Paris-Lodron Universität Salzburg beteiligt war, erforscht.

Experiment an 55 unterschiedlichen Standorten liefert die Grundlage

An 55 Wald-Standorten auf sechs Kontinenten haben Forscherinnen und Forscher Hölzer von über 140 Baumarten ausgelegt, um den Einfluss des Klimas, der Flora und der Fauna auf die Abbaugeschwindigkeit zu messen. Die Hälfte der Hölzer befand sich in engmaschigen Käfigen. „Damit konnten wir für einen Teil der Hölzer ausschließen, dass Insekten an der Zersetzung mitwirken“, so Habel. Die erhobenen Daten zeigen, dass die Abbaugeschwindigkeit und der Beitrag der Insekten sehr stark vom Klima abhängen und vor allem mit steigender Temperatur zunehmen. Höhere Niederschläge beschleunigen in warmen Regionen den Abbau, in Regionen mit niedrigen Temperaturen verlangsamen sie den Abbau.

50 Forschungsgruppen weltweit führten das Experiment teilweise unter schwierigsten Bedingungen durch. Manche Flächen mussten aufwändig vor Elefanten geschützt werden. Eine Fläche ging durch einen Waldbrand verloren und wurde neu aufgebaut, ein anderes Gebiet wurde überschwemmt.

Globale Kohlenstoffbilanzierung

Aus dem Experiment konnten die WissenschaftlerInnen modellieren, in welchem Ausmaß Totholz am globalen Kohlenstoffkreislauf beteiligt ist. Demnach werden jährlich 10,9 Gigatonnen Kohlenstoff weltweit aus Totholz freigesetzt. Ein Teil des Kohlenstoffs geht dabei in den Boden, während ein anderer Teil in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die aus Totholz freigesetzte Menge entspricht rund 11,5 Prozent der Emissionen aus fossilen Brennstoffen.

„Mit 93 Prozent tragen die Tropenwälder auf Grund ihrer hohen Holzmasse in Kombination mit schnellen Abbauprozessen überproportional zu diesem Ergebnis bei. Insekten haben am Holzabbau einen Anteil von fast einem Drittel, der sich überwiegend auf die Tropen beschränkt. In Wäldern der nördlichen und gemäßigten Breiten sind die Beiträge der Insekten jedoch gering“, erklärt Jan Christian Habel, der die Untersuchungen zu dieser Studie in Ostafrika durchgeführt hat.

Auswirkungen des globalen Wandels

Die Studie unterstreicht die Rolle von Totholz im globalen Kohlenstoffkreislauf, ebenso wie die funktionale Bedeutung von Insekten beim Abbau von Holz. Damit wird eine weitere Lücke für die globale Modellierung von Kohlenstoffkreisläufen geschlossen. Im globalen Wandel beobachten wir zum Teil drastische Rückgänge der Artenvielfalt und Änderungen des Klimas. Die aktuelle Studie zeigt, dass sowohl Klimaveränderungen als auch der Verlust von Insekten das Potenzial haben, den Holzabbau und damit die Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe weltweit zu stören und zu verändern.

Publikation: Seibold et al. (2021): The contribution of insects to global forest deadwood decomposition. In: Nature. DOI:   https://www.nature.com/articles/s41586-021-03740-8

Kontakt:

Prof. Dr. Jan Christian Habel
Zoologische Evolutionsbiologie
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